步进电机控制系统课程设计
步进电机速度控制课程设计
步进电机速度控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解步进电机的原理与结构，掌握步进电机速度控制的基本概念。
2. 使学生掌握步进电机速度控制的相关公式，并能进行简单的计算。
3. 让学生了解步进电机速度控制系统的组成及工作原理。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识，设计简单的步进电机速度控制系统的能力。
2. 培养学生运用相关软件工具对步进电机速度控制系统进行仿真与调试的能力。
3. 培养学生通过团队合作，解决实际步进电机速度控制问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对步进电机速度控制技术的兴趣，激发学生的创新意识。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据的准确性和可靠性。
3. 培养学生具备良好的团队协作精神，学会分享与交流。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，旨在让学生通过理论学习与实践操作，掌握步进电机速度控制的相关知识。
学生特点：本课程面向高中年级学生，他们对电机控制有一定的基础知识，具备一定的动手能力和探究精神。
教学要求：结合学生特点，课程目标分解为具体的学习成果，注重理论与实践相结合，强调学生动手操作能力的培养。
在教学过程中，注重启发式教学，引导学生主动思考，培养学生的创新能力。
同时，注重团队合作，提高学生的沟通与协作能力。
二、教学内容1. 步进电机原理与结构：介绍步进电机的种类、工作原理、主要性能参数，使学生了解步进电机的特点及应用场景。
教材章节：第一章第一节2. 步进电机速度控制基本概念：讲解步进电机速度控制的方法、原理，引导学生掌握步进电机速度控制的基本知识。
教材章节：第二章第一节3. 步进电机速度控制公式与计算：推导步进电机速度控制的相关公式，通过实例讲解，使学生掌握计算方法。
教材章节：第二章第二节4. 步进电机速度控制系统组成及工作原理：分析步进电机速度控制系统的组成部分，阐述各部分的工作原理及相互关系。
教材章节：第三章第一节5. 步进电机速度控制系统设计与仿真：教授步进电机速度控制系统的设计方法，指导学生运用相关软件进行仿真与调试。
步进电机控制PLC课程设计
步进电机控制PLC课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解步进电机的原理、结构和应用场景；2. 学生能掌握PLC在步进电机控制中的编程方法和技巧；3. 学生了解步进电机与PLC接口的硬件连接和调试方法；4. 学生掌握步进电机速度、位置和加速度等参数的调整方法。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计并实现简单的步进电机控制程序；2. 学生具备调试和优化步进电机控制系统的能力；3. 学生能够结合实际需求，选择合适的PLC和步进电机进行项目设计。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化控制技术的兴趣，激发学生学习热情；2. 培养学生团队协作、沟通表达的能力，提高学生的综合素质；3. 培养学生严谨、务实的科学态度，树立正确的价值观。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，旨在让学生在实际操作中掌握步进电机控制技术。
学生特点：学生具备一定的电气基础和PLC编程知识，对步进电机控制有一定了解。
教学要求：结合实际案例，以任务驱动的方式进行教学，注重培养学生的动手能力和创新能力。
通过本课程的学习，使学生能够将理论知识应用于实际项目中，提高学生的综合应用能力。
二、教学内容1. 步进电机原理与结构- 步进电机的分类、工作原理- 步进电机的结构特点及参数2. PLC在步进电机控制中的应用- PLC与步进电机的连接方式- 步进电机控制程序编写方法- PLC编程软件的使用3. 步进电机控制系统的设计与实现- 系统硬件设计：PLC选型、步进电机选型、接口电路设计- 系统软件设计：步进电机控制算法、PLC程序设计4. 步进电机控制系统的调试与优化- 系统调试方法与步骤- 常见问题及解决方法- 系统性能优化策略5. 实践项目案例分析- 案例一：简易步进电机控制系统设计- 案例二：复杂步进电机控制系统设计教学内容安排与进度：第一周：步进电机原理与结构第二周：PLC在步进电机控制中的应用第三周：步进电机控制系统的设计与实现第四周：步进电机控制系统的调试与优化第五周：实践项目案例分析及讨论教材章节关联：本教学内容与教材中“第三章 步进电机控制技术”和“第四章 PLC控制技术”相关章节紧密关联。
基于单片机设计步进电机的控制系统 课程设计
目录1.实验要求与设计 (2)1.1设计目的 (2)1.2 设计要求 (2)1.3 设计思路 (2)2.设计原理及分析 (3)2.1 步进电机控制系统的组成 (3)2.2 单片机最小系统 (3)2.3 键盘控制电路 (4)2.4 LED数码显示电路 (5)3.系统的总体方案设计 (6)3.1 步进电机总体设计框图 (6)3.2 驱动控制系统组成 (6)3.3 脉冲信号的产生 (7)4.软件设计设计及调试 (7)4.1 主程序流程图 (7)4.2 INTO中断子程序框图 (8)4.4 程序代码 (10)5.实验心得与体会 (17)参考文献 (18)附：课程设计评分表 (19)附：步进电机电路图 (20)1.实验要求与设计1.1设计目的以单片机为核心设计出一个单片机控制步进电机的控制系统。
本系统采用AT89C51作为控制单元，通过键盘实现对步进电机转动方向及转动速度的控制，并且将步进电机的转动速度动态显示在LED数码管上。
1.2 设计要求1.利用键盘按键来控制步进电动机的加速减速以及控制电动机的正转、反转、启动、停止等操作，达到显示的目的。
2.了解步进电动机的工作原理，会计算其各个量之间的转换，例如，速度、时间、频率与步进角之间的关系。
3.显示以51单片机为核心的实用控制电路，并进行调试出结果。
1.3 设计思路采用51系列单片机实现对步进电动机进行调速控制。
首先利用键盘按键来控制步进电动机的加速减速以及控制电动机的正转、反转、启动、停止等操作。
达到显示的目的。
最终使步进电动机的控制能更加灵活。
本实验采用89C51做单片机运行的,所用本实验只需要将其四相连接P1口得P1.0~P1.3口就行了，在AEDK实验教学机上，数码管和8279内部已经连接好，不需再连线。
本实验使用的步进电机用直流+12V电压，电机线圈由A、B、C、D四相组成驱动方式为四相四拍方式,各线圈通电顺序如下表。
表中首先向A线圈输入驱动电流，接着B、C、D线圈驱动，最后又返回到A线圈驱动，按这种顺序切换，电机轴按顺时针方向旋转。
步进电机控制课程设计
步进电机控制 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解步进电机的原理与结构，掌握其工作方式；2. 使学生掌握步进电机控制的基础知识，包括驱动电路的设计与控制算法；3. 引导学生了解步进电机在自动化设备中的应用。
技能目标：1. 培养学生能够运用所学知识进行步进电机的选型与安装；2. 培养学生具备编写步进电机控制程序的能力，实现电机的精确控制；3. 提高学生动手实践能力，能够独立完成步进电机控制系统的搭建与调试。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对步进电机控制技术的兴趣，激发学生学习热情；2. 培养学生具备团队协作精神，能够在小组合作中发挥个人优势；3. 引导学生认识到步进电机控制技术在工业自动化中的重要性，树立科技创新意识。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为电子技术及应用领域的一门实用课程，针对高年级学生，他们在前期已经掌握了电子技术基础知识，具备一定的实践能力。
本课程旨在进一步提高学生的实际操作能力，培养他们解决实际问题的能力。
课程目标具体、可衡量，便于学生和教师在教学过程中明确预期成果。
通过本课程的学习，学生能够将理论知识与实际应用相结合，具备步进电机控制系统的设计与实施能力，为将来的职业生涯打下坚实基础。
二、教学内容1. 步进电机原理与结构：- 步进电机的工作原理- 步进电机的分类及结构特点- 步进电机的性能参数2. 步进电机控制系统基础：- 驱动电路设计与原理- 控制算法原理及应用- 步进电机与控制器接口技术3. 步进电机控制程序编写：- 控制程序设计流程- 编程语言及开发环境选择- 步进电机控制程序实例4. 步进电机控制系统实践：- 步进电机选型与安装- 控制系统硬件连接与调试- 控制程序下载与运行5. 步进电机应用案例分析：- 步进电机在自动化设备中的应用案例- 案例分析与讨论- 创新设计与实践教学内容安排与进度：第一周：步进电机原理与结构学习第二周：步进电机控制系统基础学习第三周：步进电机控制程序编写学习第四周：步进电机控制系统实践操作第五周：步进电机应用案例分析及创新设计教材章节关联：《电子技术与应用》第四章：电机控制技术《自动化控制系统》第三章：步进电机及其控制系统教学内容确保科学性和系统性，结合课程目标，按照教学大纲安排和进度，使学生能够循序渐进地掌握步进电机控制相关知识。
步进电机控制-课程设计(精品)
目录一、任务与要求 (3)二、设计方案 (3)三、硬件设计原理 (4)四、软件设计 (7)五、调试 (9)六、收获和体会 (9)七、参考文献 (9)步进电机转速实时控制一、任务与要求步进电机转速实时控制要求控制步进电机正转、反转，以及对步进电机的转速进行实时控制。
1，用8086处理器和可编程并行接口芯片8255组成控制系统，掌握步进电机与8255的接口电路原理；2，理解步进电机正、反转工作原理和转速控制原理3，能编制出步进电机正、反转运行程序（以3种不同速度）；低速正转和高速反转程序，并写出较完整的设计程序二、设计方案根据课题要求，用8086处理器和可编程并行接口芯片8255组成控制系统，控制步进电机正转、反转以及转速控制，步进电机不能直接由8255驱动，而需要用相应的驱动芯片，因此，控制系统直接控制电机驱动即可控制步进电机。
设计流程图如下：三、硬件原理与设计1、 系统硬件子系统的构成：本设计采用的步进电机为35BYJ46型四相八拍电机，电压为DC12V ，其励磁线圈及其励磁顺序如下图及下表所示：2、步进电机工作原理以及与8255接口的关系：3、工作原理：四相步进电机示意图见下左图，转子由一个永久磁铁构成，定子分别由4组绕组构成当S1连通电源后，定子磁场将产生一个靠近转子为N极，远离转子为S极才磁场，这样的定子磁场和转子的固有磁场发生作用，转子就会转动，正确地S1、S4的送电次序，就能控制转子旋转的方向。
例如：若送电的顺序为S1闭合断开S2闭合断开S3闭合断开S4闭合断开，周而复始的循环，在定子和转子共同作用下，电机就瞬时针旋转：若送电的顺序为S4闭合断开S3闭合断开S2闭合断开S1闭合断开，周而复始的循环，则电机就逆时针旋转，原理同理。
8255A向步进电机发出的控制脉冲4、8255工作方式选择：8255有三个数据端口（A口、B口、C口），8255有三种基本的工作方式，分别为：方式一（基本输入/输出方式），方式二（选通输入/输出方式），方式三（双向总线I/O方式）。
步进电机控制系统课程设计
课程设计报告
课程名称：微型计算机控制技术
设计题目：步进电机控制系统
专 业：计算机科学与技术
班 级：
学 号：
姓 名：
时 间：
指导老师：
一、系统概述……………………………………3
1.系统设计摘要…………………………………… 3
2.系统设计概要…………………………………… 3
（1）设计目的……………………………………3
图1 三相通电时序图
另外通过控制脉冲发出的频率，就可以控制电机的转速。
II.设计工作原理
本设计实现的工作过程如ห้องสมุดไป่ตู้述：
首先系统电源开启，然后检测启动开关（K3键实现），如果开关（K3）处于启动状态，则系统开始工作，否则将等待。启动后，系统能按照我们所控制的方式控制步进电机转动。如K0单三拍，K1双三拍，K2三相六拍三种通电方式；运转过程中可以用方向控制开关（K4）控制方向。整个系统工作过程，指示灯指示步进电机工作方式（正转红灯亮，反转黄灯亮，停止绿灯亮）。系统连续工作，过程中可以随时启动或停止，以及调节它的步数（K5-K12实现）。在LED显示器上显示剩余的工作步数，直至给定的步数转完为止，系统停止。
a.单三拍，通电顺序为： A B C
b.双三拍，通电顺序为： AB BC CA
c.三相六拍，通电顺序： A AB B BC C CA
对于方向控制，例如三相六拍，如果是A→AB→B→BC→C→CA这样的顺序，那么电机是正转；如果是A→AC→C→B→B→BA这样的顺序，那么电机是反转。（如图1）通电时序图：
电机部分的设计，由于Proteus没有三相步进电机的元件，我是先用一个PWSMERVO电机模仿三相电机，先用来测试程序是否正确，看其功能是否实现。后面我另外补充了对三相电机制作，如下图所示，采用单片机直接驱动电机运转。
课程设计步进电机
课程设计步进电机一、教学目标本课程的目标是让学生了解和掌握步进电机的基本原理和应用。
通过本课程的学习，学生应能理解步进电机的工作原理，掌握步进电机的选型和应用，并能够进行简单的步进电机控制系统设计。
具体来说，知识目标包括：1.了解步进电机的基本原理和结构。
2.掌握步进电机的选型方法和应用场景。
3.了解步进电机控制系统的组成和设计方法。
技能目标包括：1.能够进行步进电机的选型和参数计算。
2.能够设计和实现简单的步进电机控制系统。
3.能够对步进电机进行故障分析和维修。
情感态度价值观目标包括：1.培养学生对新技术的兴趣和好奇心。
2.培养学生勇于尝试和解决问题的精神。
3.培养学生对工程实践的热爱和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括步进电机的基本原理、结构和选型方法，步进电机的应用场景和控制系统设计。
具体来说，教学大纲如下：1.步进电机的基本原理和结构：介绍步进电机的工作原理和主要组成部分，包括定子和转子等。
2.步进电机的选型方法：讲解如何根据实际需求进行步进电机的选型，包括电机类型、功率、转速等参数的确定。
3.步进电机的应用场景：介绍步进电机在各种场合中的应用，如机器人、数控机床等。
4.步进电机控制系统的组成和设计方法：讲解步进电机控制系统的组成，包括控制器、驱动器、电源等，以及如何进行控制系统的设计。
三、教学方法为了提高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。
通过讲授法，教师可以系统地讲解步进电机的基本原理和应用，帮助学生建立扎实的理论基础。
通过讨论法，学生可以积极参与课堂讨论，提高思维能力和解决问题的能力。
通过案例分析法，学生可以了解步进电机在实际应用中的具体情况，提高应用能力。
通过实验法，学生可以亲自动手进行实验，加深对步进电机原理和应用的理解。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将选择和准备适当的教学资源，包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
控制步进电机课程设计
第1章控制工艺流程分析1.1步进电机的控制过程描述近年来，数控机床及数控技术得到了飞速发展，在柔性、精确性、可靠性和宜人性等方面的功能越来越完善，已成为现代先进制造业的基础。
数控就是数字控制，数控技术在机床行业应用得多，就是依靠数字（电脑编程）来控制机床，具有效率高，精度高等主要特点。
数控技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。
它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。
数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。
1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。
数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。
1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。
现在，数控技术也叫计算机数控技术，目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。
这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。
由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成。
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步进电机件。
在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，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。
通常电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。
该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。
步进电机控制系统设计课程设计
课程名称微机原理与应用课题步进电机控制系统设计专业班级 ***学生姓名 *** 学号 ***指导老师 *** 审批目录第1章概述 (1)1.1单片机概述 (1)1.2步进电机概述 (2)第2章系统总体方案设计 (3)2.1系统总体设计思路 (3)2.2系统总体设计方案方框图 (3)第3章硬件介绍与说明 (4)3.1开发板按键硬件连接及实物说明 (4)3.2开发板数码管硬件连接及实物说明 (5)3.3开发板步进电机硬件连接及实物图 (6)第4章软件设计流程 (7)4.1系统整体流程概述 (7)4.2系统整体流程图 (8)第5章调试结果与说明 (9)5.1系统调试 (9)5.2调试说明 (9)5.3调试结果 (10)第6章总结 (12)参考文献 (13)附录 (14)附录A系统原理图 (14)附录B程序清单 (15)第1章概述1.1 单片机概述单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。
尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。
同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。
而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。
单片机也被称为微控制器（Microcontroller），是因为它最早被用在工业控制领域。
单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。
最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。
INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。
AT89系列单片机。
他不但具有一般MCS-51单片机的所有特性，而且还拥有一些独特的优点，此次设计中所用到的STC90C52RC就是其中典型的代表。
STC单片机是以51内核为主的单片机：●高速:1个时钟/机器周期,增强型8051内核,速度比普通8051快8～12倍●宽电压:5.5～4.1V/3.7V,3.6V～2.4V/2.1V(STC11/10L系列)●低功耗设计:空闲模式(可由任意一个中断唤醒)●低功耗设计:掉电模式(可由任意一个外部中断唤醒,可支持下降沿/低电平和远程唤醒,STC11xx系列还可通过内部专用掉电唤醒定时器唤醒) ●工作频率:0～35MHz,相当于普通8051:0～420MHz。
步进电机控制器课程设计
步进电机控制器课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握步进电机控制器的基本原理、工作方式和应用场景。
通过本课程的学习，学生应能理解步进电机的运行原理，熟练掌握步进电机控制器的使用方法，并能够运用所学知识解决实际问题。
具体来说，知识目标包括：1.了解步进电机的基本原理和工作方式。
2.掌握步进电机控制器的功能和性能指标。
3.熟悉步进电机控制器在各种应用场景中的使用方法。
技能目标包括：1.能够正确安装和调试步进电机控制器。
2.能够编写简单的步进电机控制程序。
3.能够对步进电机控制器的运行状态进行监测和故障排查。
情感态度价值观目标包括：1.培养学生对先进制造技术的兴趣和认识，增强学生的创新意识。
2.培养学生团队合作精神和动手实践能力。
3.培养学生对工程伦理和职业素养的重视。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.步进电机的基本原理和工作方式：包括步进电机的结构、原理、特性等。
2.步进电机控制器的功能和性能指标：包括控制器的硬件组成、软件设置、接口协议等。
3.步进电机控制器的应用场景：包括步进电机在工业自动化、机器人、数控机床等领域的应用。
4.步进电机控制器的安装和调试：包括控制器的硬件连接、参数设置、故障排查等。
5.步进电机控制程序的编写：包括控制算法、程序结构、调试与优化等。
三、教学方法为了达到本课程的教学目标，我们将采用多种教学方法进行教学，包括：1.讲授法：通过讲解和演示，使学生了解步进电机控制器的基本原理和功能。
2.讨论法：通过小组讨论和问答，培养学生的思考能力和团队协作精神。
3.案例分析法：通过分析实际应用案例，使学生更好地理解步进电机控制器的应用场景。
4.实验法：通过动手实践，使学生掌握步进电机控制器的安装、调试和编程技巧。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法，我们将准备以下教学资源：1.教材：选择一本与步进电机控制器相关的教材，作为学生学习的主要参考资料。
2.参考书：提供一些与步进电机控制器相关的参考书籍，供学生深入研究。
步进电机控制的课程设计
步进电机控制的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解步进电机的原理、结构和分类，掌握其工作方式及相关参数。
2. 学生能掌握步进电机控制的基础知识，包括驱动电路的原理和编程控制方法。
3. 学生能了解步进电机在不同应用场景中的选型和使用要点。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计简单的步进电机控制电路，并进行调试。
2. 学生能编写简单的步进电机控制程序，实现电机的精确运动控制。
3. 学生能通过团队合作，解决实际工程问题，提高实践操作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对步进电机控制产生兴趣，激发学习动力，培养自主学习能力。
2. 学生通过课程学习，认识到科技进步对生活的改变，增强社会责任感和创新意识。
3. 学生在团队合作中，学会相互尊重、沟通协作，培养良好的团队精神和职业素养。
本课程针对高年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。
课程以实用性为导向，注重理论与实践相结合，旨在提高学生的动手能力、创新意识和团队合作精神。
通过本课程的学习，为学生后续相关课程和实际工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 步进电机原理及分类：介绍步进电机的结构、工作原理、特点及分类，对应教材第3章。
- 磁阻式步进电机- 永磁式步进电机- 混合式步进电机2. 步进电机驱动电路：讲解步进电机驱动电路的原理、分类及设计方法，对应教材第4章。
- 驱动电路的原理- 驱动电路的分类- 驱动电路的设计方法3. 步进电机编程控制：介绍步进电机的编程控制方法，包括脉冲信号生成、运动控制算法等，对应教材第5章。
- 脉冲信号生成- 运动控制算法- 编程实践案例4. 步进电机应用与选型：分析不同场景下步进电机的应用和选型要点，对应教材第6章。
- 常见应用场景- 步进电机选型要点- 实际应用案例5. 实践环节：安排步进电机控制电路设计、编程控制及调试，对应教材第7章。
- 控制电路设计- 编程与调试- 团队合作实践教学内容按照以上大纲进行安排和进度规划，确保学生能够系统、全面地掌握步进电机控制相关知识，为实际应用奠定基础。
步进电机控制器课程设计
步进电机控制器课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解步进电机的原理与结构，掌握其工作特性；2. 学会步进电机控制器的电路设计，了解相关电子元件的功能与选用；3. 掌握步进电机控制器的编程方法，能够运用所学知识编写程序实现步进电机的控制。
技能目标：1. 培养学生动手实践能力，能够独立完成步进电机控制器的组装与调试；2. 提高学生的问题分析能力，能够针对实际问题进行控制器参数的优化；3. 培养学生的创新思维，能够设计出具有实际应用价值的步进电机控制器方案。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术、自动控制技术的兴趣，培养良好的学习态度；2. 培养学生的团队协作意识，提高沟通与协作能力；3. 增强学生的环保意识，使其在设计过程中充分考虑节能、环保等因素。
课程性质：本课程属于电子技术、自动控制技术领域，理论与实践相结合，注重培养学生的动手实践能力、问题分析能力和创新思维能力。
学生特点：学生已具备基本的电子技术知识，具有一定的编程基础，对步进电机控制器有一定了解，但缺乏实际操作经验。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，通过讲解、演示、实践等多种教学方式，引导学生掌握步进电机控制器的设计方法，培养其创新思维与动手实践能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 步进电机原理与结构：讲解步进电机的工作原理、分类、结构及其性能参数，结合教材相关章节，让学生深入理解步进电机的基本概念。
2. 步进电机控制器电路设计：介绍控制器中常用的电子元件，如驱动器、控制器芯片等，以及电路设计方法，指导学生完成电路图的绘制。
3. 编程与控制：教授步进电机控制器的编程方法，包括编程语言的选择、编程环境搭建，以及常用的控制算法，如PID控制等。
4. 步进电机控制器组装与调试：讲解控制器组装步骤，指导学生进行实践操作，并对组装完成的控制器进行调试与优化。
5. 创新设计与应用：鼓励学生发挥创意，设计具有实际应用价值的步进电机控制器方案，并进行讨论、分析与改进。
步进电机控制系统--课程设计
计算机与信息科学系课程设计报告课程名称：微型计算机控制技术设计题目：步进电机控制系统目录1.系统概述 11.1步进电机控制工作原理 11.2系统设计思路 12.系统硬件设计 2 2.1总体设计 2 2.2步进电机控制电路 32.3显示电路 43.系统软件设计 5 3.1总体设计 53.2 关键模块设计 104.结束语10 4.1设计感想 14 4.2个人分工情况 15 参考文献15 附录151.系统概述1.1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 ,常用的则以三相为主。
三相步进电机的工作方式有三相单三拍、三相双三拍和三相六拍3 种 ,下面具体加以阐述。
1.1.1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。
1.1.2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三相六拍 ,即 A-AB-B-BC-C-CA。
如果按反序通电换相 ,即则电机就反转。
其他方式情况类似。
1.1.3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。
1.1.4步进电机的换向控制步进电机换向时 ,一定要在电机减速停止或降到突跳频率范围之内再换向 ,以免产生较大的冲击而损坏电机。
步进电机控制系统课程设计
课程设计说明书题目：步进电机控制系统学院（系）：年级专业：学号：学生姓名：同组学生：指导教师：步进电机控制系统设计者：xxxxx指导老师：xxxx1摘要：由于步进电机自身的特点、不需要位置、速度等信号反馈，只需要脉冲发生器产生足够的脉冲数和合适的脉冲频率，就可以控制步进电机移动的距离和速度。
步进电机的运转方向的控制为输入电机各绕组的通电顺序。
例如，一个三相步进电机的通电顺序为：a—ab—b—bc—c—ca—a--.....，此时点击正转，若通电顺序改为：a—ac—c—cb—b—ba—a--.....时点击反转。
既可以通过改变环形分配器的脉冲输出顺序，也可以通过编程改变输出脉冲的顺序，来改变输入到各绕组的通电顺序，达到控制电击方向的目的。
关键词：步进电机 PLC 步进电机驱动器引言步进电机是一种常用的电气执行原件，一种多相或单相同步点击，在数控机床、包装机械等自动控制及检测仪表等方面得到广泛运用。
随着plc的不短发展。
其功能越来越强大，除了有简单的逻辑功能和顺序控制外，运算功能的加入、pid和各类高速指令、使得plc对复杂和特殊系统的控制应用更加广泛。
Plc与数控技术的结合产生了各种不同类型的数控设备。
2 任务与要求(1) 了解步进电机的原理(2) 熟练使用PLC控制步进电机，了解步进电机驱动器原理3 装置原理介绍3.1控制系统功能框图在步进电机控制系统中，首先控制步进电机使之稳步启动，然后高速运动，接近制定位置时，减速之后低速运动一段时间，在准确地停在预定的位置上，最后步进电机停留2s后，按照前进时的加速—高速—减速—低速的步骤返回到起始点，其运动状态转换过程平稳，其功能框图如图3.1所以，其简单工作过程如图3.2所示。
由于步进电机本身的结构特性决定了它要实现高速运转必须有加速过程，如果在启动时突然加载高频脉冲，电机会产生啸叫、失步甚至不能启动，在停止阶段也是这样，当高频脉冲突然降到零时，电机会产生啸叫和振动，所以在启动和停止时，都必须有一个加速和减速过程。
微机控制技术(计算机控制技术)课程设计——步进电机控制系统设计
单片机课程设计报告步进电机控制系统设计姓名：班级： B10221 指导老师：齐建玲日期： 2013.6.08～2011.6.13 北华航天工业学院一、设计前述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。
在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。
这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。
使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。
步进电机的调速一般是改变输入步进电机的脉冲的频率来实现步进电机的调速，因为步进电机每给一个脉冲就转动一个固定的角度，这样就可以通过控制步进电机的一个脉冲到下一个脉冲的时间间隔来改变脉冲的频率，延时的长短来具体控制步进角来改变电机的转速，从而实现步进电机的调速。
本设计还通过按键控制电机正转与反转。
二、设计任务和要求设计步进电机单片机控制系统，其功能如下：1．具有对步进电机的启停、正反转、加减速控制；2．控制按钮分别为正转、反转、加速、减速、以及停止键；3．能够通过三位LED数码管（或液晶显示器）显示当前的转动速度，并且由两只不同颜色的发光二极管分别指示正转和反转，因此可以清楚的显示当前转动方向和转速；4．要求每组选择的步进电机控制字不同；5．用单片机做控制微机；三、设计原理分析1、步进工作电机原理1．1步进电机的特点：（1）一般步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。
（2）步进电机的力矩会随转速的升高而下降。
当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势；频率越高，反向电动势越大。
在它的作用下，电机随频率（或速度）的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。
（3）步进电机低速时可以正常运转,但若高于一定速度就无法启动,并伴有啸叫声。
步进电机有一个技术参数：空载启动频率，即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。
步进电机控制系统课程设计
河北xxxxxx学院课程设计说明书题目：步进电机控制系统学院（系）：年级专业：学号：学生姓名：同组学生：指导教师：步进电机控制系统设计者：xxxxx指导老师：xxxx1摘要：由于步进电机自身的特点、不需要位置、速度等信号反馈，只需要脉冲发生器产生足够的脉冲数和合适的脉冲频率，就可以控制步进电机移动的距离和速度。
步进电机的运转方向的控制为输入电机各绕组的通电顺序。
例如，一个三相步进电机的通电顺序为：a—ab—b—bc—c—ca—a--.....，此时点击正转，若通电顺序改为：a—ac—c—cb—b—ba—a--.....时点击反转。
既可以通过改变环形分配器的脉冲输出顺序，也可以通过编程改变输出脉冲的顺序，来改变输入到各绕组的通电顺序，达到控制电击方向的目的。
关键词：步进电机 PLC 步进电机驱动器引言步进电机是一种常用的电气执行原件，一种多相或单相同步点击，在数控机床、包装机械等自动控制及检测仪表等方面得到广泛运用。
随着plc的不短发展。
其功能越来越强大，除了有简单的逻辑功能和顺序控制外，运算功能的加入、pid和各类高速指令、使得plc对复杂和特殊系统的控制应用更加广泛。
Plc与数控技术的结合产生了各种不同类型的数控设备。
2 任务与要求(1) 了解步进电机的原理(2) 熟练使用PLC控制步进电机，了解步进电机驱动器原理3 装置原理介绍3.1控制系统功能框图在步进电机控制系统中，首先控制步进电机使之稳步启动，然后高速运动，接近制定位置时，减速之后低速运动一段时间，在准确地停在预定的位置上，最后步进电机停留2s后，按照前进时的加速—高速—减速—低速的步骤返回到起始点，其运动状态转换过程平稳，其功能框图如图3.1所以，其简单工作过程如图3.2所示。
由于步进电机本身的结构特性决定了它要实现高速运转必须有加速过程，如果在启动时突然加载高频脉冲，电机会产生啸叫、失步甚至不能启动，在停止阶段也是这样，当高频脉冲突然降到零时，电机会产生啸叫和振动，所以在启动和停止时，都必须有一个加速和减速过程。
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步进电机控制系统课程设计一、 31. 系统设计摘要 (3)2. 系统设计概要 (3)（1）设计目的 (3)（2）设计内容 (3)（3）工作原理 (3)I.步进电机工作原理II.设计工作原理二、 (5)1总体设计.......................................... 5 2．系统控制电路 (5)三、.......................................... 8 1总体设计.......................................... 8 （1）设计思想.......................................... 8 （2）系统总体流程图.................................... 9 2关键模块设计. (10)1开关控制流程图.................................... 10 2通电方式流程图 (11) (12) (13) (16)1.步进电动机是机电数字控制系统中常用的控制元件之一。
由于其精度高，体积小，控制方便灵活，因此在智能仪表和位置中得到了广泛应用。
如在绘图机，打印机及光学仪器中，都采用了步进电机。
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）。
通过控制脉冲个数即可以控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时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。
步进电机是一种将脉冲信号转换成直线位移或角位移的控制微电机,其步距角位移和转速分别与输入电机绕组的脉冲个数和脉冲频率成比例;它易于实现与计算机或其它数字元件接口，适用于数字控制系统。
本设计通过一种设计方案，包括硬件的介绍和组建、硬件原理图和软件流程图的设计、源程序的编写等，介绍一种基于单片机的步进电机运行控制系统。
2.a. 了解步进电机的基本结构和工作原理；b. 了解步进电机的的基本控制原理；c. 掌握用单片机的步进电机控制系统的硬件设计方法；d. 熟悉步进电机驱动程序的设计与调试并使用仿真软件进行调试；e. 掌握控制步进电机的步数、转向、启停等功能的程序设计方法；f . 提高单片机应用系统设计和调试水平。
设计一个单片机控制三相步进电机控制系统，系统具有如下功能：a. 电机启停由K3键控制，方向控制由K4控制；b. 通电方式选择由K0-K2键决定，K0为单三拍，K1为双三拍，K2为三相六拍；c. 电机停止转时的状态，由绿色指示灯亮；正转时红色指示灯亮，反转时黄色指示灯亮，d. 电机的步数不是给定的，需要用K5-K11作为步数的给定值。
e. 电机转动过程中要显示剩余工作步数，采用3位LED数码管。
Windows XP 环境， Office2007环境，Proteus仿真设计软件工具，3000TC仿真实验仪平台。
I . 步进电机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。
步进电机的结构与步进电机所含的相数有关。
三相发电机主要是三相交流同步发电机。
其转子通常为直流励磁线圈产生的电磁铁，为发电机工作提供磁场。
定子是在空间互差120度电角度的三相交流绕组。
步进电机是一种将电脉冲转换成相应角位移的控制电动机。
步进电机的控制装置由脉冲发生器、环形分配器和功率放大器组成，只要将脉冲依次送到步进电机的每一相，它便沿着方向控制线信号所确定的方向走一步。
根据步距角的大小及实际走的步数，只要知道初始位置，便可知道步进电机的最终位置。
本设计以三相步进电机为例，三相步进电机有3种工作方式：a.单三拍，通电顺序为： A B Cb.双三拍，通电顺序为： AB BC CAc.三相六拍，通电顺序： A AB B BC C CA对于方向控制，例如三相六拍，如果是A?AB?B?BC?C?CA这样的顺序，那么电机是正转；如果是A?AC?C?B?B?BA这样的顺序，那么电机是反转。
（如图1）通电时序图：图1 三相通电时序图另外通过控制脉冲发出的频率，就可以控制电机的转速。
II. 设计工作原理本设计实现的工作过程如下述：首先系统电源开启，然后检测启动开关（K3键实现），如果开关（K3）处于启动状态，则系统开始工作，否则将等待。
启动后，系统能按照我们所控制的方式控制步进电机转动。
如K0单三拍，K1双三拍，K2三相六拍三种通电方式；运转过程中可以用方向控制开关（K4）控制方向。
整个系统工作过程，指示灯指示步进电机工作方式（正转红灯亮，反转黄灯亮，停止绿灯亮）。
系统连续工作，过程中可以随时启动或停止，以及调节它的步数（K5-K12实现）。
在LED显示器上显示剩余的工作步数，直至给定的步数转完为止，系统停止。
11本系统主要原理框图：步外进单接驱部电片口动控8255A 机器机制 80C51 （ULN 电三路相）2系统总体电路框图：本系统设计的所有硬件电路均用Proteus仿真系统工具实现，采用到的主要元件有单片机80C51，接口芯片8255A，电机以及其驱动器，573锁存器，开关，指示灯（这里我采用交通灯替代），四位共阴极数码显示管，以及晶振等元件。
VCCC1U333pFU1U5X1S1S11939219XTAL1P0.0/AD0C2D0Q0S238318P0.1/AD1CRYSTALD1Q1 S3379417P0.2/AD2COMD2Q2S41836116516XTAL2P0.3/AD31B1C+88.8D3Q3S535215C361 533pFP0.4/AD42B2CD4Q4S634314714P0.5/AD53B3CD5Q5S733413813P0.6/AD64B4C1nF R1D6Q6S8932512912RSTP0.7/AD75B5CULN2003AD7Q761110k6B6C21710K511P2.0/A87B 7CLE221P2.1/A9ALU2OES123SW-SPSTP2.2/A10S22924PSENP2.3/A11S3302574HC573ALEP2.4/A12K6344S43126D0PA0AL EAP2.5/A13333启动 / 停止K3S527D1PA1P2.6/A14SW-SPST322S628D2PA2P2.7/A15SW-SPST311S7D3PA33040S8110单三拍K0K7D4PA4P1.0P3.0/RXD2939211D5PA5P1.1P3.1/TXD2838312SW-SPSTSW-SPSTD6PA6P1.2P3.2/INT02737413D7PA7P1.3P3.3/INT1a514P1.4P3.4/T0双三拍K1K8b518615RDPB0P1.5P3.5/T1c3619716WRPB1P1.6P3.6/WRSW-SPSTSW-SPSTd920817A0PB2P1.7P3.7/RDe821A1PB3f3522三相六拍K2K9RESETPB4g23PB5624SW-SPSTCSPB680C5125SW-SPSTU4:APB7q1K10q214PC012q315PC1SW-SPST正转 / 反转K4q416PC2740417PC3SW-SPST13PC412K11PC511PC610SW-SPSTPC7q4q38255Aq2q1绿灯黄灯红灯abc defg2C1U1S1S119391nFXTAL1P0.0/AD0S238X1P0.1/AD1S337P0.2/AD2CRYSTALS41836C2X TAL2P0.3/AD3S535P0.4/AD4S634P0.5/AD5S733P0.6/AD6S81nF932RSTP0.7/AD721P2. 0/A822P2.1/A923P2.2/A102924PSENP2.3/A113025ALEP2.4/A123126EAP2.5/A1327P2 .6/A14启动 / 停止K328P2.7/A15SW-SPST110P1.0P3.0/RXD211单三拍K0P1.1P3.1/TXD312P1.2P3.2/INT0413SW-SPSTP1.3P3.3/INT1514P1.4P3.4/T0615P1.5P3.5/T1双三拍K1716P1.6P3.6/WR817P1.7P3.7/RDSW-SPST三相六拍K280C51SW-SPST正转 / 反转K4SW-SPSTK5U2SW-SPSTS1344D0PA0S2333D1PA1K6S3322D2PA2S4311D3PA3SW-SPSTS53040D4PA4S62939D5PA5S72838K7D6PA6S82737D7PA7SW-SPST518RDPB03619WRPB1K8920A0PB2821A1PB3aSW-SPST3522RESETPB4b23PB5c624K9CSPB6d25PB7eSW-SPSTf14PC0g15PC1K1016PC217PC3q1SW-SPST13PC4q212PC5q311PC6q410K11PC7 SW-SPST8255A这里采用K0-K2三个开关接至单片机的P1口，实现电机三种工作方式的转换，用K3实现系统的启停，用K4实现正反转转换，再用七个开关调节电机的步数由8255A芯片的A口读入该步数值到单片机。
VCCU39COM1161B1C2152B2C3143B3C4134B4C5125B5C611+88.86B6C7107B7CULN2003A电机部分的设计，由于Proteus没有三相步进电机的元件，我是先用一个PWSMERVO电机模仿三相电机，先用来测试程序是否正确，看其功能是否实现。
后面我另外补充了对三相电机制作，如下图所示，采用单片机直接驱动电机运转。
+12VR1L1R510kU3U2+5VR210k1610k1939XTAL1P0.0/AD010BQ015U1:A38D1P0.1/A D11mH5Q1R410k37P0.2/AD2122NPN1836XTAL2P0.3/AD335P0.4/AD44347404P0.5/AD5R 3Q233P0.6/AD6OPTOCOUPLER-NPN10kNPN932RSTP0.7/AD721P2.0/A822P2.1/A923P2.2/A102924+12VPSENP2.3/A113 025ALEP2.4/A123126R1EAP2.5/A13L127R510kP2.6/A14U2+5VR22810kP2.7/A1516+12 V10k10BQ015110U1:AP1.0P3.0/RXDD11mH5Q1211R410kP1.1P3.1/TXD122312NPNP1.2P 3.2/INT0413P1.3P3.3/INT145147404P1.4P3.4/T0615R3Q2P1.5P3.5/T1OPTOCOUPLER -NPN71610kNPNP1.6P3.6/WR817P1.7P3.7/RD80C51+12VR1L1R510kU2+5VR210k1610k10 BQ015U1:AD11mH5Q1R410k122NPN47404R3Q2OPTOCOUPLER-NPN10kNPN 由于此仿真系统软件没有三相步进电机的元件，这是我另外设计了用光电耦合器，三极管等实现三相步进电机的电路。