步进电机调速系统的设计与实现
基于LPC2148的步进电机调速和测速系统设计
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｔ ｐ ｒ ｍ ｏ ｏ ｐｅ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌａ ｄ ｓ ｅ ｄ ｄｅ ｅ ｔｓ ｓｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ｓｇ ｆｓ ｅ ｐｅ ｔ ｒ ｓ ｅ ｏ ｔ ｏ ｎ ｐ ｅ ｔ ｃ ｙ ｔ ｍ ａ ｅ ｎ ＬＰＣ２ ４ １８
Ｗ Ｕ ｎ — ｉ ｎ ．ＴＡＮＧ ｉｑａ Ｄｏ ｇ ｎ ａ Ｈｕ — ｉｎｇ
口的设 计 方 案 。经过 试 验 验 证 ： 系统 电机 转 速误 差控 制 在 ± ． ／ 该 ０２ ｍ ｓ以 内 ， 简化 了外 围 电路 设计 。 高 了 系统 性价 比 。 提 关 键 词 ：Ｌ Ｃ２ ４ Ｐ １ ８；转 速 ；霍 尔传 感 器 ；步 进 电 机 ；Ｌ ９ ２８ 中图 分 类 号 ： １ Ｉ ２ 文献 标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１ ７ — ２ ６ ２ １ １ — ０ ４ ０ ６ ４ ６ ３ （ ０ ０）０ ０ ５ — ３
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｎ ｏ ｄ ｒ ｔ ｕ ｃ ｌ ｎ ｃ ｕ ａ ｅｙ ｃ ｎ ｒ ｌｔｅ ｓ ｐ ｅ ｔｒ ｈ ｓｐ ｐ ｒｐ ｏ ｏ ｅ ｅ ｉ ｎ ｓ ｈ ｍｅ，ｗｈｃ ｓ ｄ ｓｒ ｃ ：Ｉ ｒ ｅ ｏ ｑ ｉ ｋｙ ａ ｄ ａ ｃ ｒｔ ｌ ｏ ｔ ｈ ｔ ｐ ｒｍｏ ｏ ，ｔ ｉ ａ ｅ ｒ ｐ ｓ ｄ ａ ｄ ｓｇ ｃ ｅ ｏ ｅ ｉｈ ｕ ｅ Ｌ Ｃ２ ４ ｎ ｈ ２ ８ ｄ ｖ ｒ ｔ ｒ ｃｓ ｏ ｔｏ ｈ ｒｖ ｒｑ ｅ ｃ ｕ ｐ ｔ ｃ ｉｖ ｄ ａ ｓｍｐ ｅ ａ ｄ ｅ ｅ ｔ ｅ ｍｏ ｏ ｐ ｅ Ｐ １ ８ ａ ｄ ｔ ｅ Ｌ ９ ｒ ｅ ｏ ｐ ｅ ｉｅ ｃ ｎ ｒ ｌｔ ｅ ｄ ｉ ｅ ｆ ｕ ｎ ｙ ｏ ｔ ｕ ，ａ ｈ ｅ ｅ ｉ ｌ ｎ ｆ ｃｉ ｔｒ ｓ ｅ ｄ ｉ ｅ ｖ ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ｅ ｄ ｏ ａ ｕ ｅ ｎ— ａ ｅ ｅ ｄ ａ ｋ ｌｏ ． ｈ ｖ ｒ ｌ ｂ ｏ ｋ ｄ ａ ｒ ｍ ｆ ａ ｄ ｒ ｅ ｉ ｎ ｉ ｇｖ ｎ，ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ｅ ｄ ｎ ｈ ｐ ｅ ｆｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｓ ｄ ｆ ｅ ｂ ｃ ｏ ｐ Ｔ ｅ ｏ ｅ ａ ｌ ｌｃ ｉｇ ａ ｏ ｒ ｗａ ｅ ｄ ｓｇ ｓ ｉｅ ｂ ｈ ｎ ｈ ｐ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ｅ ｄ ｓ ｓｅ ｄ ｓ ｎ ｐ ｉ ｃｐ ｅ ｎ ｏｔ ａ ｅ ｉ ｌ ｍｅ ｔｔ ｎ ｍｅ ｈ ｄ ｓｄ ｓ ｒ ｅ ｉ ｅａｌ Ｔ ｅ Ｌ ９ ｔ ｐ ｅ ｔｒ ｎ ｈ ｐ ｅ ｙ ｔ ｍ ｅ ｉ ｒｎ ｉ ｌｓ ａ ｄ ｓ ｆ ｒ ｍｐ ｅ ｎ ａｉ ｔ ｏ ｓｉ ｅ ｃ ｉ ｎ ｄ ｔ ｉ ｈ ２ ８ ｓｅ ｐ ｒｍｏｏ ｇ ｗ ｏ ｂ ． ｄ ｖ ｉ ｕ ｔ ｓａ ａｙ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｈ ｒ ｗａ ｅｃ ｎ ｅ ｔ ｎ ｃｒ ｕ ｔ ｅｗ ｅ Ｐ １ ８ ａ ｄ Ｌ ９ ｓｇｖ ｎ Ｔ ｅ ｐ ｗ ｒｍｏ ｕ ｅ ｎ ｉ ｒ ｅ ｃｒ ｉ ｉ ｎ ｌｚ ｄ， ｎ ａ ｄ ｒ ｏ ｎ ｃｉ ｉ ｉ ｂ ｔ ｅ ｎ Ｌ Ｃ２ ４ ｎ ２ ８ ｉ ｉｅ ． ｈ ｏ ｅ ｄ ｌ ｓａ ｄ ｃ ｈ ｏ ｃ ｃ ｍｍｕ ｉａ ｉｎ ｉ ｔｒａ ｅ ｄ ｓ ｎ ｓ ｈ ｍｅ ａｓ ｓｇｖ ｎ Ａｆ ｒｅ ｐ ｒ ｎ ａ ｅ ｆ ａ ｉｎ，ｔ ｅ ｓ ｓｅ ｅ ｒ ｒｏ ｅ ｍｏｏ ｐ ｅ ｓ ｏ ｎ ｃ ｔ ｎｅ ｆ ｃ ｅ ｉ ｃ ｅ ｌ ｉ ｉｅ ． ｔ ｘ ｅ ｍｅ ｔｌ ｒ ｉ ｔ ｏ ｇ ｏ ｅ ｉ ｖｉ ｃ ｏ ｈ ｙ ｔ ｍ ｒｏ ｆ ｈ ｔｒｓ ｅ ｄ ｉ ｔ
基于S7-200PLC步进电机调速控制—步进驱动控制系统设计
摘要步进电动机具有快速起停、精确步进和定位等特点,所以常用作工业过程控制及仪器仪表，使用PLC可编程控制器实现步进电动机驱动，可使步进电动机的抗干扰能力强，可靠性高，同时，由于实现了模块化结构，是系统结构十分灵活，而且编程语言简短易学，便于掌握，可以进行在线修改，柔性好，体积小，维修方便。
本设计是利用PLC做进电动机的控制核心，用按钮开关的通断来实现对步进电机正,反转控制，而且正，反转切换无须经过停车步骤。
其次可以通过对按钮的控制来实现对高，低速度的控制。
充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC 控制系统的首要前提，这也是设计最重要的一条原则。
本设计更加便于实现对步进电机的制动化控制。
其主要内容如下：1了解PLC控制步进电机的工作原理2掌握PLC的硬件构成，完成硬件选型3设计PLC的控制系统4用STEP 7完成PLC的编程关键词：步进电机；PLC控制；电机正反转；高低速控制AbstractStepper motor has a quick starts and stops, precision stepping and positioning features, commonly used for industrial process control and instrumentation, PLC programmable controller stepper motor drive can stepper motor anti-interference ability, high reliability, at the same time, due to the modular structure, the system structure is very flexible, and programming languages brief to learn, easy to master, can be modified online, good flexibility, small size, easy maintenance.This design is the use of PLC built into the core of the motor control button to switch on and off to the stepper motor is the reverse control, and positive, reverse switch without having to go through the parking step. Followed by the button control to achieve the high and low speed control. Give full play to the functions of PLC as possible to meet the control requirements of the controlled object is the most important prerequisite for the design PLC control system, which is designed to the most important principle. This design is easier to achieve braking control of the stepper motor. Its main contents are as follows:An understanding of PLC control the working principle of the stepper motor2 grasp the PLC hardware structure, the completion hardware selection3 Design of PLC control system4 complete PLC programming with STEP 7Key words: Stepper motor; PLC control; motor reversing; high and low speed control目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 PLC步进驱动控制系统研究和意义 (1)1.2 国内外PLC的发展 (1)1.3 国内外步进电机的发展概况 (2)1.4 PLC步进驱动控制系统主要研究工作 (3)2 步进电机及PLC简介 (4)2.1 步进电机简介 (4)2.1.1步进电机的分类 (4)2.1.2步进电机的基本参数 (4)2.1.3步进电机的特点 (5)2.2 步进电机在工业中的应用 (5)2.3 PLC的特点 (6)2.4 PLC技术在步进电机控制中的应用 (6)3 PLC控制步进电机工作方式的选择 (8)3.1 常见的步进电机的工作方式 (8)3.2 步进电机控制原理 (8)3.2.1控制步进电机换向顺序 (8)3.2.2控制步进电机的转向 (8)3.2.3控制步进电机的速度 (8)3.3 PLC控制步进电机的方法 (9)3.4 PLC控制步进电机的设计思路 (10)4 S7-200PLC控制步进电机硬件设计 (12)4.1 S7-200PLC的介绍 (12)4.1.1硬件系统 (12)4.1.2软元件 (13)4.2 步进电机的选择 (14)4.3 步进电机驱动电路设计 (15)4.3.1驱动器的选择 (15)4.3.2步进电机驱动电路 (16)4.3.3驱动电路接口 (16)4.3.4电气原理图 (17)4.4 PLC驱动步进电机 (17)5 S7-200PLC控制步进电机软件设计 (19)5.1 STEP7-MICRO/WIN32概述 (19)5.1.1基本功能 (19)5.1.2运动控制 (19)5.1.3创建调制解调模块程序 (19)5.2 程序的编写 (21)5.3 梯形图程序设计 (22)5.3.1CPU的选择 (22)5.3.2输入输出编址 (22)5.3.3状态真值表 (22)5.4 梯形图程序 (23)6 总结 (30)6.1 全文总结 (30)6.2 不足之处及展望 (30)致谢 (31)参考文献 (32)基于S7-200PLC步进电机调速控制—步进驱动控制系统设计1绪论1.1 PLC步进驱动控制系统研究和意义基于步进电动机良好的控制和准确定位特性，被广泛应用在精确定位方面，诸如数控机床、喷绘机、工业控制系统、自动控制计算装置、自动记录仪表等自动控制领域。
PLC实现步进电机的正反转和调整控制
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1、FX-48MR PLC一台2N2、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3-1a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3-1b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;当电磁铁继续转,由于惯性又转过了头,所以电极又相反了;重复上述过程就步进电机转了;根据这个原理,如图3-2所示,两相步进电机的转动步骤,以正转为例：由图可见,现相异步电机正转过程分为四个步骤,即A相正方向电流、B相正方向电流、A向反方向电流和B相反方向电流;反转工作的顺序与之相反;A、B两相线圈不是固定的电流方向,这与其它步进电机的控制逻辑有所不同;因此,控制步进电机转动时,必须考虑用换相的思路设计实验线路;可以根据模拟驱动电路的功能和plc必须的逻辑关系进行程序设计;四、采用步进电机驱动器的控制方式利用步进电机驱动器可以通过PLC的高速输出信号控制步进电机的运动方向、运行速度、运行步数等状态;其中：步进电机的方向控制,只需要通过控制U/D端的On和Off就能决定电机的正转或反转；将光耦隔离的脉冲信号输入到CP端就能决定步进电机的速度和步数；控制FREE信号就能使电机处于自由状态;因此PLC的控制程序相当简单,只需通过PLC的输出就能控制步进电机的方向、转速和步数;不必通过PLC控制电机换相的逻辑关系,也不必另外添加驱动电路;实训面板见图3-4,梯形图见图3-5;本程序是利用D0的变化,改变T0的定时间隔,从而改变步进电机的转速;通过两个触点比较指令使得D0只能在10～50之间变化,从而控制步进间隔是1S～5S之间,I/O分配表见表3-1;表3-1 I/O分配表图3-5 梯形图五、采用PLC直接控制步进电机方式对于两相步进电机控制,根据其工作原理,必须考虑其换向的控制方式,因此将其步骤用代号分解,则为：①实现电流方向A+→A-、②实现电流方向B+→B-、③实现电流方向A-→A+、④实现电流方向B-→B+;如果反转则按照④、③、②、①的顺序控制;PLC的I/O分配表按照表3-2,分配图按照图3-6,梯形图见图3-7;表3-2 PLC的I/O分配表步进电机正反转和调速控制的梯形图如图3-7所示,程序中采用积算定时器T246为脉冲发生器,因系统配置的PLC为继电器输出类型,其通断频率过高有可能损坏PLC,故设定范围为K200 ms～1000ms,则步进电机可获得1～10步/秒的变速范围,X0为ON时,正转,X1为ON时；反转;X0为ON时,输出正脉冲列,步进电机正转;当X0为ON时,T246以D0值为预置值开始计时,时间到,T246导通,执行DECO指令,根据D1数值首次为0,指定M10输出,Y0、Y4为ON,步进电机A相通电,且实现电流方向A+→A-；D1加1,然后,T246马上自行复位,重新计时,时间到,T246又导通,再执行DECO指令,根据D1数值此次为1,指定M11输出,Y1、Y5为ON,步进电机B相通电,且实现电流方向B+→B-；D1加1,T246马上又自行复位,重新计数,时间到,T246又导通,再执行DECO指令,根据D1数值此次为2,指定M12输出,Y2、Y6为ON,步进电机A相通电,且实现电流方向A-→A+；D1加1,T246马上又自行复位,重新计时,时间到,T246又导通,再执行DECO命令,根据D1数值此次为3,指定M13输出,Y3、Y7为ON,步进电机B相通电,且实现电流方向B-→B+；当M13为ON,D1复位,重新开始新一轮正脉冲系列的产生;X1为ON时,输出反脉冲列,步进电机正转;当X1为ON时,T246以D0值为预置值开始计时,时间到,T246导通,执行DECO指令,根据D1数值首次为0,指定M10输出,Y3、Y7为ON,步进电机B相通电,且实现电流方向B-→B+；依此类推,完成实现A相反方向电流、B相正方向电流、A相正方向电流三个脉冲列输出；当M13为ON,D1复位,重新开始新一轮正脉冲系列的产生;当X2为ON时,程序由自动转为手动模式,当X0X1为ON时,每点动一次X3,对D1数值首次为0加1,分别指定M10、M11、M12及M13输出,从而完成一轮正反脉冲系列的产生;第73步中,当X4为ON,M8012为ON,M4为ON,且D0当前值<K1000,则D0即加1;第88步中,当X5为ON,M8012为ON,M4为ON,且D0>K200,由D0即减1;六、程序调试及执行调速时按X4或X5按钮,观察D0的变化,当变化值为所需速度时释放;如动作情况与控制要求一致表明程序正确,保存程序;如果发现程序运行与控制要求不符,应仔细分析,找出原因,重新修改,直到程序与控制要求相符为止;七、实训思考练习题如果调速需经常进行,可将D0的内容显示出来,试设想方案,修改程序,并实验;图3-7 步进电机正反转和调速控制程序说明1、步骤0,指定脉冲序列输出顺序移位值；2、当X0为ON,输出正脉冲序列,电机正转；当X1为ON,输出负脉冲序列,电机反转；3、当X2为ON,程序由自动转为手动模式,由X3状态单步触发电机运转；4、当X4为ON,如D0小于1000,每100ms对D0加1,从而延长每脉冲输出的时间间隔,降低电机的转速；5、当X5为ON,如D0大于200,每100ms对D0减1,从而缩短每脉冲输出的时间间隔,加快电机的转速；6、T0为频率调整限制;。
步进电机调速方法
一、变极对数调速方法这种调速方法是用改变定子绕组的接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的，特点如下： 1、具有较硬的机械特性，稳定性良好； 2、无转差损耗，效率高； 3、接线简单、控制方便、价格低； 4、有级调速，级差较大，不能获得平滑调速； 5、可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。
本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。
二、变频调速方法变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。
变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流－直流－交流变频器和交流－交流变频器两大类，目前国内大都使用交－直－交变频器。
其特点： 1、效率高，调速过程中没有附加损耗； 2、应用范围广，可用于笼型异步电动机； 3、调速范围大，特性硬，精度高； 4、技术复杂，造价高，维护检修困难。
5、本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。
三、串级调速方法串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差，达到调速的目的。
大部分转差功率被串入的附加电势所吸收，再利用产生附加的装置，把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。
根据转差功率吸收利用方式，串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式，多采用晶闸管串级调速，其特点为： 1、可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上，效率较高； 2、装置容量与调速范围成正比，投资省，适用于调速范围在额定转速70％－90％的生产机械上； 3、调速装置故障时可以切换至全速运行，避免停产； 4、晶闸管串级调速功率因数偏低，谐波影响较大。
5、本方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。
四、绕线式电动机转子串电阻调速方法绕线式异步电动机转子串入附加电阻，使电动机的转差率加大，电动机在较低的转速下运行。
串入的电阻越大，电动机的转速越低。
步进电机的调速原理
步进电机的调速原理
调速原理是指控制步进电机转速的方法。
常见的调速原理有以下几种：
1. 定常电流控制：通过控制步进电机的驱动电流大小来实现调速。
电机转速与驱动电流成正比关系，增大电流可以提高转速，减小电流可以降低转速。
2. 单微步调速：通过改变步进电机的微步数来实现调速。
步进电机分为全步和微步两种工作模式，全步每转一周，电机转动一个完整的步距角，而微步则是将步距角进一步细分。
通常通过控制电机可执行的微步数，来调控电机的转速。
3. 物理机械调速：通过改变步进电机的负载来实现调速。
例如，在电机轴上增加负载可以降低转速，减小负载则可以提高转速。
4. 闭环调速：通过反馈系统来实现闭环控制，实时调整电机驱动信号以达到预定转速。
常见的闭环调速方法有位置反馈和速度反馈。
位置反馈通常使用编码器等装置来实时监测电机转动角度，根据误差信号调整驱动信号；速度反馈则是通过速度传感器实时监测电机转速，并根据误差信号进行调整。
这些调速原理可以根据实际需求进行选择和组合，以实现步进电机的精确调速。
步进电机调速系统的建模与仿真
步进电机调速系统的建模与仿真步进电机调速系统的建模与仿真步进电机调速系统是一种常见的工业控制系统，它通常用于控制电机的转速和位置。
本文将按照步骤思考的方式，介绍步进电机调速系统的建模与仿真方法。
1. 确定系统需求和参数在开始建模之前，我们首先需要确定步进电机调速系统的需求和参数。
例如，我们需要知道电机的额定转速、最大转矩以及负载的惯性等。
这些参数将对系统的建模和仿真过程产生重要影响。
2. 绘制系统框图根据步进电机调速系统的工作原理，我们可以绘制出系统的框图。
框图是由各个组成部分和它们之间的关系组成的图形，有助于我们理清系统的功能和信号流动。
在步进电机调速系统中，通常包括电机、驱动器、编码器和控制器等组件。
3. 建立数学模型在建模过程中，我们需要将系统转化为数学模型。
对于步进电机调速系统，可以采用转子惯性、电机动力学方程和电机驱动器的特性等来建立数学模型。
根据这些模型，我们可以得到系统的状态方程和输出方程。
4. 设计控制策略设计控制策略是步进电机调速系统建模的重要一步。
根据系统的需求和数学模型，我们可以选择适合的控制策略。
常见的控制策略包括比例积分控制（PID）和模糊控制等。
选择合适的控制策略可以提高系统的稳定性和性能。
5. 进行仿真分析完成步进电机调速系统的建模和控制策略设计后，我们可以进行仿真分析。
使用仿真软件，我们可以将系统的数学模型输入，并模拟系统的运行情况。
通过仿真分析，我们可以评估系统的性能，例如转速响应、位置控制精度等。
6. 优化和调试在仿真分析过程中，我们可能会发现系统存在一些问题，例如过大的超调、不稳定等。
这时，我们需要进行优化和调试，尝试调整控制策略的参数，以改善系统的性能。
通过多次优化和调试，最终得到满足系统需求的步进电机调速系统。
总结通过以上步骤，我们可以建立步进电机调速系统的数学模型，并进行仿真分析。
这种建模与仿真的方法可以帮助我们更好地了解步进电机调速系统的工作原理和性能，为实际系统的设计和控制提供参考。
单片机控制步进电机调速实验
51系列单片机控制步进电机调速实验实验目的及要求：1、熟悉步进电机的工作原理2、熟悉51系列单片机的工作原理及调试方法3、设计基于51系列单片机控制的步进电机调速原理图(要求实现电机的速度反馈测量，测量方式：数字测量)4、实现51系列单片机对步进电机的速度控制(步进电机由实验中心提供，具体型号42BYG )由按钮控制步进电机的启动与停止；实现加速、匀速、和减速控制。
速度设定由键盘设定，步进电机的反馈速度由LED数码管显示。
实验原理：步进电机控制原理一般电动机都是连续旋转，而步进电动却是一步一步转动的，故叫步进电动机。
步进电机是数字控制电机，它将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，因此非常适合于单片机控制。
步进电机可分为反应式步进电机（简称VR）、永磁式步进电机（简称PM）和混合式步进电机（简称HB）。
因此步进电动机是一种把脉冲变为角度位移（或直线位移）的执行元件。
步进电动机的转子为多极分布，定子上嵌有多相星形连接的控制绕组，由专门电源输入电脉冲信号，每输入一个脉冲信号，步进电动机的转子就前进一步。
由于输入的是脉冲信号，输出的角位移是断续的，所以又称为脉冲电动机。
随着数字控制系统的发展，步进电动机的应用将逐渐扩大。
步进电机区别于其他控制电机的最大特点是，它是通过输入脉冲信号来进行控制的，即电机的总转动角度由输入脉冲数决定，而电机的转速由脉冲信号频率决定。
步进电机的驱动电路根据控制信号工作，控制信号可以由单片机产生。
电机转子均匀分布着很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。
0、1/3て、2/3て,（相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以て表示），即A与齿1相对齐，B与齿2向右错开1/3て，C与齿3向右错开2/3て，A'与齿5相对齐，（A'就是A，齿5就是齿1）下面是定转子的展开图：(图2所示)图1 是反应式步进电动机结构示意图，它的定子具有均匀分布的六个磁极，磁极上绕有绕组。
基于51单片机的步进电机调速系统(含完整代码)
课程设计报告设计题目：遥控小车——基于51单片机的步进电机调速系统学院：专业：班级：学号：姓名：电子邮件：时间：成绩：指导教师：华南农业大学理学院应用物理系课程设计（报告）任务书学生姓名指导教师职称学生学号专业电子信息科学与技术题目基于51单片机的步进电机调速系统（遥控小车）任务与要求1. 设计并制作电路，利用单片计控制步进电机运转。
2. 通过键盘可以不间断地设定改变电机的转速、转向。
3. 利用显示器实时显示转速等参数。
4. 扩展功能：可设定转动步数。
开始日期2014 年3 月完成日期2014 年3 月1引言步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。
目前，步进机已经广泛应用于领域，例如工业生产中的机械臂的控制，照明装置和监控摄像机转动等。
步进机在装置转动、精确位移方面有很重大的作用。
本系统是基于STC89C51 单片机的遥控小车。
采用STC89C51单片机作为控制核心，通过ULN2003A驱动步进机（28BYJ-48）转动，由按键和显示屏1602组成人机交互模块，同时通过315M无线发射和接收模块向单片机输入控制信号，将整个系统固定于简易小车上，最终实现小车测试和远程遥控功能。
基本达到预定的设计要求以及功能的扩展。
2系统的设计与理论分析2.1系统总体设计2.2理论分析本设计分为两种工作模式：测试模式、遥控模式。
在电路板上有一个带锁的开关进行设置。
测试模式工作时，通过控制小车上的按键进行加速、减速、反转、设置、步数增、步数减等按键，单片机扫描按键，通过软件控制液晶模块显示对应的转速、设置的速度和步数，同时控制步进机模块进行相应的转动。
步进机的是由ULN2003A达林顿管驱动，由单片机控制输入脉冲的频率来控制步进机的转速，单片机是通过程序查表对4个I/O口输出脉冲，本次设计采用的是两相四线减速步进机，步进角为5.625°，减速比为64:1，程序采用的是8拍查表，具有较好的扭矩。
遥控模式工作时，遥控部分五个按键分别输入前、后、左、右、暂停，单片机扫描按键，通过无线发射模块发射串行编码，小车的无线接收模块接收对应的编码，送至单片机进行解码，从而控制液晶模块的显示和步进机模块的工作，进而完成功能。
PLC实现步进电机的正反转和调整控制
PLC实现步进电机的正反转和调整控制PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于自动化控制系统的可编程电子设备。
在工业领域，PLC被广泛应用于各种自动化设备和机器的控制。
步进电机是一种非塔式电机，其运动是以固定的步长进行的，适用于需要精确定位的应用，如印刷机、数控机床等。
本文将介绍如何使用PLC实现步进电机的正反转和调整控制。
步进电机的正反转控制可以通过改变电机的运行顺序来实现。
一种常见的方法是使用四相步进电机，通过改变电机的相序来实现正反转。
一般来说，步进电机有两种驱动方式：全步进和半步进。
全步进驱动方式是指每次脉冲信号到达时，电机转动一个步进角度。
全步进驱动方式可以通过控制PLC输出的脉冲信号来实现。
例如，当需要电机正转时，在PLC程序中输出连续的脉冲信号，电机将按照一定的步进角度顺时针旋转。
当需要反转时，输出连续的反向脉冲信号，电机将逆时针旋转。
半步进驱动方式是指每次脉冲信号到达时，电机转动半个步进角度。
半步进驱动方式可以通过改变输出的脉冲信号序列来实现。
例如，正转时输出连续的脉冲信号序列：1000、1100、0100、0110、0010、0011、0001、1001，电机将按照半个步进角度顺时针旋转；反转时输出反向脉冲信号序列：1001、0001、0011、0010、0110、0100、1100、1000，电机将逆时针旋转。
调整控制是指通过PLC来调整步进电机的运行速度和位置。
调速控制可以通过改变输出脉冲信号的频率来实现。
例如，可以定义一个计时器来控制输出脉冲信号的频率，通过改变计时器的时间参数来改变电机的速度。
较小的时间参数将导致更快的脉冲频率，从而使电机加快转速。
位置控制可以通过记录步进电机当前的位置来实现。
可以使用PLC的存储和控制功能来记录和更新电机的位置信息。
例如，可以使用一个变量来保存电机当前的位置，并在转动过程中不断更新该变量的值。
通过读取该变量的值，可以获得电机当前的位置信息。
总结起来，使用PLC实现步进电机的正反转和调整控制可以通过控制输出的脉冲信号序列和频率来实现。
步进电机调速实验
肇庆学院光机电一体化综合性实验实验报告学院：电子信息与机电工程学院课程：微型计算机控制技术级糸班别：13级电气2班姓名：梁智健学号：201324122202指导老师：陈显明实验地点：后山金工楼3楼电工实验室实验日期: 2015年12月7日________________________________________ 实验一步进电机调速实验一、实验目的掌握步进电机的控制方法二、实验设备TDN86/88＋教学实验系统一台三、实验原理及接线步进电机工作原理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。
步进电机驱动原理是通过对每相线圈中的电流的顺序切换来使电机作步进式旋转。
驱动电路由脉冲信号来控制，所以调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速。
1、本实验使及35BY146型四项八拍电机，电压为DC12V，其励磁线圈及励磁顺序如下图：实验线路8255B口输出电平在各步中的情况如下：2.实验程序及流程STACK SEGMENT STACKDW 256 DUP(?)STACK ENDSDATA SEGMENTTABLE DB 01H,03H,02H,06H,04H,0CH,08,09H ;步进电机对应步值(1-8) DATA ENDS ；即8255 B口输出值CODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATASTART： MOV AX,DATAMOV DS,AXMAIN：MOV AL,90H ；初始化8255 B 口为输出OUT 63H,ALA1：MOV BX,OFFSET TABLEMOV CX,0008H ；步进电机步数为8A2：MOV AL,[BX] ；8255输出OUT 61H,ALCALL DALLY ；调Dally延时程序INC BXLOOP A2JMP A1DALLY： PUSH CXMOV CX,5000H ；在此可改变步间延时值，只需增T1：PUSH AX ；减输入到CX中的值POP AXLOOP T1POP CXRETCODE ENDSEND START四、实验内容及步骤（1）按图接线：（2）输入程序，将宏汇编程序经过汇编，连接后形成.EXE文件装入系统，也可直接从软盘中调用EXP3.EXE文件。
PLC实现步进电机正反转和调速控制
PLC实现步进电机正反转和调速控制PLC（可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业自动化控制系统的计算机控制设备。
它可以实现对多种设备和机器的控制，包括步进电机。
步进电机是一种通过步进角度来控制转动的电机，其转动可以精确地控制在每个步进角度停留一段时间。
步进电机的正反转和调速控制是实现工业自动化过程中常用的功能，PLC可以很好地实现这些控制。
一、步进电机的正反转控制步进电机的正反转控制是通过控制步进电机的相序来实现的。
步进电机有多种相序方式，常见的包括正向旋转、逆向旋转、双向旋转等。
PLC 可以通过控制步进电机的相序开关来实现步进电机的正反转。
在PLC中，可以使用PLC的输出口来控制步进电机的相序开关。
通过将输出口与步进电机的控制线路连接，可以控制相序开关的状态，从而控制步进电机的正反转。
例如，将PLC的一个输出口连接到步进电机的CW （Clockwise）输入线路，另一个输出口连接到步进电机的CCW（Counter Clockwise）输入线路，可以通过控制这两个输出口的状态来实现步进电机的正反转。
二、步进电机的调速控制步进电机的调速控制是通过控制步进电机的脉冲频率来实现的。
步进电机的转速与脉冲频率成正比，脉冲频率越高，步进电机的转速越快。
因此，通过控制PLC输出口给步进电机发送的脉冲频率，可以实现步进电机的调速控制。
在PLC中，可以使用定时器模块来控制步进电机的脉冲频率。
定时器模块可以通过设定计时器的定时时间和周期，来控制输出口的脉冲频率。
通过控制定时器的定时时间，可以控制步进电机每个步进角度的停留时间，从而控制步进电机的转速。
除了定时器模块，PLC还可以使用计数器模块来实现步进电机的调速控制。
计数器模块可以通过设定计数器的初始值和计数步长，来控制输出口的脉冲频率。
通过控制计数器的初始值和计数步长，可以控制步进电机每个步进角度的停留时间，从而实现步进电机的转速控制。
三、步进电机正反转和调速控制实例以下是一个使用PLC实现步进电机正反转和调速控制的实例。
基于单片机控制的步进电机调速系统的设计
基于单片机控制的步进电机调速系统的设计步进电机是一种常用的电机类型，它通常用来实现精确定位和控制运动。
步进电机的控制需要一个精确的调速系统来确保稳定的运行和准确的位置控制。
本文将基于单片机控制的步进电机调速系统进行设计。
首先，我们需要选择合适的硬件以及编程平台。
本设计选择使用Arduino Uno作为单片机控制器，它具有易用性和强大的控制功能。
步进电机选择了NEMA 17型号，它具有较高的分辨率和扭矩输出。
接下来，进行电路设计与连接。
将步进电机的四个线圈连接到单片机的GPIO引脚上，并使用电流驱动模块控制电机的供电。
通过连接外部电源，电流驱动器将为步进电机提供稳定的电流，以确保电机能够正常工作。
在编程方面，首先需要编写初始化代码，配置单片机的GPIO引脚以及串口通信功能。
然后，可以使用Arduino提供的步进电机库来控制电机的旋转。
该库提供了简单的命令来控制步进电机的转动方向和转速。
为了设计调速系统，我们可以使用一个旋转编码器来实时监测电机的转速。
旋转编码器将会测量电机的转动次数，从而计算出电机的转速。
在单片机的程序中，我们可以设置一个目标转速，并根据旋转编码器的数据来调整电机的驱动频率。
为了实现平滑的调速过程，我们可以使用PID控制算法来调整电机的驱动频率。
PID控制算法是一种经典的反馈控制算法，它可以根据目标值和实际值之间的差异来调整控制信号。
通过不断地比较电机的实际速度与目标速度，PID控制算法可以动态地调整电机的驱动频率，以达到稳定的调速效果。
最后，我们可以设计一个用户界面来设置目标速度和监控电机的运行状态。
通过串口通信功能，单片机可以与上位机进行数据交互，用户可以通过上位机发送指令来设置目标速度，并且可以实时监测电机的转速和运行状态。
总结起来，基于单片机控制的步进电机调速系统设计需要进行硬件选择与连接、软件编程以及用户界面设计。
通过合理地选择硬件和软件方案，以及使用PID控制算法，我们可以实现一个稳定且准确的步进电机调速系统。
步进电机调速控制系统设计C语言程序及说明
步进电机调速控制系统设计C语言程序及说明使用元器件：单片机8051、步进电机17H185H-04A、128细分/3.0A步进电机驱动器、LED显示器。
实现控制功能:以8051单片机为控制器,系统设四个按键：“工作/停止按键"、“加速按键”、“减速按键”、“正反向控制按键”。
系统上电后,按下“正反向控制按键"，控制电机正反转；每按一次“加速按键”后,步进电机由低向高加速一级，每按一次“减速按键”后，由高向低减速一级;按“工作/停止按键"后，电机停止转动,系统回到等待状态。
同时需要显示运行状态和转速(以实际转速或等级表示）.程序清单及说明＃include<reg52。
h>sbit EN=P2^0; //使能输出sbit DIR=P2^1; //方向控制sbit PWM=P2^2；//PWM输出sbit zled=P2^6；//正转信号灯sbit fled=P2^7；//反转信号灯sbit sw1=P0^0；//启停按钮sbit sw2=P0^1；//正反转按钮sbit sw3=P0^2；//加速按钮sbit sw4=P0^3；//减速按钮unsigned char table［]=｛0xC0，0xF9,0xA4，0xB0,0x99，0x92,0x82，0xF8,0x80，0x90}；unsigned char i,j，k，temp=0，zkb=5,zkb1=0,speed=0；void delay(）//延时10ms{for（i=20;i>0;i--）for（j=248；j〉0；j--）；｝void InitTimer0（void) //T0定时器初始化{TMOD = 0x00; //设置定时器方式0TH0 = 0xef；//高8位送初值TL0 = 0xdd; //低8位送初值EA = 1; //开中断总允许ET0 = 1；//开T0中断允许TR0 = 1; //启动T0开始定时｝void main（) //主程序｛InitTimer0（）;EN=1; //初始使能端输出0DIR=1；//方向端输出1zled=0；//正传信号灯端口输出0，灯亮fled=1；//反转信号灯输出1，灯不亮while（1){P1=table［speed]；//启停if（sw1==0）//判断启停键按下｛delay（); //调用延时程序if（sw1==0）//再判断,启停键按下｛while(sw1==0）；//启停键按下,使能端取反EN=～EN；}}//正反转子程序if（sw2==0) //判断换向键是否按下{delay()；if（sw2==0）｛while(sw2==0）;DIR=～DIR; //换向键按下，方向端口取反fled=~fled; //正传指示灯控制端取反zled=~zled；//反转传指示灯控制端取反}｝//加速子程序if（sw3==0) //判断加速键是否按下｛delay(）；if(sw3==0)｛while(sw3==0）; //加速键按下if(speed>=5）//判断转速是否大于5 speed=5; //大于5，保持5级转速elsespeed++；//小于5，加速一级}}//减速子程序if(sw4==0) //判断减速键是否按下{delay(）；if（sw4==0）{while（sw4==0)；//减速键按下if（speed==1) //转速为1，保持1级转速speed=1;elsespeed—-; //转速不为1，减速1级｝}｝｝void Timer0Interrupt（void) interrupt 1switch(speed）//加减速按键按下,对应选择T0初值,进入终端产生不同频率脉冲｛case 1：TH0=0XDD;break;case 2:TH0=0XE1;break;case 3：TH0=0XE5；break;case 4:TH0=0XEa;break；case 5：TH0=0xf0；break；}TL0 = 0xdd;if（zkb1〉=10）zkb1=0；zkb1++；if（zkb1〈=5)PWM=1；elsePWM=0;｝。
PLC实现步进电机的正反转及调整控制
PLC实现步进电机的正反转及调整控制PLC(可编程逻辑控制器)可以广泛应用于工业自动化控制系统中，包括步进电机的正反转及调整控制。
本文将详细介绍如何使用PLC实现步进电机的正反转及调整控制。
一、步进电机的原理步进电机是一种用电脉冲驱动的电动机，它是按固定顺序将电流导通到电动机的相绕组中，从而使电动机按步进的方式转动。
步进电机有两种基本的工作模式：全步进和半步进。
在全步进模式下，电机每接收到一个脉冲就向前转动一个固定的步距角度。
在半步进模式下，电机接收到一个脉冲时向前转动半个步距角度。
二、PLC实现步进电机的正反转1.硬件连接将PLC的输出端口与步进电机的驱动器相连，将驱动器的控制信号输出口与步进电机相连。
确保电源连接正确，驱动器的供电电压要符合步进电机的额定电压。
2.编写PLC程序使用PLC编程软件编写PLC程序来控制步进电机的正反转。
以下是一个简单的PLC程序示例：```BEGINMOTOR_CONTROL_TRIG:=FALSE;//步进电机控制信号MOTOR_DIRECTION:=FORWARD;//步进电机转动方向，FORWARD表示正转，REVERSE表示反转//步进电机正转控制MOTOR_FORWARD:IF(START_BUTTON=TRUE)THENMOTOR_CONTROL_TRIG:=TRUE;MOTOR_DIRECTION:=FORWARD;END_IF;//步进电机反转控制MOTOR_REVERSE:IF(STOP_BUTTON=TRUE)THENMOTOR_CONTROL_TRIG:=TRUE;MOTOR_DIRECTION:=REVERSE;END_IF;//步进电机停止控制MOTOR_STOP:IF(STOP_BUTTON=TRUE)THENMOTOR_CONTROL_TRIG:=FALSE;END_IF;END```Begitalogic Flowcode是PLC编程软件之一，提供了简单易懂的图形界面来编写PLC程序。
PID步进电机的调速
一、PID控制系统PID是比例,积分,微分的缩写。
比例调节作用：是按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。
比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。
积分调节作用：是使系统消除稳态误差,提高无差度。
因为有误差,积分调节就进行,直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值。
积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti ,Ti越小,积分作用就越强。
反之Ti大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。
积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI调节器或PID调节器。
微分调节作用：微分作用反映系统偏差信号的变化率,具有预见性,能预见偏差变化的趋势,因此能产生超前的控制作用,在偏差还没有形成之前,已被微分调节作用消除。
因此,可以改善系统的动态性能。
在微分时间选择合适情况下,可以减少超调,减少调节时间。
微分作用对噪声干扰有放大作用,因此过强的加微分调节,对系统抗干扰不利。
此外,微分反应的是变化率,而当输入没有变化时,微分作用输出为零。
微分作用不能单独使用,需要与另外两种调节规律相结合,组成PD或PID控制器。
图1-1 PID控制系统二、二阶系统数学模型二阶系统方框图如下图所示二阶系统闭环传递函数的标准形式2222)()()(n n n s s s R s C s ωζωω++==Φ （2-1）得出自然频率（或无阻尼振荡频率）Mn T K=ω （2-2） 阻尼比KT M 21=ζ （2-3）令式（2-1）的分母多项式为零，得二阶系统的特征方程0222=++n n s ωζω （2-4）其两个根（闭环极点）为1221-±-=ζωζωn n 、s （2-5）显然，二阶系统的时间响应取决于ζ和n ω这两个参数。
应当指出对于结构和功用不同的二阶系统，ζ和n ω的物理含意是不同的。
图2-2 标准形式二阶系统结构图三、PID 调速系统数学模型PID 控制系统是一种线性控制系统。
步进电机调速系统
步进电机调速系统一．设计目的1．掌握步进电机的工作原理及控制方法2．了解控制步进电机转速的原理3．进一步掌握微机接口中的相关知识4．熟悉设计系统的方法二．设计要求1．以8086极其支持电路为基础，配必要的存储器、定时系统、控制接口、驱动电路、LED显示接口等构成微机控制的电机调速系统。
2．对步进电机的工作原理进行分析，通过“启、停、转速”等按键命令，实现对电机的平稳启动、停止和不同速率上的匀速转动，并通过LED显示转速；3．方案设计中要突出信号的变换、驱动电路的设计和步进电机控制程序的编制；三．设计思路（1）步进电机基本原理所谓步进，就是指每给步进电机一个递进脉冲，步进电机各绕组的通电顺序就改变一次，电机就回转动一次。
使用键盘控制方式能对步进电机的转动方向、速度和角度进行调节。
（2）步进电机激励方式步进电机有三相激励，也有四相激励的。
现以两相四拍为例说明。
2相激励。
这种方式的工作波形如图所示。
它可看作是一种周期信号，每个周期可以为四个状态。
显然，任何时刻步进电机都有两相绕组有电流。
每一状态，步进电机走一步。
四．设计内容1．程序流程图2. 源程序P8255_A EQU 9800HP8255_B EQU 9801HP8255_C EQU 9802HP8255_MODE EQU 9803HDELAY_SET EQU 07FH ;延时常数MY_STACK SEGMENT PARA 'STACK'DB 100 DUP(?)MY_STACK ENDSMY_DATA SEGMENT PARA 'DATA'BUF DB ？KVL DB 2 DUP(?) ;击键次数备份，键值PT DB ? ;显示缓冲区指针DSBUF DB 4 DUP(?) ;显示缓冲区KD DB ? ;数码管数据信号KH DB ? ;键盘行信号KL DB ? ;键盘列信号、数码管位选信号KV A DB ? ;键值备份KVB DB ? ;在闪烁子程序中保存显示器原有的数据COUNT2 DB ? ;击键次数COUNT4 DB ? ;连续击键次数KTB DB 48H ;0 键码DB 44H ;1DB 34H ;2DB 24H ;3DB 42H ;4DB 32H ;5DB 22H ;6DB 41H ;7DB 31H ;8DB 21H ;9DB 11H ;ADB 12H ;BDB 14H ;CDB 18H ;DDB 28H ;EDB 38H ;FDB 00H ;10SGTB DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82HDB 0F8H,80H,90H,88H,83H,0C6H,0A1HDB 86H,8EH,0FFH,8CH,89H,8EH,0BFH,0F7H; CHAR DB 'MY_DATA ENDsMY_CODE SEGMENT PARA 'CODE'MY_PROC PROC FARASSUME CS:MY_CODE, DS:MY_DATA, SS:MY_STACK START: MOV AX,MY_DATAMOV DS,AXSSS: MOV DX,P8255_MODEMOV AL,81H ;写8255控制字A、B输出，C输入OUT DX,ALSTART1: MOV BX,OFFSET DSBUFMOV PT,BLMOV DSBUF,15H ;_MOV DSBUF+1,10H ;空格MOV DSBUF+2,10HMOV DSBUF+3,10H;START2: CALL BLINK3 ;键盘扫描、显示子程序、光标闪动START3: CALL CHAG ;转数字键处理程序; CALL DELAYJMP START2 ;转下一轮处理程序MY_PROC ENDpCHAG PROC NEARMOV BH,00HMOV BL,PTMOV AL,COUNT4MOV [BX],AL ;键值送到显示缓冲区中CMP BL,OFFSET [DSBUF+3]JNZ CHAG2mov BL,OFFSET DSBUFMOV PT,BLCHAG1: RETCHAG ENDpCHAG2: INC BLMOV PT,BLJMP CHAG1BLINK PROC NEARMOV CX,100H ;熄灭显示器时间常数MOV BH,00HMOV BL,PTMOV Al,[BX]MOV KVB,AL;保存原显示器数据MOV AL,10H ;填入熄灭显示器的码MOV [BX],ALBLINK1: CALL DSKS ;键盘扫描BLINK2: CMP COUNT4,10HJNZ BLINK6 ;键按下返回LOOP BLINK1 ;没键按下继续循环MOV AL,KVBMOV BL,PTMOV [BX],ALBLINK3: MOV CX,150H ;点亮显示器时间常数BLINK4: CALL DSKSBLINK5: CMP COUNT4,10HJNZ BLINK7 ;键按下返回LOOP BLINK4 ;没键按下继续循环JMP BLINKBLINK6: MOV AL,KVB ;恢复原显示器中的数据MOV BL,PTMOV [BX],ALBLINK7: RETBLINK ENDpDSKS PROC NEAR ;键盘扫描处理程序PUSH CXCALL DSUP ;显示CALL KBS ;键盘扫描MOV AL,KVL+1 ;取上次按键键值CMP KV A,AL ;与本次键值相比MOV AL,KVL ;按键次数MOV COUNT2,ALMOV AL,KVLMOV COUNT4,ALJZ DSKS1MOV COUNT2,0FFH ;不相等,重新赋值MOV COUNT4,0FFHDSKS1: DEC COUNT4CMP COUNT4,0F8H ;为E0?JZ DSKS3CMP COUNT4,0EH ;为0E?JZ DSKS3CMP COUNT4,00H ;为00?JZ DSKS2MOV COUNT4,10H ;赋值DEC COUNT2JMP DSKS4DSKS2: MOV COUNT4,0fH ;按下键时间足够长则为连续击键DSKS3: MOV AL,COUNT4MOV COUNT2,ALMOV AL,KV AMOV COUNT4,ALDSKS4: MOV AL,COUNT2MOV KVL,ALMOV AL,KV AMOV KVL+1,AL ;备份键值MOV AL,COUNT4POP CXRETDSKS ENDpDSUP PROC NEARPUSH CXMOV CX,04H ;显示器个数MOV KL,01H ;选中的显示器MOV BX,OFFSET DSBUFDSUP2: MOV AL,00HMOV DX,P8255_B ;关闭显示器OUT DX,ALMOV AL,[BX] ;取显示缓冲区中的数据PUSH BXMOV AH,00HMOV DI,AXMOV BX,OFFSET SGTB ;编码MOV AX,[BX+DI]MOV AH,00HPOP BXMOV DX,P8255_A ;送显示器显示OUT DX,ALINC BXMOV AL,KLMOV DX,P8255_B ;送位选信号OUT DX,ALROL AL,1MOV KL,ALCALL DELAY ;下一位PUSH CXMOV CX，-1LOOP $POP CXLOOP DSUP2POP CXMOV AL,00HMOV DX,P8255_B ;关闭显示器OUT DX,ALRETDSUP ENDpKBS PROC NEAR ;键盘扫描程序MOV DX,P8255_A ;清显示器MOV AL,0FFHOUT DX,ALMOV CX,04H ;送列数MOV KL,0FEH ;扫描列初始值KBS1: MOV AL,KLMOV DX,P8255_B ;逐列清零OUT DX,ALSAL AL,1MOV KL,ALMOV DX,P8255_C ;读行信号IN AL,DXNOT ALAND AL,0FHCMP AL,00H ;是否有键按下JNZ KBS2LOOP KBS1 ;没键扫描下一列KBS2: CMP AL，0C0HJMP K0CMP AL, 0F9HJMP K1CMP AL, 0A4HJMP K2CMP AL ,0B0HJMP DSUP2K0：MOV BL，18HCALL DELAYMOV AL，BUFROR AL，1MOV BUF，ALJMP DSUP2K1：MOV BL，20HCALL DELAYMOV AL，BUFROL AL，1MOV BUF，ALJMP DSUP2K2：MOV BL，30HCALL DELAYMOV AL，BUFROR AL，1MOV BUF，ALJMP DSUP2MOV BX,CXMOV CX,04H ;拼装键号SAL BX,CLMOV CX,BXOR AL,CLMOV KV A,ALMOV DI,10H ;键盘个数MOV BX,OFFSET KTBKBS3: MOV AL,[BX+DI]CMP AL, KV A ;计算键值，无键按下返回00HJNZ KBS5KBS4: MOV AX,DIMOV KV A,AL ;保存键值CALL BREAKRETKBS5: DEC DIMOV AX,DICMP AL,00HJNZ KBS3JMP KBS4KBS ENDpDELAY PROC NEAR ;延时程序PUSHFPUSH DXPUSH CXMOV DX,DELAY_SETD1: MOV CX,-1D2: DEC BLDEC CXJNZ D2DEC DXJNZ D1POP CXPOP DXPOPFRETDELAY ENDpBREAK PROC NEAR ;按任意键退出PUSHFPUSH AXPUSH DXMOV AH,06HMOV DL,0FFHINT 21HJE RETURNMOV AX,4C00HINT 21HRETURN: POP DXPOP AXPOPFRETBREAK ENDPMY_CODE ENDSEND START五．运行结果当按下键盘上的0键时，电机开始转动，当按下键盘上的1键时，电机开始正向转动，当按下键盘上的2键时，电机开始反向转动，当按下键盘上的3键时，电机停止转动。
步进电机调速系统算法的设计
步进电机调速系统算法的设计一、输入端口：1.控制器的输入信号：控制器的输入信号来自外部控制台或者计算机主机，通过输入端口将控制信号输入到控制器中。
控制器的输入信号可以是速度设定值、位置设定值等，用于控制电机的运动参数。
2.步进电机的反馈信号：步进电机的反馈信号可以是旋转角度、速度等参数的反馈。
通过反馈信号，控制器可以实时监测步进电机的运动情况，根据反馈信号进行调节和控制，实现闭环控制。
二、输出端口：1.电机驱动信号的输出：控制器通过输出端口将调节后的电机驱动信号输出到步进电机驱动器，驱动器再将信号转换为符合步进电机工作要求的电流信号。
控制器根据实时的反馈信号和设定值，调整驱动信号的频率、幅度等参数，控制步进电机的运动。
2.其他监控信息的输出：三、调速模式选择：1.位置控制模式：在位置控制模式下，控制器根据设定值和反馈信号，控制步进电机的位置，使其能够按照设定的位置完成运动。
2.速度控制模式：在速度控制模式下，控制器根据设定值和反馈信号，控制步进电机的转速，使其能够按照设定的速度完成运动。
调速模式的选择可以根据实际应用需求进行设置，通过改变模式选择，可以实现不同调速要求的控制。
四、速度控制系数：控制器通过输出端口将设定的速度控制系数发送给驱动器，驱动器根据速度控制系数生成对应的驱动信号。
根据速度控制系数的不同，可以控制步进电机的转速在一定的范围内调整。
总结：步进电机调速系统算法的设计主要包括输入端口、输出端口、调速模式选择和速度控制系数等方面。
其中速度控制系数是算法中最关键的部分，通过调节速度控制系数，可以实现步进电机的调速功能。
同时，通过不同的调速模式选择，可以满足不同的应用需求。
步进电机调速系统的算法设计需要根据实际应用需求进行合理选择和调整，以保证步进电机能够稳定、准确地完成所需运动。
步进电机控制系统设计
步进电机控制系统设计目录1绪论 (3)1.1 步进电机概述 (3)1.2 步进电机的特征 (3)1.3 步进电机驱动系统概述 (4)1.4 课题研究的主要内容 (4)2步进电机驱动系统的方案论证 (5)2.1 步进电机驱动系统简介 (5)2.2 步进电机驱动器的特点 (5)2.3 混合式步进电机的驱动电路分类和性能比较 (6)2.3.1 双极性驱动器与单极性驱动器 (6)2.3.2 单电压驱动方式 (8)2.3.3 高低压驱动方式 (9)2.3.4 斩波恒流驱动 (10)2.4 方案的确定 (10)3混合式步进电动机驱动控制系统硬件设计 (11)3.1单片机最小系统 (11)3.2 红外遥控电路 (12)3.2.1 红外发射电路 (12)3.2.2 红外接收电路 (13)3.3 LCD显示电路 (14)3.4 双机通讯 (15)3.5 步进电机驱动部分 (16)3.5.1 单极性步进电机驱动 (16)3.5.2 双极性步进电机驱动 (18)3.6 电源电路 (18)4 软件设计 (19)4.1 主机LCD显示菜单程序 (19)4.2 双机通讯程序 (20)4.3 下位机步进电机驱动程序 (22)5 驱动器试验结果 (24)5.1 概述 (24)5.2 试验内容和结论 (24)总结 (26)参考文献 (27)1绪论1.1 步进电机概述步进电机是将电脉冲信号转换为角位移或线性运动的执行器。
它由步进电机及其动力驱动装置组成，形成开环定位运动系统。
当步进驱动器接收到脉冲信号时，它驱动步进电机以设定方向以固定角度（步进角度）旋转。
脉冲输入越多，电机旋转的角度越大;输入脉冲的频率越高，电机的速度越快。
因此，可以通过控制脉冲数来控制角位移，从而达到精确定位的目的;同时，通过控制脉冲频率可以控制电机转速，从而达到调速的目的。
根据自身结构，步进电机可分为三类：反应型（VR），永磁型（PM）和混合型（HB）。
混合式步进电机具有无功和永磁两种优点，应用越来越广泛。
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目录摘要 (1)ABSTRACT (2)第1章绪论 (1)1.1课题研究的目的和意义 (1)1.2国内外研究概况 (1) (2)第2章步进电机系统设计方案 (2)2.1步进电机的概述 (2)2.2步进电机的驱动方式论证 (3)2.3 步进电机运行控制 (6)第3章系统硬件设计 (9)3.1主控芯片介绍 (9)3.2驱动电路 (11) (12)3.4显示电路设计 (12)3.5按键设计 (13)第4章系统软件设计 (13)4.1主程序设计 (13)4.2按键子程序 (15)第5章系统仿真与调试 (15)5.1系统的仿真 (15)5.2系统的调试 (16)总结 (16)参考文献 (17)致谢 (18)附录 (18)摘要步进电机有启动快、步进精确、定位准等特点。
随着现在自动化的需求，步进电机的应用已经非常广泛，在现在的自动化工厂中，起着重要的作用。
利用Proteus软件，进行电路的搭建和仿真。
以单片机为核心通过连接外围电路组成控制步进电机调速的控制系统，通过方向信号，改变步进电机的旋转方向，调节频率，从而改变速度。
本文通过介绍驱动电路，从中选择驱动方式，从而实现步进电机的细分驱动功能，确定步进电机的运行方式，并详细介绍了细分驱动电流的计算方法，细分能使步进电机的运行更稳定可靠，减少运行噪音。
其中驱动电路的核心是以TB6560AHQ芯片搭建的电路，转速能达到五个级别的调速范围，最高转速能达到500多转。
最后进行仿真，然后画出相对应的PCB板进行焊接，完成相应的实物。
整个设计思路还是比较简单，操作容易，成本也比较低。
关键词：步进电机；单片机；细分驱动ABSTRACTThe step motor has the characteristics of starting fast, stepping in precise and positioning, and the application of stepping motor is very extensive with the demand of automation. It plays an important role in today's automated factories.This article USES Proteus software to build and simulate circuits. With the single chip processor as the core by connecting the peripheral circuit, control system, through the direction of the signal, adjust the electricity order of stepper motor windings, and transform the direction of rotation of the stepper motor. The purpose of controlling the speed of the motor is achieved by controlling the speed of the frequency. By driving circuit, also can achieve the function of stepping motor subdivision driver, this paper also introduces in detail the calculation method of subdivision drive current, segmentation can make step motor running more stable and reliable, greatly reducing the noise. The core of the drive circuit is the circuit of the TB6560AHQ chip, which can speed up to five levels, and the maximum speed can reach over 500. Finally, the PCB board is drawn and the corresponding material is completed. In comparison, the whole design idea is simple, easy to operate and low cost.Key words: stepper motor, mcu, subdivided driving第1章绪论步进电机有很多其他电机所没有的功能，现在已经是全球的第三类的电机了，是人类进入自动化过程中重要的东西，而随着现在电子计算机方面的发展，其控制的方式方法也越来越多。
1.1课题研究的目的和意义研究的目的，现在步进电机已经成为第三类电动机，虽然现在生产步进电机的厂家有很多，但是现在关于用好步进电机的方案，基本还都是处于仿制外国的阶段，控制系统还比较复杂，所需要用到的知识还很多，所以要想用好步进电机还是很不容易的[1]。
研究的意义，步进电机和其它电机性能和功能都有很大的区别。
步进电机有启动快、步进精确、精准定位的特点。
随着现在自动化的发展，步进电机的应用也是越来越多，在很多机器仪器中，都有它的存在，特别是在一些高端精密的仪器中，更是离不开它，所以研究好步进电机还是很有用处的。
1.2国内外研究概况步进电机已经存在了一百多年，最早出现的步进电机，是由英国人发明的。
当时的电子技术还不是很高，控制太复杂，所以步进电机的发展受到了很大的限制，基本只是出现了原理，实际应用起来确实很麻烦。
而步进电机的发展是从50年代之后，驱动电路得到很大的发展，才开始大规模的发展，我国是从70年之后才开始引入[2]。
而且随着现在工业的发展，在数字电路、电力电子和永磁材料的高速发展下，更是促进了步进电机性能的提高，驱动更是得到快速的发展，步进电机的功能也是得到很大的进步。
80年代后，混合的步进电机已现，使性能和功能更加强大，很快就得到了成长和利用。
也是从这个时候开始，步进电机开始了大规模的应用，在打印机、扫描机、机器人、传真等方面都有它的用处[3]。
步进电机输入一个脉冲，就走一定角度，因此可以通过去控制走多少步，来达到精准定位。
因为电机是通过输入脉冲，来确定是否旋转，所以能快速停止和启动，而旋转速度，还可以通过控制脉冲频率大小去改变。
而且它的体积还比较小，控制相对来说还是比较方便，在现在的数控机床，生产线上都有步进电机的身影，特别是对定位有很高的要求的精密仪器里面，都有它的存在，所以设计高精度的步进电机是很有必要的。
现在微电子学的发展越来越快，相对的步进电机的驱动电路就越来越简单，不仅把驱动部分的硬件部分减少了很多，还大大提高了步进电机的灵活性[4]。
现在更是出现了很多的芯片和驱动板，可以直接把步进电机驱动起来，控制简单了，价格就降下来了，就满足了工业生产的要求，可以大规模的生产了。
1.3本文主要内容能实现步进电机的调速，使步进电机能够在一定的范围内旋转，当步进电机运行的时候，能够显示步进电机的正反转和速度。
并且以步进电机为对象，研究步进电机驱动的方式，步进电机的驱动方式有很多，本文主要研究的是细分驱动电路，研究步进电机细分控制算法，通过计算电流的各个阶段的大小，实现步进电机的细分驱动的控制。
完成系统的总体框图，设计硬件电路，画出原理图，分析电路的原理，确定各个元器件值的大小，进行编程完成相对应的程序然后仿真。
最后绘制PCB 图，进行实物的焊接和调试。
第2章步进电机系统设计方案2.1步进电机的概述步进电机精度误差小，一般在步距角的3%到5%。
而因为上次脉冲所产生的误差，还不会累加在下一次中[5]。
其驱动需要的信号必须是脉冲形式的，否则就会静止。
而本身用的磁性材料，有很高的耐温作用，温度要达到130以上才会退磁，这样电机外表的温度就可以达到很高。
由于步进电机的响应，只是与输入的脉冲数有关，所以可以作成开环系统，结构大大简化降低成本。
步进电机还是有缺点的，很容易就会产生共振。
而且转速都达不到很高，很难有大的转矩，而且能量利用率也比较低。
反应式步进电机是比较传统的电机。
其工作原理简单，内部的励磁绕组比较多，则输出转矩比较大，这样的结构也就决定了它的动态性能比较差，而且噪音震动都很大，其内部绕组基本为三相的，步距角基本在1.5度左右。
永磁式步进电机大部分是两相，在其内部转定子的极数基本相同[6]。
这样的结构，也就决定了其步距角比较大，一般为7.5或者15度，主要应用在计算机的外部、医疗设备、光电组合等装置里面。
混合式步进电机，根据名字就很容易知道它是由上面两种电机的优点结合起来组成的。
相数有好几种，两相的步距角基本在1.8度左右，五相的在0.72度左右，步距角的减少，也就使精度得到很大的提高了[7]。
而且因为有永磁体的存在，所以就导致了反电动势的存在，在运行的过程中平稳、噪声低、震动小。
综合比较来说，还是混合式的步进电机功能比较好，所以本文采用的就是混合式的步进电机。
2.2步进电机的驱动方式论证步进电机的驱动方式有很多，而驱动方式的选择，却可以直接决定步进电机运行的性能，下面介绍一下常用到的驱动方式。
2.2.1高低压驱动高低压驱动，都是先用高电压去驱动要导通的绕组，再用低电压去续流，保证了电流的连续性，也利用了高电压提高出力的作用，而不是通过改变时间常数来提高矩频性能。
2.2.2单电压驱动在电机的绕组回路上给串联上一个电阻，电机的时间常数就会变小，这样在高频率运行时，相应的产生的转矩也就更大一些，而且还可以缓解共振。
这样的电路，线路布局简单成本低。
不过因为串联了一个电阻，这样就引起了附加的一些损耗，如果频率比较高损耗更是严重，所以基本都是用在功率比较小，频率要求不高的地方。
2.2.3双电压驱动由名字很容易就可以知道，这是有两个电压信号，根据不同频率选择不同的电压驱动。
在低频率是用低电压，在高频率时用高电压。
这样的电路，就可以使步进电机在高频的时候，还有很大的力矩，而在静止锁定的状态下，相应的功耗也减小。
2.2.4斩波恒流驱动使导通绕组的电流，不论是工作在什么状态下，都能保证其在一定的数值下，这样就可以使电机有比较恒定的输出转矩[8]。
这种驱动的方法，能极大的提高高频响应，因为电流比较恒定，所以输出转矩也就比较稳定共振减少，不过这样的线路比较复杂，但是现在已经有相对应的集成模块出来了，可以直接采用，图1为斩波恒流电路图。