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。
步进电机控制系统课程设计
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。
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。
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。
步进电机控制系统设计
湖南工程学院课程设计课程名称微机原理与应用课题名称步进电机控制系统设计专业班级学号姓名指导教师湖南工程学院课程设计任务书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任务书下达日期任务完成日期目录第1章目的与要求 (4)第2章步进电机的原理介绍 (5)2.1 步进电机的工作原理 (5)2.2 步进电机的基本术语 (5)2.2.1 相数 (5)2.2.2 拍数 (6)2.2.3 步距角 (6)2.2.4 信号分配 (6)第3章设计总体思路 (7)3.1 方案与思路 (7)3.2 总框图 (7)第4章程序设计 (8)4.1 主程序 (8)4.2 显示子程序 (9)4.3 键盘扫描子程序 (10)第5章硬件设计 (11)5.1 硬件的设计与选取 (11)5.1.1步进电机的特点 (11)5.1.2 步进电机的分类 (11)5.1.3步进电机的注意点 (11)5.2 单片机的选取 (12)5.3 四位LED数码管的选取 (14)5.4 其他零件根据实际情况选取 (14)5.5 硬件的焊接 (15)第6章调试与故障分析 (16)6.1 软件部分 (16)6.2 硬件部分 (16)6.3 故障分析及解决 (17)第7章总结 (18)第8章参考文献 (19)附件 (20)系统原理图 (20)元器件清单 (21)源程序清单 (21)第1章目的与要求综合运用所学的《单片机原理与应用》理论知识，通过实践加强对所学知识的理解，具备设计单片机应用系统的能力，以单片机为核心设计一个步进电机控制系统，要求能够通过键盘设置步进电机的转向和转速，并在LED显示器上显示步进电机转速或工作状态。
本课题以单片机为核心，设计并制作出步进电机控制系统，设计要求：1、按下不同的键，分别使步进电机实现顺时针和逆时针旋转。
2、电机运转状态可以是正反转，加速减速，五种不同速度的各种组合。
3、通过LED数码管显示电机运行状态。
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、课程目标知识目标：1. 让学生掌握步进电机的原理、结构及其工作方式；2. 使学生了解步进电机控制器的基本组成、功能及其在自动化控制中的应用；3. 引导学生掌握步进电机控制器的编程方法，能够编写简单的控制程序。
技能目标：1. 培养学生运用步进电机控制器进行实际电路搭建与调试的能力；2. 提高学生分析和解决步进电机控制过程中出现问题的能力；3. 培养学生团队协作、沟通交流的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对步进电机控制器及相关自动化设备的兴趣，激发学生探究精神；2. 增强学生的创新意识，鼓励学生勇于尝试，培养解决问题的自信心；3. 引导学生认识到科技对社会发展的推动作用，增强学生的社会责任感。
课程性质分析：本课程为实践性较强的课程，旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合，提高学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点分析：学生在前期已经学习了电机原理、电子技术等相关知识，具备一定的理论基础，但实际操作经验不足。
教学要求：1. 结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力；2. 注重培养学生的团队协作能力和创新能力；3. 关注学生的个体差异，因材施教，提高教学质量。
二、教学内容1. 步进电机原理与结构- 介绍步进电机的种类、原理及特点；- 分析步进电机的结构及其工作方式；- 结合教材第3章第2节内容，阐述步进电机在自动化控制系统中的应用。
2. 步进电机控制器组成与功能- 讲解步进电机控制器的硬件组成及各部分功能；- 介绍步进电机控制器的软件编程方法；- 引导学生阅读教材第4章第1节，了解控制器在自动化设备中的应用实例。
3. 步进电机控制器编程与调试- 教授步进电机控制器编程的基本语法和技巧；- 指导学生编写简单的控制程序，实现步进电机的运动控制；- 结合教材第4章第3节，组织学生进行实际电路搭建与调试，培养学生的动手能力。
4. 步进电机控制应用案例分析- 分析典型的步进电机控制应用案例，如数控机床、机器人等；- 引导学生了解教材第5章相关内容，探讨步进电机在各个领域的应用前景。
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。
步进电机控制系统方案设计书
课程设计任务书设计题目：微机步进电机控制系统设计设计目的：1.巩固和加深课堂所学知识；2.学习掌握一般的软硬件的设计方法和查阅、运用资料的能力；3.通过步进电机控制系统设计与制作，深入了解与掌握步进电机的运行方式、方向、速度、启/停的控制。
设计任务及要求：（在规定的时间内完成下列任务）任务：控制四相步进电机按双八拍的运行方式运行。
按下开关SW1时启动步进电机，按ESC键停止工作。
采用循环查表法，用软件来实现脉冲循环分配器的功能对步进电机绕组轮流加电。
要求对题目进行功能分析（四项功能：快速顺时针旋转，慢速顺时针旋转，快速逆时针旋转和慢速逆时针旋转），进行步进电机远程控制系统硬件电路设计，画出电路原理图、元器件布线图、实验电路图；绘制程序流程图，进行步进电机控制程序设计（采用8086汇编语言）；系统调试、运行，提交一个满足上述要求的步进电机控制系统设计。
时间安排：(部分时间,某些工作可以自己安排重叠进行)具体要求：设计报告撰写格式要求（按提供的设计报告统一格式撰写），具体内容如下：①设计任务与要求②总体方案与说明③硬件原理图与说明④实验电路图与说明⑤软件主要模块流程图⑥源程序清单与注释⑦问题分析与解决方案（包括调式记录、调式报告，即在调式过程中遇到的主要问题、解决方法及改进设想）；⑧小结与体会附录：①源程序（必须有简单注释）②使用说明③参考资料指导教师签名： 08年12月01日教研室主任（或责任教师）签名：年月日目录第1章需求分析11.1课程设计题目11.2步进电机介绍11.3课程设计任务及要求11.4软硬件运行环境及开发工具1第2章概要设计22.1设计原理及实现方法22.1.1 步进电机控制原理22.1.2微机步进电机控制系统原理图22.1.3 运行方式与方向的控制——循环查表法32.1.4步进电机的启/停控制——设置开关42.2微机步进电机控制系统设计流程图4第3章详细设计53.1 硬件设计与实现53.2软件设计53.2.1正向慢转子程序53.2.2正向快转子程序63.2.3反向慢转子程序63.2.4反向快转子程序63.2.5长延时子程序73.2.6短延时子程序7第4章系统调试与操作说明74.1系统调试74.2 操作说明8第5章课程设计总结与体会8参考文献8附录微机步进电机控制系统源程序9第1章需求分析1.1课程设计题目微机步进电机控制系统设计1.2步进电机介绍步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应的角位移和线位移的电磁机械装置，是一种输出与输入数字脉冲对应的增量驱动元件。
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。
步进电机的plc控制课程设计
步进电机的plc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基本原理和工作特性；2. 让学生掌握PLC在步进电机控制中的应用，包括编程、调试及故障排查；3. 让学生了解步进电机与PLC接口的技术要求及其在实际工程中的应用。
技能目标：1. 培养学生运用PLC进行步进电机控制程序编写的能力；2. 培养学生进行步进电机控制系统的调试与优化的能力；3. 培养学生运用所学知识解决实际工程问题的能力。
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，激发学生的创新意识和探索精神；2. 培养学生严谨的科学态度和团队合作意识，增强学生的责任感和使命感；3. 引导学生认识到自动化技术在我国工业发展中的重要作用，增强学生的民族自豪感。
课程性质：本课程为实践性较强的专业课，结合理论知识与实际操作，培养学生的动手能力和解决实际问题的能力。
学生特点：学生已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的了解，但实际操作经验不足。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，强调学生的动手实践能力，提高学生的创新意识和解决实际问题的能力。
通过本课程的学习，使学生能够独立完成步进电机PLC控制系统的设计与实施。
二、教学内容1. 步进电机原理及特性：包括步进电机的结构、工作原理、主要性能参数及其在自动化系统中的应用。
教材章节：第二章 步进电机原理与特性2. PLC控制步进电机的基础知识：介绍PLC与步进电机接口技术，步进电机控制参数设置及编程方法。
教材章节：第三章 PLC控制步进电机基础3. 步进电机PLC控制系统设计：讲解控制系统的设计步骤，包括硬件选型、软件编程、系统调试与优化。
教材章节：第四章 步进电机PLC控制系统设计4. 实践操作：安排学生进行步进电机PLC控制系统的搭建、编程、调试及故障排查，提高学生的动手能力。
教材章节：第五章 实践操作与案例分析5. 课程总结与拓展：对所学内容进行总结，探讨步进电机PLC控制技术在现代工业中的应用及发展趋势。
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plc控制课程设计
步进电机plc控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握步进电机的基本工作原理和PLC控制技术，理解步进电机与PLC结合的应用场景。
2. 学会使用PLC编程软件，编写步进电机的控制程序，实现对步进电机的精确控制。
3. 了解步进电机与PLC接口的硬件连接和调试方法，掌握相关参数的设置。
技能目标：1. 培养学生具备独立设计步进电机PLC控制系统方案的能力，能根据实际需求进行程序编写和调试。
2. 提高学生运用PLC解决实际工程问题的能力，培养创新思维和动手实践能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化技术的兴趣，激发学习热情，增强学习自信心。
2. 培养学生团队协作精神，学会与他人沟通交流，共同解决问题。
3. 增强学生的工程意识，认识到自动化技术在生产生活中的重要性，树立正确的价值观。
课程性质分析：本课程为高二年级电子与自动化技术课程，旨在让学生在实际操作中掌握步进电机与PLC控制技术，提高学生的实践能力和创新能力。
学生特点分析：高二学生在知识储备、动手能力、逻辑思维等方面具备一定的基础，对新鲜事物充满好奇，具备较强的求知欲。
教学要求：1. 结合课本内容，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
2. 注重启发式教学，引导学生主动思考，培养学生的创新意识。
3. 关注个体差异，因材施教，使每位学生都能在课程中取得进步。
二、教学内容1. 理论知识：a. 步进电机工作原理及特性b. PLC基础知识、编程方法和控制原理c. 步进电机与PLC接口硬件连接及参数设置2. 实践操作：a. 使用PLC编程软件，编写步进电机控制程序b. 步进电机与PLC硬件连接和调试c. 实际控制系统设计、搭建与运行3. 教学大纲：第一周：步进电机工作原理及特性学习第二周：PLC基础知识、编程方法和控制原理学习第三周：步进电机与PLC接口硬件连接及参数设置学习第四周：使用PLC编程软件，编写步进电机控制程序实践第五周：步进电机与PLC硬件连接和调试实践第六周：实际控制系统设计、搭建与运行及总结4. 教材章节：a. 课本第三章：步进电机及其控制b. 课本第四章：可编程控制器（PLC）c. 课本第五章：步进电机与PLC控制系统教学内容安排和进度：1. 理论与实践相结合，每两周完成一个教学主题。
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。
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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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。
3.2步进电机控制系统硬件设计由于步进电机的硬件结构特性，所以对输入的脉冲的频率有所限制，对于低频的脉冲输出时，plc可以利用定时器来完成。
若要求步进电机的速度较快时，就需要用plc的高速脉冲输出指令，这时就需要在程序中设置相应的步骤来完成对步进电机的控制。
3.21 组建器材（1）主机plc 根据系统的控制要求，采用三菱FX系统系列的plc作为控制器。
（2）限位开关此系统中共用了两个限位开关：左限位开关和右限位开关。
这两个限位开关的作用是控制物体的位置，防止物体超出合理的工作范围。
（3）步进电机步进电机是该系统的执行机构（4）步进电机驱动器步进电机必须使用专用的电机驱动器才能正常工作。
Pulse是脉冲的输入端口，每个脉冲的上升沿使电机转动一步；DIR是方向信号，用于控制电机的正、反转：低电平时，顺时针旋转；高电平时，逆时针旋转。
在控制系统中用plc来产生脉冲，输出一定数量的脉冲来控制步进电机的位移，控制脉冲的频率来控制步进电机的速度，步进电机驱动器将接收的脉冲进行分配，按照一定的通电顺序供给绕组。
根据以上分析，将plc的I/O分配如表3.3综上所述，根据硬件框图及I/O分配表，设计出该系统的硬件连线图。
如图3.43.3 步进电机控制系统软件设计根据系统的控制要求，设计如图3.5所示的控制流程图，这个程序分为3个部分：主程序、子程序、中断程序。
由于不仅电机的启动频率不能太高，所以编程时采用先低频启动，然后升频到高频快速运动，到接近停止位置时，先降频低速运行，到最后设置位置停止，其脉冲频率特性如图3.6根据图3.6所示的流程图，编写梯形图程序如图3.7所示。
3.7（a）所示为控制过程的主程序。
主程序完成的主要功能有：在通电的开始，先讲输出口Y0初始化置零；设定电机的转动方向；调用子程序完成步进电机的前行和返回控制；电机的启动和停止（请确认）控制。
图3.7（b）所示的梯形图程序为控制程序的子程序，主要完成高速脉冲串输出的参数及网络表设置。
图3.7（c）所示的梯形图程序的中断子程序，主要完成一个2s的定时功能。
与图3.7（a）所示梯形图（lad）主程序所对应的语句表（stl）程序如下：LD X0RST Y0 //上电的第一个扫描周期对Y0复位LD X000OR M0ANI T1OUT MO //控制电机前进和返回LD M0OUT Y2 //Y2为高时，正转CALL P10 //调用子程序，设置输出脉冲段EILD M4 //开启中断，脉冲输出完毕后产生中断AND T1OUT Y0CALL P10 //定时到，对Y0复位，调用子程序LD Y0ANI T2OR M2OUT M2LD X004AND M2OUT M3CALL P10LD X005AND M3ANI T2OUT M4CALL P10LD X001OR XOO2OR X003OR X004OR X005OR M1OUT M1 //停止和限位控制END与图3.7（b）所示梯形图（lad）子程序所对应的语句表（stl）程序如下LD X1ANI X002MOV 16#A5,D0 //写控制字节到特殊寄存器：允许脉冲输出，//输出，允许更新PTO的周期值和脉冲数，时间基准μs MOV 200,D1 //装入包网表首地址MOV 4,VB200 //控制过程分4段MOV 3000,VW201 //启动脉冲频率3000hzMOV -10,VW203 //周期增量为-10，即每产生一个脉冲，其周期减少10μs，//该段为加速段MOV 200,VD205 //脉冲数为200MOV 1000,VW209 //高速脉冲周期为1000μsMOV 0,WV211 //该周期增量为0，及为高速脉冲输出MOV 1000,VD213 //脉冲个数为1000MOV 1000,VD217 //减速脉冲的起始周期为2500hzMOV +20,VW219 //周期增量为20，及每产生一个脉冲，其周期增加20μs//该段为减速段MOV 100,VD221 //脉冲个数为100MOV 3000,VW225 //此阶段起始频率为500hzMOV 0,VW227 //周期增量为0，即为低速脉冲输出MOV 100,VD229 //脉冲个数为100PLS 0 //启动脉冲，由Q0.0输出上电之后首先对输出口进行初始化，然后接下来启动按钮SB0，市Q0.2输出高电平，控制步进电机的驱动器使步进电机正转，并且调用PTO子程序。
在子程序中，将各种控制字及参数写入相应的存储器中，把脉冲控制分为4个阶段：变频升速阶段；高频高速阶段；变频减速阶段；低频低速阶段。
频率从低到高，电机处于升速阶段，由开始的1000hz到高速阶段的2500hz，均没有超过步进电机的额定数值，这样电机不会出现失步，使定位比较准确。
即将达到预设位置时，电机减速运行，频率由2500hz降到500hz之后，低速运行100步到达停车位置停车。
脉冲输出完毕后，产生一个中断。
在中断子程序中，有一个定时器，中断产生后触发定时器开始定时，2s后定时时间到，T37常闭触电断开，使Q0.2的输出电平为低，他的常开出点闭合，再次对Q0.1进行复位操作，然后调用子程序，并且将脉冲输出中断关闭，这样就使步进电机返回原位之后不会再次自行启动。
返回过程与前进工程一样，都是先加速接着高速运行，然后减速、低速运行直到原点停止。
运行过程中，在任何时候按下停止按钮都可以使电机停止，停止按钮的中间继电器触电接在子程序中，因为Q0.0点断开，使得脉冲输出终止，不输出脉冲信号，这样就能使电机停止运行。
4 总结与心得体会控制器采用触摸屏和PLC来实现,缩短了开发周期，提高了运行的可靠性，尤其适合此类要求工程周期短，可靠性高，批量小的设备开发。
另外，软件的灵活性还有利于设备的改造和升级。
回顾起此次程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在整整两星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说三极管PNP管脚不懂怎么放置，不懂分得二极管的正负极，对单片机汇编语言掌握得不好……通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。
参考文献戴仙金《西门子s7-200系列plc应用与开发》中国水利水电出版社 2007 140-148 郁汉琪《电气控制与可编程控制器应用技术》东南大学出版社 2009 105-109徐铁《PLC应用技术》中国劳动社会保障出版社 2007 113-123Stepping motor control systemDesigner:xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxTeacher guide:xxxxxxxxxxxxxxxxIntroductionBecause of its characteristics of stepping motor, need not position, velocity, etc, only need feedback signal pulse generator produces enough pulse count and appropriate pulse frequency, it can control the stepping motor moving distance and velocity.Stepping motor running direction control for each input motor winding electrify sequence. For example, a three-phase stepping motor electrify order: a -- -- -- -- -- b ab BC - ca - a c --... And now, if you click is plugged into a sequence of ac - c -- -- -- -- -- -- ba cb b vitamin --... Click when reversal. Through changing the annular allocator pulse output sequence, also can change the output pulse through programming, to change the sequence of the input to the winding, in order to control energized electrical direction.Keywords: stepper motor PLC stepping motor driver。