基于Proteus的步进电机加减速控制辅助设计方法
基于Proteus的步进电机控制系统仿真设计
基于proteus仿真的pwm电机调速
.直流电机调速资料汇总一．使用单片机来控制直流电机的变速，一般采用调节电枢电压的方式，通过单片机控制PWM1，PWM2,产生可变的脉冲，这样电机上的电压也为宽度可变的脉冲电压。
C语言代码：#include<AT89X52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit K5=P1^4;sbit K6=P1^5;sbit PWM1=P1^0;sbit PWM2=P1^1;sbit FMQ=P3^6;uchar ZKB1,ZKB2;.void delaynms(uint aa){uchar bb;while(aa--){for(bb=0;bb<115;bb++) //1ms基准延时程序 {;}}}void delay500us(void){int j;for(j=0;j<57;j++){;}}void beep(void){uchar t;for(t=0;t<100;t++){delay500us();FMQ=!FMQ; //产生脉冲}FMQ=1; //关闭蜂鸣器delaynms(300);}void main(void){TR0=0; //关闭定时器0TMOD=0x01; //定时器0，工作方式1TH0=(65526-100)/256;TL0=(65526-100)%256; //100us即0.01ms中断一次 EA=1; //开总中断ET0=1; //开定时器0中断TR0=1; //启动定时器T0ZKB1=50; //占空比初值设定ZKB2=50; //占空比初值设定while(1){if(!K5){delaynms(15); //消抖if(!K5) //确定按键按下{beep();ZKB1++; //增加ZKB1ZKB2=100-ZKB1; //相应的ZKB2就减少 }}if(!K6){delaynms(15); //消抖if(!K6) //确定按键按下{beep();ZKB1--; //减少ZKB1ZKB2=100-ZKB1; //相应的ZKB2增加.}}if(ZKB1>99)ZKB1=1;if(ZKB1<1)ZKB1=99;}}void time0(void) interrupt 1{static uchar N=0;TH0=(65526-100)/256;TL0=(65526-100)%256;N++;if(N>100)N=0;if(N<=ZKB1)PWM1=0;elsePWM1=1;if(N<=ZKB2)PWM2=0;elsePWM2=1;}//显现：电机转速到最高后，也就是N为1或99时，再按一下，就变到99或1，//电机反方向旋转以最高速度二、容及要求：1、设计一个直流电机调速系统，并用单片机实现连接开关和数码显示并将其值输入直流电机调速系统。
基于proteus的步进电机仿真
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→A。如果按反序通电换相，A→AC→C→CB→B→BA→A，则电机就反转。其他方式情况类似。
（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。两个脉冲的间隔越短，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试。
bit direction=1; //方向标志
基于proteus的步进电机仿真
摘要：步进电机广泛应用在生产实践的各个领域。步进电机是一种进行精确步进运动的机电执行元件，它广泛应用于工业机械的数字控制，为使系统的可靠性、通用性、可维护性以及性价比最优，根据控制系统功能要求及步进电机应用环境，确定了设计系统硬件和软件的功能划分，从而实现了基于8051单片机的四相步进电机的开环控制系统。控制系统通过单片机存储器、I/O接口、中断、键盘、LED显示器的扩展、步进电机的环形分频器、驱动及保护电路、人机接口电路、中断系统及复位电路、单电压驱动电路等的设计，实现了四相步进电机的正反转，急停等功能。人们用它来驱动时钟和其他采用指针的仪器，打印机、绘图仪，磁盘光盘驱动器、各种自动控制阀、各种工具化的关键产品之一，被广泛应用在各种自动化控制系统中，随着微电子和计算机技术的发展，它的需要量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。步进电机是机电数字控制系统中常用的执行元件，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控制中得到了广泛的应用，大规模集成电路的发展以及单片机技术的迅速普及，为设计功能强，价格低的步进电机控制驱动器提供了先进的技术和充足的资源。为实现单片机控制步进电机系统在数控机床上的应用，系统设计了两个外部中断，以实现步进电机在某段时间内的反复正反转功能，也即数控机床的刀架自动进给运动，随着单片机技术的不断发展，单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，自六十年代初期以来，步进电机的应用得到很大的提高。
基于Proteus与单片机的步进电机控制设计
基于Proteus 与单片机的步进电机控制设计杨 宏,李国辉(西安邮电学院 陕西西安 710061)摘 要: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。
采用AT 89C52单片机内部的定时器改变CP 脉冲的频率从而实现对步进电机的转速进行控制,实现了电机调速与正反转的功能,并使用EDA 软件P roteus 对设计进行了仿真,同时还设计了硬件电路。
结果表明,使用P roteus 仿真结果与硬件电路实验结果基本一致。
先采用P rot eus 仿真,再移植到相应的硬件电路,这种方式可以减小系统开发成本和周期,具有一定的推广价值。
关键词:步进电机;单片机;调速系统;Pr oteus中图分类号:T P27 文献标识码:A 文章编号:10042373X(2010)052104203Design of Control S ystem of Stepper Motor Based on Proteus and S ingle Chip MicrocomputerYANG Hong,LI Guohui(Xi c an Uni versit y of P ost and Telecommunicat i ons,Xi c an,710061,China)A bstra ct :Stepper motor is the open 2loop contr ol device changing the electrical pulse signal into angular displacement or linear displacement.The speed of stepper motor is controlled by turning the CP pulse frequency by the internal timer of AT 89C52single chip microcomputer,and its nor mal 2r everse funct ion is realized.The simulation is done by the P roteus soft 2ware of EDA,and the ha rdwar e circuit is also designed.T he r esults show that the simulation results by Proteus softwar e and the har dware exper imental results are basica lly consist ent.The simulation is used firstly by P roteus,and it is t ransplanted into the cor responding hardware cir cuit.This way can reduce system c s developing costs and cycle,and has a certain pr omoting value.Keywords :stepper motor ;single chip microcom puter;speed regulating system;Pr oteus收稿日期:2009210226基金项目:国家自然科学基金资助项目(40974078);陕西省自然科学基金资助(2007D15)0 引 言步进电机是将电脉冲信号变换成角位移或直线位移的执行部件。
基于Protues的步进电机控制系统仿真设计
计算机控制技术课程设计报告《基于Protues的步进电机控制系统仿真设计》姓名：学号：专业：自动化(1)班授课老师：老师日期： 2013/6/20目录引言 (1)1设计电源 (1)2.四项步进电机 (1)2.1步进电机 (1)2.2步进电机的控制 (1)2.3步进电机的工作过程 (1)3电路图设计 (2)3.1AT89c52的概述 (2)3.2最小系统 (2)3.3复位电路 (2)3.4控制电路 (3)3.5电机驱动电路 (3)4程序设计 (3)4.1 主程序框图 (3)4.2 步进电机速度控制程序框图 (4)4.3 控制开关输入程序框图 (5)5结束语 (6)[参考文献] ................................ 错误!未定义书签。
附录A 源程序. (8)附录B (10)引言通过控制AT89c52芯片，实现对四相步进电机的转动控制。
具体功能主要是控制电机正转、反转、加速与减速。
具体工作过程是：给作品通电后，步进电机按照预先设置的转速和转动方式转动。
调整正反转按钮，步进电机实现正反转切换；按下加速开关，步进电机转速加快；按下减速开关时，电机转速减慢。
实现设计具体用到的仪器：AT89C52芯片、开关单元、四项步进电机等。
实现设计具体电路单元有：单片机最小系统、步进电机连接电路、开关连接电路[1]。
1设计电源AT89C51单片机需要的电源是5v直流电源，我们所用的电是220V50H Z，这要需要交流电源220V 转换5V直流电源，利用变压器的原理220v进行降压，单片机控制系统以及外围芯片供电采用7805系列三端稳压器件，通过全波整流，然后进行滤波，然后进行滤波稳压，使用电容滤去交流，电路如图1.1所示。
图1.1 电源设计图2 四项步进电机2.1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。
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[2]。
基于proteus步进电机仿真及程序
proteus中的步进电机有两种，六线制(MOTOR-STEPPER)和四线制(MOTOR-BISTEPPER)，六线制的左右中间两根线接电源，任然剩下四根，但的顺序和四线制的不同，见下图。
注意a,b,c,d的顺序在实际情况中，单片机是不能直接拖动步进电机的，需用ULN2003这样的器件两个步进电机都是四相电机。
如果用四拍：那么P2输出的(顺时针）顺序就是：0x03,0x06,0x0c,0x09a 1 0 0 1b 1 1 0 0c 0 1 1 0d 0 0 1 1如果用八拍：那么P2输出的(顺时针）顺序就是：0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08,0x09a 1 1 0 0 0 0 0 1b 0 1 1 1 0 0 0 0c 0 0 0 1 1 1 0 0d 0 0 0 0 0 1 1 1给一个测试八拍的仿真程序：1.#include<reg52.h>2.3.main(){4.while(1){5.unsigned int i,j,k;6.for(k=0;k<255;k++){7.for(i=0;i<75;i++)8.for(j=0;j<255;j++);9.P2=0x01;10.for(i=0;i<75;i++)11.for(j=0;j<255;j++);12.P2=0x03;13. for(i=0;i<75;i++)14.for(j=0;j<255;j++);15.P2=0x02;16.17. for(i=0;i<75;i++)18.for(j=0;j<255;j++);19.P2=0x06;20.for(i=0;i<75;i++)21.for(j=0;j<255;j++);22.P2=0x04;23.for(i=0;i<75;i++)24.for(j=0;j<255;j++);25.P2=0x0c;26. for(i=0;i<75;i++)27.for(j=0;j<255;j++);28.P2=0x08;29.30. for(i=0;i<75;i++)31.for(j=0;j<255;j++);32.P2=0x09;33.34.35.}36. }37.}。
基于单片机和PROTUES控制电机应用电路设计
基于单片机和PROTUES 控制电机应用电路设计1 直流电机应用电路设计1．直流电机及驱动芯片元件 元件名称 类/子类 描述 直流电机 MOTOR-DC Electromechanical 驱动芯片 L298 Analog ICs/Miscellaneous2．直流电机控制PROTUES 电路3．直流电机驱动程序设计#include <AT89X52.H>sbit cw_cw=P1^1;sbit cw_ccw=P1^0;sbit pwm=P1^4;sbit FZ=P2^0;sbit FF=P2^1;unsigned char n,n1,n2,n3,n4; void delay(unsigned int m); void Timer0_init(void);void main(){n=20;n1=3;n2=n-n1;n3=n1;n4=n2;Timer0_init();while(1){if(FZ==0){cw_cw=1;cw_ccw=0;}elseif(FF==0){cw_cw=0;cw_ccw=1;}}}void delay(unsigned int m){while(--m);}void Timer0_Interrupt(void) interrupt 1 {TH0=0xdf;TL0=0x06;if( pwm==1){n3--;if(n3==0){n3=n1;pwm=0;n4=n2;}}else{n4--;if(n4==0){n4=n2;pwm=1;n3=n1;}}}void Timer0_init(void){TH0=0xdf;TL0=0x06;TMOD=0x01;IE=0x82;TR0=1;}2 步进电机应用电路设计1．PROTUES元件（1）步进电机元件元件名称类/子类描述单极性步Electromechanical 6线制进电机MOTOR-STEPPER（2）步进电机驱动电路元件名称 元件 类/子类 描述 步进电机驱动电路 ULN2003 Anaiog ICs/MiscellaneousULN2003是高耐压、大电流达林顿阵列，由七个硅NPN 达林顿管组成。
基于proteus步进电机智能控制系统毕业论文
本科毕业设计基于proteus的步进电机智能控制系统的设计所在学院机械与工程学院专业名称机械设计制造及其自动化申请学士学位所属学科工学摘要步进电机就是将电脉冲信号转化为线位移或角位移的开环控制元件。
当在不超载的情况下，电动机的转速快慢与停止的位置只取决于脉冲信号的频率与脉冲数，而不受负载变化而变化。
步进电机广泛应用于各种自动控制系统中。
本次设计以STC89C51单片机为核心,设计步进电机智能控制系统。
通过按键实现步进电机正转，反转，加速，减速，并使用LED数码管显示电机的转动速度。
结果表明，该系统可以实现需求。
本设计是采用STC89C51单片机对步进电机的控制，通过I/O口输出的时序方波作为步进电机的控制信号，信号经过芯片ULN2003驱动步进电机。
根据不同的需要我们可以有十个不同档位速度的选择，并可以实现正反转。
为了更显人性化，我们加上了一个数码管显示，显示步进电机的运行状态。
关键词：STC89C51，LED，步进电机，ULN2003ABSTRACTStepper motor is the electrical pulse signal is changed to angular displacement or linear displacement of the open-loop control components, in is not overloaded, the motor speed, and stop location depends only on the pulse signal frequency and pulse number, regardless of load changes, is widely used in automatic control system. The design STC89S51 microcontroller as the core, design of stepper motor control, through the keys to achieve step stepper motor positive rotation, on the contrary, acceleration, deceleration, and use the LED display of the motor speed.This design is the use of STC89C51 microcontroller to control the stepping motor, temporal side through the I/O port output wave as the control signal of step motor, the signal through the chip ULN2003 to drive the stepper motor.According to different needs, we can have ten different gear speed selection, and the realization of positive inversion. In order to be more humanized, we added a digital display, display the operating state of the stepping motor.Key words: STC89S51；LED；stepping motor；ULN2003目录第一章引言 (1)1.1 步进电机及其发展 (1)1.2 步进电机在我国的发展应用及前景 (1)1.3 设计研究内容 (2)第二章步进电机控制总系统设计 (3)2.1 系统框架 (3)2.2 单片机的选择 (3)2.3 步进电机的选择 (3)2.4 电机驱动的选择 (4)第三章系统硬件电路设计 (4)3.1系统硬件总电路构成 (4)3.2 步进电机系统 (4)3.2.1 步进电机的原理 (5)3.2.2 步进电机的特点 (5)3.3 单片机系统 (6)3.3.1 单片机的引脚功能 (6)3.3.2 主要特性 (7)3.3.3 I/O口引脚 (9)3.3.4 振荡器特性 (9)3.4 键盘控制电路 (10)3.5 数码管驱动显示电路 (10)3.6 步进电机驱动电路 (11)第四章控制系统软件分析与设计 (12)4.1 主程序流程图 (13)4.2 读按键子程序流程图 (13)4.3 按键处理子程序流程图 (14)4.4 电机控制中断程序流程图 (15)第五章系统调试与改进 (17)第六章总结 (18)附录A (19)附录B (20)附录C (21)参考文献 (28)致谢 (29)第一章引言1.1 步进电机及其发展步进电机又称为脉冲电动机或阶跃电动机，它是基于最基本的电磁感应作用，将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。
基于“Proteus仿真”的步进电机控制系统的设计
序 ，否 则 将 出 现 程 序 混 乱 。C 1 和 R 1 的取值将 改 变 复 位 时间长短，STC89C5 8 单片机的复位信号为高电平有 效 ，在 上电瞬间，电 容 C 1 两端的 电 压 不 能 发 生 突 变 ，故 此 时 R S T 的电平为高，维持一段 时 间 （2 个 机 器 周 期 ）， 单片机进人复位状态，在 电 阻 R 1 的作用下，电 容 C1 被 充 电 ，随着时间的推移,R S T 电 位 逐 渐 降 低 ，直至电容 C1 充 满 电 ，此 时 R S T 为 低 电 平 ，单 片 机 复 位 完 成 ，进人 运行状态。
图 5 按键模块
\ ____________^
图 6 按键的机械抖动
图 Байду номын сангаас 按键流程图
2016年 12月
基 于 “Proteus仿真”的步进电机控制系统的设计
30 P
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| 12M
组 端 口 有 8 位 引 脚 ，根 据 硬 件 的 需 要 还 可 扩 展 P4 端
口；具 有 32K F la s h 和 1280字 节 的 R A M ，程序存储器空 间 较 大 ，可 以 为 以 后 程 序 升 级 留 下 存 储 空 间 ;处 理 器 内
2016年 12月
基 于 “Proteus仿真”的步进电机控制系统的设计
89
基 于 “P r o te u s 仿 真 ”的 步 进 电 机 控 制 系 统 的 设 计
王敏张春香
(江西旅游商贸职业学院，江 西 南 昌 330100)
摘 要 : 步进电机作为执行部件在现代化工业系统中被大量使用，特别在一些需要精 确 定 位 的 场 合 。本 项 目 主 要 设 计 一 套 步 进 电 机 控 制 系 统 ，可 以 实 现 步 进 电 机 在 规 定 的 时 间完成规定的圈数，若 采 用 传 统 的 设计方法:先设计好硬件电路的P C B 板,把电子元器件 安 装 到 P C B 板 ，再来设计系统软件，这样设计 周 期 将 变 长 ，且如果硬件电路在设计过程中 需要修改，将会带来非常大的麻烦，为了解决这一问题，我 们 在 设 计 中 引 人 “P m te u s 仿 真 ” 技 术 ，硬件的设计将在“P ro te u s 仿 真 ”平 台 完 成 ，可 以 随 时 修 改 ，待 定 型 后 再 设 计 P C B 板 ， 对本项目的设计将起到事半功倍的效果。
基于Proteus的步进电机加减速控制辅助设计方法
ｃｉｄｓ ｎ ｏ ｏｔ ｌｙｔ ｈ ｔ ｔｒａｄ ｉ ｌｅｔｅｄｓ ｒ ｒｍ ｉ ｅ ｏｔａｅｉ ｒｔｕ ｕ ｅｉ ｆｒ ｎｒ ｓ ｍ ｏ ｅ ｅ ｍｏ ， ｍｕａ ｅｉ ｐｏ ａ ｗｔ ｔ ｆｗ Ｐｏ ￣ ｔ ｇ ｃ ｏ ｓ ｅ ｆｔ ｓ ｐ ｏ ｎ ｓ ｔ ｈ ｎ ｇ ｇ ｈｈ ｓ ｒ ｎ ｅ
【 摘 要】 研究利用 Ｐｏ ｕ 中的各种微控制器仿真模块实现步进电机加减速控制算法仿真， ｒ ｅｓ ｔ 并且可以 在 Ｐｏｅｓ中完成步进 电机控制 系统的硬件 电路设计 ， ｒｔｕ 同时再 结合软件程序设计进 行仿真 ， 最后通过 Ｐｏｅｓ ｒｔ ｕ
中的虚拟仪器记录分析仿真数据， 从而实现了为设计步进电 机加减速控制 系 统提供 了一条快速、 高效且低成 本的设计途径。举例采用单片机 Ａ ８Ｃ ２ Ｔ ９ ５ 作为微控制器， 通过高级仿真图表导出仿真数据， 并利用 Ｍ ｔｂ ａ ａ ｌ 处理这些数据得到了 预想的加减速曲线， 证明方法在步进电机的加减速控制系统设计中可行 ｝ 生 。 关键 词 ：ｒｔｕ ； Ｐｏｅ ｓ步进 电机 ； 减速 ； 真 加 仿 【 ｂｔ ｃ】 ｔｔ ｉ ｅ ｌ ｒｈ ｍ ｌｉ ｆｒｔ ｐ ｒ ｏ ｒ ｃｅ ｒ ｉ ａｄ ｅｅ ｒ ｉ ｃｎ ｏｂ Ａ ｓ ａｔ ／ｓ ｄ ｓｈ ｇ ｉ ｍｓ ｕ ｔ ｎｏ ｅ ｅ ｔ ｃｌ ａ ｎ ｎ ｃｌ ａ ｎ ｏｔ ｌ ｙ ｒ ｕ ｅ ｔ ａ ｏ ｔ ｉ ａ ｏ ｓ ｐ ｍ ｏ ａ ｅ ｇ ｄ ｅ ｇ ｒ ｔ ｔ
基于proteus的步进电机电机仿真_实验设计报告
基于单片机的步进电机的驱动实验设计报告系别电子通信工程系组别第十组专业名称电子信息工程指导教师组内成员基于proteus的步进电机电机仿真摘要：步进电机广泛应用在生产实践的各个领域。
它最大的应用是在数控机床的制造中，因为步进电机不需要A/D转换，能够直接将数字脉冲信号转化成为角位移，所以被认为是理想的数控机床的执行元件。
本设计利用proteus仿真软件进行电路仿真，系统通过设置四个按键分别控制不进电机的起止、圈数、方向、不进速度，使用1602液晶显示以上参数。
整个系统具有稳定性好，实用性强，操作界面友好等优点。
关键词：proteus 仿真不进电机拍数一、 Proteus简介Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。
它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：①实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。
具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。
②支持主流单片机系统的仿真。
目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。
③提供软件调试功能。
在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 uVision2等软件。
④具有强大的原理图绘制功能。
总之，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大。
二、整体电路分析如下图，整个设计以STC89C51单片机为中心，由复位电路，时钟电路，电机驱动，步进电机，显示电路等组成，硬件模块如图2-1所示：图1 硬件模块图通过按键进行相应的参数设定，单片机接收到信号后经过判断驱动电机驱动模块，然后由驱动电路驱动步进电机运转，并用1602显示设置的参数。
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机械设计与制造
2011 年 5 月
Machinery Design ＆ Manufacture
43
文章编号：1001-3997（2011）05-0043-03
基于 Proteus 的步进电机加减速控制辅助设计方法 *
张利君 张吉堂 （中北大学 机械工程与自动化学院，太原 030051）
Aided design methods for accelerating and decelerating control of step motor based on proteus
ZHANG Li-jun，ZHANG Ji-tang （School of Mechanical Engineering & Automatization，North University of China，Taiyuan 030051，China）
【摘 要】研究利用 Proteus 中的各种微控制器仿真模块实现步进电机加减速控制算法仿真，并且可以 在 Proteus 中完成步进电机控制系统的硬件电路设计，同时再结合软件程序设计进行仿真，最后通过 Proteus 中的虚拟仪器记录分析仿真数据，从而实现了为设计步进电机加减速控制系统提供了一条快速、高效且低成 本的设计途径。举例采用单片机 AT89C52 作为微控制器，通过高级仿真图表导出仿真数据，并利用 Matlab 处理这些数据得到了预想的加减速曲线，证明方法在步进电机的加减速控制系统设计中可行性。
关键词：Proteus；步进电机；加减速；仿真 【Abstract】It studies the algorithm simulation for stepper motor accelerating and decelerating control by applying various micro-controller simulation module in Proteus software.It could complete the hardware cir－ cuit design for control system of the step motor，and simulate the design program with the software in Proteus. Thus，the simulation data is recorded and analyzed through virtual instruments in Proteus so as to Provide a fast，efficient and low-cost design approach for stepper motor accelerating and decelerating control system.For example，it takes the single-chip computer AT89C52 as the micro-controller which shall induct the simulation data through the advanced simulation chart，then the acceleration and deceleration curves expected shall be obtained after processing these data through the Matlab，which shows us it is feasible to design the control system of the step motor in this method. Key words：Proteus；Stepper motor；Acceleration and deceleration；Simulation
中图分类号：TH16 文献标识码：A
1 引言
步进电机是一种将电脉冲转换为机械角位移的机电执行元 件，它的角位移量和输入脉冲的个数严格成正比，在时间上与输
入脉冲同步，非常适合于开环控制系统中，而且价格低廉，因此在 工程中得到了广泛的应用。但不同的工程应用场合，其控制要求 不同，需要的控制硬件和控制软件也不同，怎样快速地设计出符
＊来稿日期：2010-07-04 ＊基金项目：山西省科技攻关项目（20100321056-02）
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
表 4 钎杆改进前后的数据对比
碎锤零部件进行改进设计，并利用 Pro/E 软件建立其机械本体和
总结点数
总单元数
最大应 力值（MPa）
最小应 力值（MPa）
最大位 移值（mm）
原始模型 3346 10522
502
7.15
0.112986
改进模型 3654 10940
549
5.91
0.096754
控制元件的三维模型，利用 ANSYS 软件对液压破碎锤主要易损 部件—冲击活塞、钎杆进行应力分析。通过对 YC70 液压破碎锤 的建模和分析，改进后的模型在机械性能、经济性、轻量化等方面
4.3 其他改进方面
都取得了满意的结果，达到了改进的目的。
除有限元分析的机械性能有改善之外，改进后的模型在轻 参考文献
量化、经济性上也有些许进步。
［1］王雪，龚进，邹湘伏.液压冲击器的研究状况和发展趋势［J］.凿岩机械
气动工具，2006（3）:19-23.
原始模型耗费材料的体积为（1.0644054×10）7 mm3，质量为 76.5kg， ［2］许同乐，夏明堂.液压破碎锤的发展与研究状况［J］.机械工程师，2005
改进后耗费材料体积为（1.0066225×10）7 mm3，质量为 72.757kg，分别减
（6）:20-21.
少 5.43%和 4.89%，此外，由于去除了上缸套、中缸套、下缸套，减少了 合金钢原材料的使用并降低了加工成本，而增加体积较多的上缸体 所使用材料是经济性较好的球墨铸铁，可见，在制造成本上改进后的
［3］范思源.液压破碎锤计算机仿真与实验研究［D］：［硕士学位论文］.上 海：上海交通大学，2008.
［4］杨国平.全液压独立无级调频调能液压冲击器的研究［D］：［博士学位 论文］.长沙：中南大学，2001.
模型也取得了较好的效果。
［5］谢良喜，陶平.液压破碎锤工作状态下活塞的力学模型与应力分析［J］.
5 结论
工程机械，2007（38）：44-46. ［6］博弈工作室.ANSYS9.0 经典产品基础教程与实例详解［M］.北京：中国
在各项技术指标和基本工作原理不变的前提下，对液压破
水利水电出版社，2006.
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张利君等：基于 Proteus 的步进电机加减速控制辅助设计方法
第5期
合要求的步进电机开环控制系统是一个重要问题。
如图 2 所示，脉冲周期计算：
在开环控制系统中步进电机要在较高的频率上运转，必须 先由低速启动，逐渐加速至高速，如果加速过程过快，就会产生 “丢步”；同样，步进电机由高速转为低速，必须经过减速过程，如 果减速过程过快，就会产生“超步”。所以步进电机的加减速曲线 控制规律的确定很关键。
基于 proteus 提出对步进电机加减速控制的辅助设计方法。 能够实现步进电机加减速控制系统的硬件系统的快速搭建以及 软件系统调试的方便，同时在仿真过程中的到的数据可以进一步 用 matlab 来处理，验证算法。
从而为设计步进电机加减速控制系统提供了一条快速、高 效且低成本的设计途径。
Proteus 是英国某公司研发的 EDA 工具软件。Proteus 不仅
T=t0+t1
（1）
式中：t0—脉冲宽度；t1—总延迟时间；t1=n×clk，clk—时钟信号。
式中：n—插入的个数。
则，脉冲频率为：f（t）= 1 = 1 = 1 T t0 +t1 t0 +n×clk
（2）
由式子（2）可得插入的时钟 clk 个数：n= 1 - t0 （3） f（t）clk clk
当 clk=t0 时，且 clk—系统中的时钟信号周期，则它的倒数可
以认为是系统可以产生的最大脉冲频率，所以有：
n= 1 f（t）clk
-1=
fmax -1，0< f（t）
f（t）燮fmax
（4）
所以只要给定了 f（t）就能计算出 n 值。
加减速控制程序框图，如图 3 所示。
是模拟电路、数字电路、模数混合电路的设计与仿真平台，更是目 前世界上最先进、最完整的多种型号单片机系统的设计与仿真平 台。它真正实现了在计算机上完成从原理图设计与电路设计、电 路分析与仿真、单片机代码级调试与仿真、系统测试与功能验证 到 pcb 的完整的电子设计、研发过程。
在设计过程中支持第三方软件 keil、matlab 等。这些特点都 能实现产品的设计周期的缩短，生产成本的降低，提高了设计成 功率。
2 加减速控制原理
在阐明任意加减速控制原理后举例采用单片机 AT89C51 作为控制器，利用 proteus 中的逻辑分析仪对步进电机输入脉冲 进行分析，验证本辅助设计方法的可行性。软件部分采用汇编语 言，并在 keilc51 中进行编译，调试，最后 keil 和 proteus 联调，完 成仿真。
加减速原理： 步进电机加减速度控制是通过改变脉冲频率来实现的。对 于任意以时间为变量的脉冲频率，如图 1 所示，曲线 f（t）所示。 考虑到单片机控制的实际情况。为了实现脉冲频率可变，利 用小段直线逼近曲线的方法来实现，如图 1 中的阶梯线。可以看 到只要根据时间不断去调整频率就能实现。在图 2 中如果我们能 在连续两个脉冲之间插入可控制的一段延迟时间，则脉冲的周期 就会延长，相应的脉冲频率就会发生改变。
f f（t）
产生一个脉冲
取出时间 t
计算 n 值
n=0
N
Y
时间到