片机课程设计步进电机启动停止正反转

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微机原理课程设计步进电机的正反转及调速控制分解

课程设计报告题目步进电机正反转及调速控制系统的设计课程名称微机原理及应用院部名称机电工程学院专业电气工程及其自动化班级10电气1班学生姓名管志成学号1004103027课程设计地点C304课程设计学时20指导教师李国利金陵科技学院教务处制步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件，具有快速启动能力,定位精度高，能够直接接受数字量，因此被广泛地应用于数字控制系统中，如数模转换装置、精确定位、计算机外围设备等，在现代控制领域起着非常重要的作用。

本设计基于Proteus 7.8设计环境，运用了8086 CPU芯片以及74273芯片、74244芯片和步进电机以及7位小功率驱动芯片ULN2003A、按钮、指示灯等辅助硬件电路，设计了步进电机正反转及调速系统。

绘制软件流程图，进行了软件设计并编写了源程序，最后对软硬件系统进行联合调试。

该步进电机的正反转及调速系统具有控制步进电机正反转的功能，还可以对步进电机进行调速，不同的按钮对应不同的速度，并且在没有速度按钮按下的时候，步进电机自动切换到停止状态。

关键词：步进电机；正反转；调速控制；ULN2003A芯片；8086微机系统一、概述1.1 课程设计的目的 (4)1.2课程设计的要求 (4)二、总体设计方案及说明2.1 系统总体设计方案 (5)2.2系统工作框图 (5)三、系统硬件电路设计3.1 Intel 8086 微处理器的简介 (6)3.2 步进电机的原理 (7)3.3 ULN2003A的简介 (8)3.4 74154芯片简介 (9)3.5 74LS273芯片简介 (10)3.6 8086最小系统的设计 (11)3.7 步进电机及其驱动电路的设计 (12)3.8 电机状态显示电路的设计 (12)3.9 输入采样电路的设计 (13)3.10系统总电路图 (14)四、系统软件部分设计4.1 系统流程图 (15)4.2 系统软件源程序 (16)4.2.1电机绕组通电顺序设定 (16)4.2.2 延时子程序设计 (16)4.2.3 汇编源程序及说明 (16)五、总结5.1 系统软硬件的联合调试 (21)5.2 问题分析和解决方案 (23)5.3 心得与体会 (23)六、参考文献 (23)附录：总电路图 (25)一、概述1.1 课程设计的目的通过本课程设计，使学生掌握控制系统设计的一般步骤，掌握系统总体控制方案的设计方法。

单片机课程设计(论文)-开关控制步进电机正反转

绪论步进电机是机电控制中一种常用的执行机构，它的用途是将电脉冲转化为角位移，通俗地说：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。

在数控机床、医疗器械、仪器仪表、机器人以及其他自动设备中得到了广泛应用，我们使用的计算机外围的一些设备，如软驱、打印机、扫描仪等其运动部件的控制都采用了步进电机。

常见的步进电机分三种：永磁式（PM），反应式（VR）和混合式（HB），永磁式步进一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度；反应式步进一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。

在欧美等发达国家80年代已被淘汰；混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。

它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。

这种步进电机的应用最为广泛。

目录1 设计目的 (3)2 硬件电路设计及描述 (4)2.1确定元器件的型号及参数 (4)2.1.1 AT89C51 单片机 (4)2.1.2 ULN2003芯片 (6)2.2 步进电机 (7)2.2.1 永磁式步进电机 (7)2.2.2 步进电机原理以及原理图 (10)2.2.3 功能说明 (11)2.2.4步进电机的静态指标术语 (11)2.2.5 步进电机动态指标及术语： (12)3 程序设计 (13)3.1 编程 (13)3.2 流程图 (14)3.3 程序清单 (15)3.3.1 代码详解 (17)3.3.2 程序分析 (17)4 参考文献 (18)5 结束语 (19)1 设计目的步进电机若加入适当的脉冲信号时，转子则会以一定的步数转动。

如果加入连续的脉冲信号，步进电机就会连续转动，转动的角度与脉冲频率成正比，正、反转可由脉冲的顺序来控制。

本程序通过K1、K2和K3三个按钮开关控制步进电机转动和改变转向，电动机使用1-2相激磁，编程时采用制表的方法。

正转和反转的脉冲信号频率是相通的，但由于使用激磁方式不一样，反转使用了1-2相激磁法，故反转速度为正转的一半。

一分钟学会电机正反转电路电机顺序启动,逆序停止

电机正反转作为最基本的电路，学习电工是一定要了解的。

要学习电机电机正反转电路一定要了解电机正反转工作原理，就是当我们按下正转启动按钮的时候，电机会正转，这时候按下反转启动按钮是不起作用的，只有按下停止按钮，电动机停止以后才能启动电机反转。

电机正反转电路图首先，要连接电机正反转电路需要一个停止按钮，一个正转启动按钮，一个反转启动按钮，还需要两个接触器，两个接触器一定要常开常闭的辅助触点都有的，比如说1211的接触器。

按上图的电路图连接。

按下正转启动按钮，电动机正转此时按下反转启动按钮没有作用当我们按下正转启动按钮的时候，电动机正转，松开启动按钮，电动机自锁，此时正转接触器的常闭触点是断开的，在这个时候按下反转启动按钮的时候是没有作用的。

按下停止按钮只有当我们按下停止按钮，电动机停止，正转接触器失电，常闭触点恢复接通状态。

按下反转启动按钮电动机反转的时候按下正转启动按钮此时，按下反转启动按钮，电动机反转自锁，相应的，这个时候再去按正转启动按钮也是没有效果的。

这就是电动机正反转的原理，也是接触器的互锁原理，在电工取证的时候很常用，所以一定要了解。

前面我讲过了电机的自锁电路和互锁电路，而在我们工作中还会经常碰到过这样的问题，就是有两台电机1和2，必须要电机1启动以后电机2才能启动，在停止的时候必须先停止电机2才能停止电机1。

电机顺序启动逆序停止电路图如果按照自锁电路接两台电机，就必须要人为注意启动顺序，但是也会有出错的时候，怎样才能避免误操作呢，就是今天要讲的，电机顺序启动和逆序停止。

上图就是电机顺序启动，逆序停止的电路图。

接下来我们看一下仿真动作。

按下电机启动2，电机没有动作按下启动开关1，电机1启动在上面的图中我们可以看到，在没有启动电机1，直接启动电机2的情况下，电机2是不能启动的，但是当我们按下电机1的启动按钮时，电机1是可以正常启动的。

按下启动开关2，电机2启动当电机1启动以后，再按下电机2的启动按钮，此时电机2也可以正常启动了。

电动机正转反转点动正转电动反转急停plc课程设计

摘要从70年代初开始，不到三十年时间里，PLC生产发展成了一个巨大的产业，据不完全统计，现在世界上生产PLC及其网络的厂家有二百多家，生产大约有400多个品种的PLC产品。

而如今，对旧有电机进行PLC改造已经非常普遍，针对于旧有的电机，其电气控制为继电控制，而在继电控制中，接触触点多，所以故障也多，操作人员维修任务较大，机械使用率较低。

本课题来源于生产实际的需要，对于电动机用PLC改造其继电器控制电路，克服了以上缺点，降低了设备故障率，提高了设备使用率。

为提高电动机控制电路的稳定性和自动化程度，延长电机的使用寿命，降低电机的故障。

分析了电动机正反转、电气控制原理，保留电机主电路由PLC取代复杂的电气连线控制，设计出由PLC为镗床的控制电路。

该系统开发周期仅为三天，期间完成了将电机的控制电路用PLC梯形图实现，大大的简化了电路，从而降低电机的故障、更加便于控制、也降低了维修的难度目录摘要....................................................................................................... 1 第一章第一章绪论 ............................................................................................... 3 1.1 1.1 设计背景与意设计背景与意设计背景与意义义 ........................................................................... 4 1.2 PLC 在电动机正反在电动机正反转控制中的应用概转控制中的应用概转控制中的应用概况况 ........................................ 4 1.3 1.3 设计要求与任设计要求与任设计要求与任务务 ........................................................................... 5 1.3.1 1.3.1 三相异步电三相异步电三相异步电机正机正反转控制要求........................................... 5 1.3.2 1.3.2 设计任务设计任务 ........................................................................... 6 第二章第二章控制系统设计 ............................................................................. 6 2.1 2.1 确定方案确定方案 ...................................................................................... 6 2.2硬件设计 ....................................................................................... 9 2.2.1电动机的选择 ..................................................................... 9 2.2.2 PLC 选型与地址选型与地址分配分配 ........................................................ 102.2.3 2.2.3 热继电器热继电器 ......................................................................... 112.2.4交流接触器交流接触器....................................................................... 12 2.2.5熔断器 .............................................................................. 132.2.6速度继电器速度继电器....................................................................... 14 2.3程序设计 ..................................................................................... 14第三章第三章系统调试 ...................................................................................... 183.1电动机可逆运行控电动机可逆运行控制电路的调试制电路的调试制电路的调试................................................. 18 3.2故障现象预处理 .......................................................................... 18第四章第四章总结 ............................................................................................. 19参考文献参考文献................................................................................................... 20第一章绪论电能是现代大量应用的一种能量形式。

微机原理课程设计-步进电机的正反转及调速控制

课程设计报告题目步进电机正反转及调速控制系统的设计课程名称微机原理及应用院部名称机电工程学院专业电气工程及其自动化班级10电气1班学生姓名管志成学号**********课程设计地点C304课程设计学时20指导教师李国利金陵科技学院教务处制成绩步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件，具有快速启动能力,定位精度高，能够直接接受数字量，因此被广泛地应用于数字控制系统中，如数模转换装置、精确定位、计算机外围设备等，在现代控制领域起着非常重要的作用。

绘制软件流程图，进行了软件设计并编写了源程序，最后对软硬件系统进行联合调试。

实训项目1：电动机正、反转启动、停止控制

《电气控制与PLC》常用实训项目要求：分别用基本逻辑指令和步进顺控指令编写程序实训项目1：电动机正、反转启动、停止控制用PLC基本逻辑编程指令，编制电机正、反转连续运转控制程序，要有紧急停止功能，并具有正、反转指示灯显示。

实训项目2：电动机循环正反转控制用PLC 基本逻辑指令，控制电动机循环正反转。

控制电动机正反转三秒，停两秒，反转三秒，停两秒，如此循环3个周期。

实训项目3：两台电动机顺序控制两台电动机相互协调运转，其动作要求为：M1运转10秒，停止5秒，M2要求与M1相反，M1停止则M2运行，M1运行则M2停止，如此反复动作3次，M1和M2均停止。

实训项目4：电动机Y-△启动控制用PLC 基本逻辑指令，该控制电路设置Y-△启动，Y形启动时KM1、KM3动作后，用闪动指示闪动次数，周期为1秒，KM3断开延时0.5秒，并有显示，然后换成△形使KM2闭合。

实训项目5：正、反转能耗制动的PLC控制控制要求：用PLC基本逻辑指令编程，实现可逆的能耗制动。

1.按SB1，KM1合，电机正转；2.按SB2，KM2合，电机反转；3.按SB3，KM1或KM2停，KM3合，能耗制动，（现场设定制动时间）4.FR动作，KM1或KM2释放电机自由停车。

实训项目6：抢答器PLC控制系统1．竞赛者若要回答主持人提问时需抢先按下按钮。

2．指示灯亮后，需等到主持人按下复位键后才熄灭。

3．赛队为三组：儿童组（两人），教授组（两个），学生组（一人），且作如下限制：儿童组任何一人按下按钮有效；教授组，需两人都按下按钮时才有效。

4．如果竞赛者在主持人打开开关10秒钟内，压下按钮，彩球摇动，以示幸运。

实训项目7：数码管显示控制用PLC控制数码管显示数字1、2、3。

1.程序开始后显示1，延时1秒，显示2，延时2秒，显示3，按停止，程序停止。

2.需要连接数码管（数码管选用共阴极）实训项目8：彩灯顺序控制控制要求：三盏彩灯HL1、HL2、HL3按下面时间顺序工作：启动后HL1亮，1S后，HL1灭、HL2亮， 1S后，HL3亮、HL2灭，1S后，HL3灭，1S后，HL1、HL2、HL3全亮，1S后，HL1、HL2、HL3全灭，1S后，HL1、HL2、HL3全亮 1S，HL1、HL2、HL3全灭，1S，HL1亮……如此循环。

单片机课程设计步进电机

单片机课程设计-步进电机江南大学物联网工程学院课程设计报告课程名称：单片机原理及应用设计题目：基于单片机的步进电机控制器设计班级：姓名：学号：指导教师：评分：年月日基于单片机的步进电机控制器设计摘要：本设计是用80C52单片机作为核心部件进行逻辑控制及信号产生，用单片机技术和C 语言编程设计来进行步进电机的控制。

通过人手动按开关实现步进电机的启动与停止、步进电机的正转反转，加速及减速等功能，此外还有LCD 数码管进行实时显示功能。

同时本文也通过了proteus软件的仿真，在仿真结果中能看出近似真实的效果。

经过proteus仿真，结果表明，系统实现了要求。

该系统电路简单，可靠性强，运行稳定。

关键词：步进电机单片机LCD proteus 仿真1课题主要研究内容和要求本设计采用单片机80C52来作为整个步进电机控制系统的运动控制核心部件。

所选的步进电机是四相五线的，由于步进电机需要高功率驱动，单片机不能与步进电机直接相连，因此我们需要采用了电机驱动芯片ULN2003连接步进电机和单片机。

为了显示步进电机转速，我用数码管来显示速率。

再加上一些独立按键来实现步进电机调速、改变转向的功能。

这样就构成了一个基本的步进电机控制系统。

系统的具体功能和要求如下：1、电机转速可以平稳控制；2、通过键盘和显示器可以设置电机的转速；3、能显示电机的运动趋势；2所需仪器设备所需器件备注所需器件备注STC89C52一片12M晶振一个单片机ULN2003驱一片按键五个动芯片八位共阳数一片异步电机一个码管芯片不同阻值电若干+5V电源一个阻30pF电容两个3系统总体设计本设计的硬件电路包括独立按键控制模块、步进电机驱动模块、数码管显示模块和单片机最小系统四部分。

单片机最小系统由时钟电路和复位电路组成，保证单片机正常运行；独立按键控制模块由开关和按键组成，当按下按键时，该系统就按照该按键控制的功能运作；显示模块主要是为了显示电机的工作状态和转速；驱动电路主要是对单片机输出的脉冲进行功率放大，从而驱动电机转动。

步进电机正反转及调速设计

步进电机正反转及调速设计陈超渭南师范学院物理与电气工程系2008级电气（1）班摘要：本系统用52系列单片机和LY-36电机驱动芯片并加入了按钮来控制步进电机实现转向、转速等。

系统中使用的四相步进电机，相应的驱动和控制电路对于其整体性能起着非常重要的作用。

经系统调试，能够很好的控制步进电机的正反转、加减速，从而达到预期目的。

整个系统具有结构简单、可靠性高、成本低和实用性强等特点，具有较高的通用性和应用推广价值。

关键词：四相步进电机 52单片机控制 YL-36驱动电路正反转1 绪论1.1 概述步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化系统中，与其他类型的电机相比具有易于精确控制，无累积误差等优点。

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。

当步进驱动器接收到一个脉冲信号，就驱动步进电机按设定的方向转一个固定的角度，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有累积误差的特点，广泛应用于各种开环控制。

单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上，用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作[1]。

单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件。

本文设计一种用STC89C52作为核心部件进行逻辑控制及信号产生的步进电机控制系统。

为使步进电机系统的可靠性、通用性、可维护性以及性价比最优，根据系统的功能要求，通过单片机存储器、I/O口、中断、键盘、LED显示器的扩展来实现步进电机的启停、正反转、加减速等功能。

1.2 步进电机及单片机的发展趋势步进电机的发展，将依赖于新型材料的应用、设计手段，以及与驱动技术的最佳匹配。

随着自动控制技术、计算机网络通信技术在众多领域中的快速发展，以及进一步数字化、智能化，步进电机将会在更深入广泛的领域中得意应用。

单片机课程设计-正反转可控的步进电机

正反转可控的步进电机1 引言本课程设计目的是为了进一步掌握单片机系统，加强对系统设计和应用能力的培养而开设的综合设计训练环节。

本系统用51单片机和ULN2003A电机驱动芯片并加入控制按钮来实现步进电机的正、反转控制。

2 设计方案及原理步进电机可以对旋转角度和转动速度进行高精度的控制。

作为控制执行部件，广泛应用于自动控制和精密仪器等领域。

例如在仪器仪表、机床设备以及计算机的外围设备中（如打印机和绘图仪），常有对精确的、可控制的回转源的需要。

在这种情况下，使用步进电机最为理想。

2.1 步进电机控制步进电机两个相邻磁极之间的夹角为60°，线圈绕过相对的两个磁极构成一相。

此外各磁极上还有5个分布均匀的锯形小齿。

电机转子上没有绕组。

当某相绕组通电时，响应的两个磁极就分别形成N-S极，产生磁场，并与转子形成磁路。

如果这是定子的小齿与转子的小齿没有对齐，则在磁场的作用下，转子将转动一定的角度，使转子齿与定子齿对齐，从而使步进电机向前“走”一步。

如果通过单片机按顺序给绕组施加有序的脉冲电流，就可以控制电机的转动，从而进行了数字到角度的转换。

转动的角度大小与施加的脉冲数成正比，转动的速度与脉冲频率成正比，而转动方向则与脉冲的顺序有关。

2.2 步进电机驱动方式步进电机常用的驱动方式是全电压驱动，即在电机移步与锁步时都加载额定电压。

为防止电机过流及改善驱动特性需加限流电阻。

由于步进电机锁步时，限流电阻要消耗掉大量的功率。

因此，限流电阻要有较大功率容量，并且开关管也要有较高的负载能力。

步进电机也可以使用软件方法，即使用单片机实现，这样不但简化了电路，同时降低了成本。

使用单片机以软件方式驱动步进电机，不但可以通过编程方法在一定范围之内自由的设定步进电机的转速，往返转动的角度以及转动次数等；还可以方便灵活的控制步进电机的运行状态，以满足不同用户的需求。

因此常把单片机步进电机控制电路称之为可编程步进电机控制驱动器。

课程设计电动机正反转

课程设计电动机正反转一、教学目标本课程的学习目标主要包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。

通过学习，学生将掌握电动机正反转的基本原理和操作方法，了解电动机在实际应用中的重要性。

具体目标如下：1.知识目标：•了解电动机的构造和原理；•掌握电动机正反转的物理意义和实现方法；•掌握电动机的启动、停止和调速方法。

2.技能目标：•能够运用所学知识分析和解决电动机正反转问题；•能够熟练操作电动机，实现正反转控制；•能够进行电动机故障排除和维护。

3.情感态度价值观目标：•培养学生对科学的兴趣和好奇心，激发学生主动探索的精神；•培养学生的团队合作意识和沟通能力，提高学生解决实际问题的能力；•培养学生对电动机技术的应用和创新的意识，培养学生的创新思维和创造力。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括电动机的原理、电动机的正反转控制方法和电动机的操作维护。

具体安排如下：1.电动机的原理：•电动机的构造和工作原理；•电动机的类型和特点；•电动机的性能指标和参数。

2.电动机的正反转控制方法：•电动机的正反转控制原理；•电动机的正反转控制电路；•电动机的正反转控制方法的应用。

3.电动机的操作维护：•电动机的启动、停止和调速方法；•电动机的故障排除和维护方法；•电动机的操作注意事项和安全要求。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

具体方法如下：1.讲授法：通过教师的讲解，向学生传授电动机的基本原理和操作方法，引导学生理解和掌握相关知识。

2.讨论法：学生进行小组讨论，鼓励学生提出问题、分享观点，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.案例分析法：通过分析实际案例，让学生了解电动机正反转控制方法在实际应用中的具体运用，提高学生解决问题的能力。

4.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自动手操作电动机，进行正反转实验，增强学生的实践能力和创新思维。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用符合课程要求的教材，为学生提供系统性的学习材料；2.参考书：提供相关的参考书籍，为学生提供更多的学习资源和拓展知识；3.多媒体资料：制作多媒体课件和教学视频，以图文并茂的形式展示电动机正反转的相关知识，提高学生的学习兴趣和理解能力；4.实验设备：提供电动机实验设备，让学生能够亲自动手操作电动机，进行正反转实验，增强学生的实践能力和创新思维。

步进电机的控制课程设计说明书

课程设计说明书课题名称：步进电机的控制学院：机械工程学院专业：车辆工程(1班）组员：指导老师：赵骆伟日期： 2010年7月9日目录1．课程设计任务书 (1)2．说明书正文 (2)2.1 前言 (2)2.2 现状 (3)2.3 任务分析与方案设计 (3)2.4 系统设计与开发 (4)2.5 元器件清单及参数选择 (6)2.6 软硬件调试 (6)3. 心得体会 (6)4. 参考文献 (7)5. 附录 (7)1.课程设计任务书1.1任务要求在Dais实验台基础上设计并调试一个外接口电路，能够实现步进电机转速与正反转控制，编程并调试完成整个开发系统，分别由4位同学合作完成。

1.2主要技术要求（1）采用编程的方法实现四相八拍环形分配运行方式，改变激励脉冲频率的大小来实现调制。

（2）正反转控制采用变换步进电机的其中两相相序来实现。

1.3主要完成任务（1）查找相关资料，确定课程设计方案；（2）微机接口电路硬件的焊接、装配、逐步排除故障及调试；（3）用Protel2004绘制微机最小系统配置原理图；（4）用Protel2004绘制相关项目的接口原理图；（5) 编写有关项目的程序，并进行调试；（6) 按照相关项目内容要求，上机进行联调；（7）编写课程设计报告。

1.4成果提交（1）课程设计说明书一本。

（电子文档和打印稿各一份）要求：内容完整，图表完备，条理清晰，分析有据，计算精确。

所附电路图布局合理，清晰完备，图形和符号要规范。

（2）所用元器件清单。

（3）电路实体一套。

要求：该电路实体必须是经过自己安装调试通过并达到性能指标要求的电路实体。

1.5时间安排6月28日～ 7月9日地点：机械工程学院微机原理实验室(教2-北428,424)和学院机房(328)。

6月28日上午，分组及分配课程设计任务。

下午，查找相关资料，初拟总体方案。

6月29日讨论确定总方案，上机熟悉Protel2004软件。

6月30日～ 7月2日完成微机最小系统配置原理图、相关项目接口电路原理图及各项目接口；借领工具，分发参考资料、PCB板及相关元器件。

单片机课设步进电机控制正反转

单片机课程设计报告设计题目：步进电机控制系统学院自动化与信息工程学院专业电气工程及其自动化班级姓名学号指导教师王水鱼2010 年秋季学期平时（10%）任务完成（30%）答辩（30%）课设报告（30%）总评成绩目录1.设计目的 (2)2.设计的主要内容和要求 (2)3.题目及要求功能分析 (2)4.设计方案 (5)4.1 整体方案 (5)4.2 具体方案 (5)5．硬件电路的设计 (6)5.1 硬件线路 (6)5.2 工作原理 (7)5.3 操作时序 (8)6. 软件设计 (8)6.1 软件结构 (8)6.2 程序流程 (9)6.3 源程序清单 (9)7. 系统仿真 (9)8. 使用说明 (10)9. 设计总结 (10)参考文献 (11)附录 (12)步进电机的控制1.设计目的（1）熟悉单片机编程原理。

（2）熟练掌握51单片机的控制电路和最小系统。

（3）单片机基本应用系统的设计方法。

2.设计的主要内容和要求（1）查阅资料，了解步进电机的工作原理。

（2）通过单片机给参数控制电机的转动。

（3）通过按钮控制启停及反转。

（4）其他功能。

3．题目及要求功能分析步进电机：步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。

当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。

可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其精度高等特点，广泛应用于各种工业控制系统中。

三相单、双六拍步进电机的结构和工作原理：三相单、双六拍步进电机通电方式：这种方式的通电顺序是：U－U V－V－VW－W－WU－U或为U－UW－W－WV－V－VU－U。

按前一种顺序通电，即先接通U相定子绕组；接着是U、V两相定子绕组同时通电；断开U相，使V相绕组单独通电；再使V、W两相定子绕组同时通电；W 相单独通电；W、U两相同时通电，并依次循环。

0202 电动机“正-反-停”控制程序设计

在Y0线圈得电期间，如果按压反转按钮SB2，PLC执行[MOV K2 K2Y000]指令，将十进制立即数K2传送到组合位元件K2Y000当中，使（K2Y000）=K2，即Y0=0、Y1=1，Y1线圈得电，电动机反转运行。
。按压停止按钮SB3，PLC执行[MOV K0 K2Y000] 指令，使（K2Y000）=K0，即Y0= Y1=0，Y0和Y1 线圈均失电，电动机停止运行。
在M8000驱动下，PLC执行[ZCP K-1 K1 D0 M0]指令时，如果（D0）>K1，则中间继电器M2得电，使Y0线圈得电，电动机正转运行；如果（D0）<K-1，则中间继电器M0得电，使 Y1线圈得电，电动机反转运行；如果（D0）＝K0，则中间继电器M0和M2均不得电，使Y0和Y1线圈也不得电，电动机停止运行。
任务实施
› （7）用比较指令设计
按压正转按钮SB1，PLC执行[MOV K1 D0]指令，将十进制立即数K1 传送到D0数据存储单元当中，使（D0）=K1。
按压反转按钮SB2，PLC执行[MOV K-1 D0]指令，将十进制立即数K-1传送到D0数据存储单元当中，使（D0）=K-1。
当PLC执行[CMP D0 K0 M0]指令时，如果（D0）>K0，则中间继电器M0得电，使Y0线圈得电，电动机正转运行；如果（D0）<K0，则中间继电器M2得电，使Y1线圈得电，电动机反转运行；如果（D0）＝K0，则中间继电器M0和M2均不得电，使Y0和Y1 线圈也不得电，电动机停止运行。
模拟仿真调
试
设备安装调试
任务实施
› （1）用“与或非”指令设计
按压正转按钮SB1，X0常开触点闭合，正转Y0线圈得电，电动机正转运行。

单片机课程设计步进电机正反转

单片机课程设计课题：步进电机正反转设计系别：电气与电子工程系专业：电气工程及其自动化姓名：张豪杰学号：121408256指导老师：李晓敏王明杰河南城建学院2011年01月06日成绩评定·一、指导教师评语（根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定）。

二、评分课程设计成绩评定目录一．设计目的 (4)二．设计要求 (4)三．总体设计思路 (4)四．硬件设计 (5)1 系统复位电路 (5)2 系统时钟电路 (6)3 系统电机及驱动部分 (7)4 系统的显示电路 (8)五．软件设计 (9)1 主程序的设计 (9)2 显示子程序的设计 (10)六．整体电路图 (14)七．电路仿真 (15)八．设计总结 (16)附录 (18)参考文献 (21)步进电机正反转设计一、设计目的目的：系统地运用已学的理论知识解决实际问题的能力和查阅资料的能力。

培养一定的自学能力和独立分析问题、解决问题的能力，能通过独立思考、查阅工具书、参考文献，寻找解决方案；任务：完成所选题目的分析与设计，达到技术性能要求。

提交正式课程设计总结报告一份。

二、设计要求：1．具有速度和转向设定功能。

2．设置开始、停止以及正反转键。

3．转速以及转向由数码管显示。

三、总体设计思路方案与思路因为步进电机的控制是通过脉冲信号来控制的，将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。

所以怎样产生这个脉冲信号和产生怎样的信号是电机控制的关键。

用软件控制单片机产生脉冲信号，通过单片机的P1口输出脉冲信号，因为所选电机是两相的，所以只需要P1口的低四位P1.0~P1.3分别接到电机的四根电线上。

可以通过调整输出脉冲的频率来调整电机的转速，通过改变输入脉冲的顺序来改变转动方向，P0口接LED数码管，可以显示当前的电机转速和转向，设置复位键可使正在转动的电机停止转动，大概可分为如下图所示的几部分。

图1 系统方框图四、硬件设计1．系统复位电路复位是单片机的初始化操作，只要给RESET引脚加上2个机器周期以上的高电平信号，即可使单片机复位。

电动机的正反转.

电动机的正反转一．设计目的步进电机若加入适当的脉冲信号时，转子则会以一定的步数转动。

如果加入连续的脉冲信号，步进电机就会连续转动，转动的角度与脉冲频率成正比，正、反转可由脉冲的顺序来控制。

本程序通过K1、K2和K3三个按钮开关控制步进电机转动和改变转向，电动机使用1-2相激磁，编程时采用制表的方法。

正转和反转的脉冲信号频率是相通的，但由于使用激磁方式不一样，反转使用了1-2相激磁法，故反转速度为正转的一半。

1. 步进电机原理以及原理图电路设计如图四所示。

K1、K2和K3按钮开关分别接在单片机的P3.2～P3.4引脚上，作为控制信号的输入端，输入端直接采用ULN2003驱动电路控制步进电机的转向。

图四开关控制步进电机的电路原理图2. 功能说明单片机的P3.2～P3.4引脚分别接有按钮开关K1、K2和K3，用来控制步进电机的转向。

开始供电时，步进电机停止。

按K1时，电动机正转；按K2时，电动机反转。

按K3时，电动机停止转动。

3. 程序设计3.1 编程编程采用制表的方法，步进电机正转采用二相激磁方式，时序如表所示2相激磁方式正转时序步进电机反转采用1-2相激磁方式，时序如表1-2相激磁反转时序3.2. 流程图程序设计流程如图所示3.3. 程序清单01 K1 EQU P3.2 ；设定P3.2以K1表示02 K2 EQU P3.3 ；设定P3.3以K2表示03 K3 EQU P3.4 ；设定P3.4以K3表示0405 STOP: MOV P0,#OFFH ；步进电机停止06 LOOP: JNB K1,Z_M2 ；是否按K1，是则正传07 JNB K2,F_M2 ；是否按K2，是则反转08 JNB K3,STOP1 ；是否按K3，时则停止09 JMP LOOP ；跳转至LOOP处1011 STOP1: ACALL DELAY ；按K3的消除抖动12 JNB K3,$ ；K3放开否13 ACALL DELAY ；放开消除抖动14 JMP STOP ；电机停止1516 Z_M2: ACALL DELAY ；按K1的消除抖动17 JNB K1,$ ；K1放开否18 ACALL DELAY ；放开消除抖动19 JMP Z_M ；转至Z_M处2021 F_M2: ACALL DELAY ；按K2的消除抖动22 JNB K2,$ ；K2放开否23 ACALL DELAY ；放开消除抖动24 JMP F_M ；转至F_M处，循环25 ；正转子程序26 Z_M: MOV R0,#00H ；正转到TABLE取码指针初值27 Z_M1: MOV A,R0 ；到TABLE取码28 MOV DPTR,#TABLE ；存表29 MOVC A,@A+DPTR ；取表代码30 JZ Z_M ；是否取到结束码？31 MOV P0,A ；输出至P0，正转32 JNB K3,STOP1 ；是否按K3，是则停止运转33 JNB K2,F_M2 ；是否按K2,是则反转34 ACALL DELAY ；步进电机转速35 INC R0 ；取下一个码36 JMP Z_M1 ；转至Z_M处，循环37 RET38 ；反转子程序39 F_M: MOV R0,#05 ；反转到TABLE取码指针初值40 F_M1: MOV A,R0 ；到TABLE取码41 MOV DPTR,#TABLE ；存表42 MOVC A,@A+DPTR ；取表代码43 JZ F_M ；是否取到结束码？44 MOV P0,A ；输出至P0,反转45 JNB K3,STOP1 ；是否按K3，是则停止运转46 JNB K1,Z_M2 ；是否按K1，是则正转47 ACALL DELAY ；步进电机转速48 INC R0 ；取下一个码49 JMP F_M1 ；转至F_M1处，循环50 RET5152 DELAY: MOV R6,#40 ；延时时间20ms53 D1: MOV R7,#24854 DJNZ R7,$55 DJNZ R6,D156 RET57 ；控制码表58 TABLE59 DB 0FCH, OF9H, 0F3H, 0F6H ；正转60 DB 00H ；反转结束码61 DB 0F7H, 0F3H, 0FBH, 0F9H ；反转62 DB 0FDH, 0FCH, 0FEH, 0F6H63 DB 00H ；反转结束码6465 END ；程序结束4. 代码详解主要标号说明LOOP:按键扫描STOP1:K3键消除抖动Z_M2:K1键消除抖动F_M2K2键消除抖动Z_M:反转子程序F_M:正转子程序DELAY:延时子程序TABLE:控制码表5.程序分析01～03:将P3.2、P3.3、P3.4引脚分别用K1、K2、K3表示。

步进电机正反转设计

单片机课程设计课题：步进电机正反转设计系别：电气与电子工程系专业：自动化姓名：学号：河南城建学院2010年12 月29日成绩评定·一、指导教师评语（根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定）。

二、评分评分项目设计报告评分答辩评分平时表现评分合计（100分）任务完成情况（20分）课程设计报告质量（40分）表达情况（10分）回答问题情况（10分）工作态度与纪律（10分）独立工作能力（10分）得分课程设计成绩评定班级姓名学号成绩：分（折合等级）指导教师签字年月日一、设计目的1.了解单片机的基本控制原理；2.熟悉单片机的步进电机驱动程序设计和调试3.学习并提高单片机应用系统设计调试水平二、设计要求设计一个单片机控制的步进电机，实现其正反转。

利用单片机的P1口驱动步进电机，通过外部开关电路驱动正反转切换，将软、硬件有机的结合起来，使得系统能够正确的工作实现预期的设计现象。

三、总体设计1. 主要原理框图图1 2.工作原理１）．Ｋ０的闭合实现步进电机的停止和运行；２）．当步进电机停止后才能对其进行正反转切换，即：Ｋ１闭合，Ｋ０，Ｋ２断开，步进电机正转；Ｋ２闭合，Ｋ０Ｋ１断开，步进电机反转。

四、各部分电路设计1.外部控制电路时钟电路开关输入电路单片机89C 52步进电机通过外部开关K0 ，K1和K2的开关状态来达到对单片机输入信号，进入单片机的程序从而对步进电机进行控制图22.晶振电路及单片机控制电路晶振提供时钟信号；保证单片机的正单片机程序的正常运行；图33.步进电机步进电机的相绕组的通电方式有多种，通常为单拍方式、双拍方式和单双拍方式。

本课程设计采用四相八拍通电方式。

图4五、整体电路图图5六、设计总结1、设计过程中遇到的问题及解决方法在设计此步进电机正反转的课程设计过程中遇到了不少问题，其中最主要的是如下问题，最后都一一解决。

１）由于本人能力的有限，真的不知道如何编写程序。

到图书馆查阅有关这个设计个向相关设计，到书中查找并研究程序，但是当把程序编译进已经做好的Ｐｒｏｔｅｕｓ仿真设计后，程序仍然不能运行。

PLC实现步进电机的正反转及调整控制

实训课题三 PLC实现步进电机正反转和调速控制一、实验目的1、掌握步进电机的工作原理2、掌握带驱动电源的步进电机的控制方法3、掌握DECO指令实现步进电机正反转和调速控制的程序二、实训仪器和设备-48MR PLC一台1、FX2N2、两相四拍带驱动电源的步进电机一套3、正反切换开关、起停开关、增减速开关各一个三、步进电机工作原理步进电机是纯粹的数字控制电动机，它将电脉冲信号转换成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，图3-1是一个三相反应式步进电机结图。

从图中可以看出，它分成转子和定子两部分。

定子是由硅钢片叠成，定子上有六个磁极（大极），每两个相对的磁极（N、S极）组成一对。

共有3对。

每对磁极都绕有同一绕组，也即形成1相，这样三对磁极有3个绕组，形成三相。

可以得出，三相步进电机有3对磁极、3相绕组；四相步进电机有4对磁极、四相绕组，依此类推。

反应式步进电动机的动力来自于电磁力。

在电磁力的作用下，转子被强行推动到最大磁导率（或者最小磁阻）的位置，如图3-1（a）所示，定子小齿与转子小齿对齐的位置，并处于平衡状态。

对三相异步电动机来说，当某一相的磁极处于最大导磁位置时，另外两相相必处于非最大导磁位置，如图3-1（b）所示，即定子小齿与转子小齿不对齐的位置。

把定子小齿与转子小齿对齐的状态称为对齿，把定子小齿与转子小齿不对齐的状态称为错齿。

错齿的存在是步进电机能够旋转的前提条件，所以，在步进电机的结构中必须保证有错齿的存在，也就是说，当某一相处于对齿状态时，其它绕组必须处于错齿状态。

本实验的电机采用两相混合式步进电机，其内部上下是两个磁铁，中间是线圈，通了直流电以后，就成了电磁铁，被上下的磁铁吸引后就产生了偏转。

因为中间连接的电磁铁的两根线不是直接连接的，是采用在转轴的位置用一根滑动的接触片。

这样如果电磁铁转过了头，原先连接电磁铁的两根线刚好就相反了，所以电磁铁的N极S极就和以前相反了。

但是电机上下的磁铁是不变的，所以又可以继续吸引中间的电磁铁。

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单片机课程设计报告
步进电机控制设计
姓名：黄盛海 201030480108
詹志勋 201030480125
郑榕生 201030480128 班级： 10车辆工程1班
指导老师：李震姜晟
日期： 2012.6.18~6.20 华南农业大学工程学院
摘要：步进电机是机电控制中一种常用的执行机构，它的用途是将电脉冲转化为角位移，它的的驱动电路根据控制信号工作，控制信号由单片机产生。

控制系统主要由硬件设计和软件设计两部分组成。

其中，硬件设计包括单片机的最小系统模块、电源模块、控制模块、步进电机ULN2003A驱动模块、彩灯显示模块5个功能模块的设计。

并且通过仿真控制系统对硬件、软件进行了调试和改善，实现了上述功能。

本系统具有智能性、实用性及可靠性的特点。

关键词：步进电机单片机电脉冲驱动系统汇编语言
目录
1、课程设计目的及要求 (4)
2、整体系统分析 (4)
3、硬件系统分析 (6)
4、软件系统分析 (10)
5、调试结果 (10)
6、结论 (11)
7、参考文献 (12)
附一：源程序 (12)
1. 课程设计目的及要求
1.1 课程设计目的
增进对单片机的感性认识，加深对单片机理论方面的理解；
掌握单片机的内部功能模块的应用，如定时器/计数器、中断、存贮器、I/O口、A/D转换等；
了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程及实现方法。

1.2 课程设计要求
设计一个步进电机控制器，要求用多个按键控制电机的启动/停止、加速、减速、反转等控制功能；
用彩灯显示电机的转动状态，如加速就控制彩灯快速闪烁，减速则控制彩灯慢速闪烁等。

2. 整体系统分析
2.1步进电机控制工作原理
步进电机实际上是一个数字\角度转换器，也是一个串行的数\模转换器。

步进电机的基本控制包括启停控制、转向控制、速度控制、换向控制4 个方面。

从结构上看 ,步进电机分为三相、四相、五相等类型 ,本次设计的是四相电机。

四相步进电机的工作方式有单四拍、双四拍和单双八拍 3 种。

28BYJ-48步进电机：
2.1.1步进电机的启停控制
步进电机由于其电气特性,运转时会有步进感 ,即振动感。

为了使电机转动平滑 ,减小振动 ,可在步进电机控制脉冲的上升沿和下降沿采用细分的梯形波 ,可以减小步进电机的步进角 ,提高电机运行的平稳性。

在步进电机停转时 ,为了防止因惯性而使电机轴产生顺滑 ,则需采用合适的锁定波形 ,产生锁定磁力矩 ,锁定步进电机的转轴 ,使步进电机的转轴不能自由转动。

2.1.2步进电机的转向控制
如果给定工作方式正序换相通电 ,步进电机正转。

若步进电机的励磁方式为单四拍，即 A -B –C - D。

如果按反序通电换相，即则电机就反转。

2.1.3步进电机的速度控制
如果给步进电机发一个控制脉冲 ,它就转一步 ,再发一个脉冲 ,它会再转一步。

2 个脉冲的间隔越短 ,步进电机就转得越快。

调整送给步进电机的脉冲频率 ,就可以对步进电机进行调速。

2.2系统设计思路
我们本次设计的步进电机控制系统主要有单片机89S52、ULN2003A 步进电机驱动芯片、四相永磁式步进电机、LED显示管及其其他相关元件组成。

可以通过开关来控制系统的启/停工作，并通过LED显示管的工作状态显示步进电机的正、反转和前进、后退的状态。

其总体设计框图1所示：
3. 硬件系统设计
3.1主要元件简介
3.1.1 AT89S52单片机
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K系统可编程Flash存储器。

AT89S52具有以下标准功能:8k字节Flash，256字节RAM,32位I/O 口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。

图2. AT89S52引脚图
3.2模块分析
3.2.1 时钟晶振电路
时钟电路是整个系统的心脏，控制着步进电机工作节奏。

单片机的时钟信号用来提供单片机片内各种微操作的时间基准，时钟信号通常用两种电路形式得到:内部振荡和外部振荡。

图4中的外接晶体以及电容C2和C1构成并联谐振电路，它们起稳定振荡频率、快速起振的作用，其值均为30PF左右，晶振频率选12MHz。

图4 时钟电路
3.2.2 复位电路
单片机的复位是靠外电路来实现的，在正常运行情况下，只要RST引脚上出现两个机器周期时间以上的高电平，即可引起系统复位，
但如果RST引脚上持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。

复位操作有两种情况，即上电复位和手动(开关)复位。

本系统采用上电复位方式。