基于步进电机的自动平衡系统毕业论文

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步进电机毕业设计论文

引言步进电动机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的精密执行元件，由于步进电机具有控制方便、体积小等特点，所以在数控系统、自动生产线、自动化仪表、绘图机和计算机外围设备中得到广泛应用。

微电子学的迅速发展和微型计算机的普及与应用，为步进电动机的应用开辟了广阔前景，使得以往用硬件电路构成的庞大复杂的控制器得以用软件实现，既降低了硬件成本又提高了控制的灵活性，可靠性及多功能性。

在当今社会的各个领域步进电机无处不在，应用领域涉及机器人、工业电子自动化设备、医疗器件、广告器材、舞台灯光设备、印刷设备、计算机外部应用设备等等。

因此，设计出高精确度、实时监控、语音提示的步进电机具有重要的现实意义和实用价值。

基于单片机的步进电机控制系统，能够有效地对步进电机转速、方向等进行控制。

本设计采用16位单片机AT89S52对步进电机进行控制，通过I/O口输出的具有时序的方波作为步进电机的控制信号，信号经过驱动芯片驱动步进电机；同时，用按键来对电机的状态进行控制，并用数码管显示电机的转速，1 课题背景步进电机是机电一体化产品中的关键组件之一，是一种性能良好的数字执行元件，随着计算机应用技术、电子技术和自动控制技术在国民经济各个领域中的普及与深入，步进电机的需求量越练越大。

随着工业技术的不断发展，以及同类产品的不断出现，步进电机面临着前所未有的挑战。

但近30年来，数字技术、计算机技术和永磁材料的迅速发展，推动步进电机的发展，为步进电机的应用开辟了广阔的前景，近几年来，步进电机需求量一直呈现出较快的增长速度，其中扫描仪、打印机、传真、DVD-ROM/CD-ROM驱动器、空调及多功能自动化办公设备等应用对步进电机的需求增长最强。

此外由于USB2.0的日益流行促进了高分辨率扫描仪的销售，步进电机向着小型、薄型和更小的步进角度发展。

步进电机有着方方面面重要应用，如何对其进行有效控制，使其能够发挥最大的优势是各个行业技术开发人员所共同关注的，本次设计了一套简单的通用控制系统，对步进电机的转速、方向实行手动控制，并能通过数码管显示其转速。

基于S3C44B0步进电机的控制系统_毕业设计论文精品

毕业设计说明书（论文）基于S3C44B0步进电机的控制系统序言当今世界，以计算机技术、芯片技术和软件技术为核心的数字化技术取得了迅猛发展，不仅广泛渗透到社会、经济、军事、交通、通信等相关行业，而且深入到家电、娱乐、艺术、社会文化等各个领域，掀起了一场数字化技术革命。

现代控制技术、多媒体技术与Internet的应用与普及，促使消费电子、计算机、通信一体化(3C)趋势步伐加快，嵌入式系统技术再度成为一个研究热点.嵌入式系统技术是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物，这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。

ARM (Advanced RISC Machines)，是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。

目前，采用ARM技术知识产权的微处理器，即我们通常所说的ARM微处理器，己遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场，基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75%以上的市场份额，ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。

随着人们生活水平的提高人们对智能产品的需求越来越高。

很多产品用8位机已经很难满足要求，同时技术的进步已经使32位系统不再高高在上。

32位微控制器的价格已经不比8位机高多少，有些系统使用32位机其整体成本甚至比用8 位机还要低。

这样使用32位系统就没有技术和成本的障碍了。

原先高高在上的32位嵌入式系统已经不再高贵，我们即将迎来32位应用普及的时代。

作为电类非计算机专业的本科生很有必要了解和掌握32位嵌入式应用的开发技术。

而目前在32位市场上ARM 占统治地位，因此为了适应社会发展的需求我们就很有必加入ARM嵌入式学习的环境中来了。

第1章绪论1．1课题背景嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件是可裁剪的，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。

基于步进电机的自动平衡系统论文

毕业设计论文基于步进电机的自动平衡系统基于步进电机的自动平衡系统摘要本系统以设计题目的要求为目的，采用89C52单片机为控制，利用角度传感器，跟踪单摆的角度来控制步进电机转的角度，实现平木板与地面保持水平的功能。

整个系统的电路结构简单，可靠性能高。

实验测试结果满足要求，本文着重介绍了该系统的硬件设计方法及测试结果分析。

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Keywords: angle sensor, stepper motor, STC89C52RC目录Abstract .................................................. 2残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。

目录 ..................................................... 3酽锕极額閉镇桧猪訣锥。

车辆自平衡座椅电动控制系统——软件部分_毕业设计论文

西安工业大学北方信息工程学院本科毕业设计(论文)题目：车辆自平衡座椅电动控制系统——软件部分系别：电子信息系专业：通信工程2013年5月西安工业大学北方信息工程学院本科毕业设计(论文)题目：车辆自平衡座椅电动控制系统——软件部分系别：电子信息系专业：通信工程2013年5月西安工业大学毕业设计（论文）任务书院（系）电信学院专业通信工程班090309姓名何家欢学号090309351.毕业设计（论文）题目：车辆自平衡座椅电动控制系统设计——软件部分2.题目背景和意义：自平衡减摇目前最常用且最成功的是船舶减摇鳍式减摇装置，理论减摇效果可达90％以上。

根据相似原理，本设计提出一种新的车辆自平衡座椅控制装置，将车辆行驶或道路对其所产生的不平衡状态进行检测甄别，并以此对座椅进行电动控制自平衡调整，以期在恶劣环境中获得一个相对舒适的驾乘效果。

3.设计(论文)的主要内容（理工科含技术指标）：自主设计一个典型的基于微处理器的车辆自平衡座椅电动控制系统，含以下部分及功能：I.典型51内核的单片机系统软件（推荐采用STC系列8051）。

II.车辆座椅三自由度运动状态检测及转换（推荐采用MMA7260QT三轴加速度传感器）。

III.2路座椅自平衡调节电机控制算法。

IV.3-6键坐姿及位置调节子程序。

V.常规可靠性设计。

4.设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）：毕业设计（论文）工作12年12 月日起至13年月日止毕业设计（论文）进行地点：未央校区教1A楼312室作为毕业设计，应完成以下工作：I.熟练掌握专业电工、电子（模、数）技术。

II.了解掌握车辆自平衡座椅电动控制系统结构、控制原理等。

III.熟练掌握MCS-51系列单片机工作原理及应用技术。

（月上旬前）IV.系统软件设计。

V.系统软件通过计算机编辑、编译。

（月下旬前）VI.在通过仿真软调的基础上，进行系统联机调试。

（月下旬前）VII.写出毕业论文（电子版）。

毕业设计论文：基于PLC的步进电机的控制

毕业设计（论文）报告题目基于PLC的步进电机的控制基于PLC的步进电机的控制摘要:小型PLC在编程，I/O扩展，通讯接口，开关量和模拟量的调节以及一些特殊功能模块如高速计数输入和脉冲输出的应用上已经基本满足用户的需求了。

但随着应用需求及关联产品技术性能的提升，PLC将继续得已完善和发展。

本文主要论述了步进电机的原理及驱动方法，并在S7-200 PLC的基础上，对步进电机进行控制。

本设计选用PLC控制两相混合式步进电机，在PLC编程的基础上用按钮开关控制步进电机的启动、正转、反转等基本功能。

关键词：S7-200 PLC、两相混合式步进电机、PLC编程Control of stepping motor based on PLCAbstract:In the field of programming, I/O expansion, Communication interface, adjustments of switches and simulation and some special function modules such as the application of high speed pulse input and output, the PLC has already met demands of users. But the PLC will continue to improve and develop, as the development of application requirements and related technical performance.This article chiefly discusses the principle and driven approach of the stepping motor, and how to control it based on the S7-200 PLC. The article is about how the PLC controlling the two-phase hybrid stepping motor. With the switch button, it can function as: start,positive rotation，inversion.Key words: S7-200 PLC. two-phase hybrid stepping motor, PLC programming.目录第一章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 S7-200PLC国内外现状和发展趋势 (2)1.3 论文的主要研究工作 (3)第二章西门子 S7-200 PLC (4)2.1 PLC的产生 (4)2.2 PLC的特点 (4)2.2.1 编程方法简单易学 (4)2.2.2 硬件配套齐全，用户使用方便 (5)2.2.3 通用性强，适应性强 (5)2.2.4 可靠性高，抗干扰能力强 (5)2.2.5 系统的设计、安装、调试工作量少 (5)2.2.6 维修工作量小，维修方便 (5)2.2.7 体积小，能耗低 (5)2.3 PLC的系统构成 (6)2.3.1 主机 (6)2.3.2 I/O扩展机 (6)2.3.3 外部设备 (7)2.4高速脉冲输出功能 (7)2.4.1用于脉冲输出（Q0.0或Q0.1）的特殊存储器 (7)2.4.2 PTO的使用 (9)2.5 PLC的选择 (10)2.5.1 CPU224 (10)2.5.2 工作方式 (10)2.5.3 扫描周期 (11)2.5.4 性能简介及特点 (11)2.6 PLC技术在步进电机控制中的应用 (12)第三章步进电机 (14)3.1 步进电机的特点 (14)3.2 步进电机的基本参数 (15)3.3 步进电机的工作原理及分类 (15)3.3.1 步进电机的工作原理 (16)3.3.2 步进电机的分类 (16)3.3.3 步进电机在工业中的应用 (17)第四章S7-200 PLC控制步进电机设计 (18)4.1 步进电机的选择 (18)4.2 步进电机驱动电路设计 (19)4.2.1 驱动器的选择 (19)4.2.2 步进电机驱动技术 (19)4.2.3 驱动器参数设置 (22)4.3 PLC控制步进电机 (22)4.3.1接线实物图 (23)4.3.2 控制电机方向转动 (24)4.4 程序调试 (25)第五章论文总结 (28)参考文献 (29)致谢 (30)附录 (31)第一章绪论1.1 概述可编程控制器(简称PLC) 是一种数字运算操作的电子系统，是在20 世纪60 年代末面向工业环境由美国科学家首先研制成功的。

基于STM32的步进电机控制系统-自动化本科毕业设计

基于STM32的步进电机控制系统-自动化本科毕业设计本文简要介绍了自动化本科毕业设计的主题和目的，并概述了STM32步进电机控制系统的重要性和应用领域。

步进电机控制系统是现代自动化技术中的重要组成部分，广泛应用于各个领域，如机械加工、电子设备、机器人控制等。

该系统能够实现精确控制和位置定位。

然而，传统的步进电机控制系统存在一些限制，如运行效率低、系统稳定性差等。

因此，基于STM32的步进电机控制系统应运而生。

本科毕业设计的主题是基于STM32的步进电机控制系统的设计与实现。

通过使用STM32单片机，设计一个高效稳定的步进电机控制系统，能够实现精确的位置控制和运动控制。

该系统具有较高的运行效率和稳定性，能够应用于各种自动化领域，提高生产效率和产品质量。

关键词：步进电机控制系统，STM32，自动化，本科毕业设计步进电机是一种常见的电动机类型，具有特定的原理和工作方式。

它在自动化领域有广泛的应用。

本文将讨论步进电机的原理和工作方式，并介绍选择基于STM32的步进电机控制系统作为本科毕业设计主题的原因。

步进电机是一种将电脉冲信号转换为离散步进运动的电动机。

它通过电磁铁的启动顺序和定向，使得转子以角度的方式进行运动。

步进电机的原理基于电磁铁的电磁效应和磁性材料的性质来实现。

步进电机在自动化领域有许多应用。

例如，步进电机常被用于精密定位系统、数控机床、印刷机、纺织机械等领域。

它们的精确度、可靠性和可编程性使它们成为许多自动化系统中的理想选择。

选择基于STM32的步进电机控制系统作为本科毕业设计的主题有以下原因：STM32是一种广泛应用的单片机系列，具有强大的计算和控制能力。

STM32具有丰富的外设资源，能够满足步进电机控制系统的需求。

STM32提供了方便的开发环境和丰富的开发工具，使得设计和开发步进电机控制系统更加简便和高效。

基于STM32的步进电机控制系统可以在实践中验证和应用步进电机控制的原理和技术，对于学生来说具有一定的教育意义。

毕业设计(论文)—基于plc的步进电机控制系统设计

毕业设计（论文）—基于plc的步进电机控制系统设计基于PLC步进电机控制系统摘要：随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，它广泛用于打印机、电动玩具等消费类产品以及数控机床、工业机器人、医疗器械等机电产品中，其在各个国民经济领域都有应用。

研究步进电机的控制系统，对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。

步进电机是将电脉冲信号变换成机械角位移的一种装置，每个脉冲使转轴步进一个步距角增量，输出角位移与输入脉冲数成正比，转速与输入脉冲成正比，转速与输入脉冲频率成正比。

步进电机的控制方式简单，属于开环控制，且无累积定位误差，有较高的定位精度，而PLC作为一种工业控制微机，是实现电机一体化的有力工具，因此基于PLC的步进电机控制技术已广泛用于数字定位控制中。

本控制系统的设计，由硬件设计和软件设计两部分组成。

其中，硬件设计主要包括步进电机的工作原理、步进电机的驱动电路设计、PLC的输入输出特性、PLC的外围电路设计以及PLC与步进电机的连接与匹配等问题的实现。

软件设计包括主程序以及各个模块的控制程序，最终实现对步进电机转动方向及转动速度的控制。

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、PLC、转速控制、方向控制Stepping motor control system based on PLC Abstract:With the development of microelectronics and computer technology, the stepper motor is increasing demanded, which is widely used in printers, electric toys and other consumer products, and CNC machine tools, industrial robots, medical equipment and other electrical machinery products, and is applied in the national economy in various fields. Researching of stepper motor control system to improve the control accuracy and response speed, energy conservation is so important.Stepper motor is a device which will transform electrical pulses into mechanical angular displacement so that Shaft of each pulse to a step angle stepping increment, SO output angular displacement is proportional to the input pulses, speed is proportional to the input pulse speed and speed is proportional to input pulse frequency. Stepper motor control is simple, is open-loop control, and no accumulation of positioning error, a high positioning accuracy,and the PLC as an industrial control computer, is a powerful tool for the integration of the motor, Therefore, the stepper motor control based on PLC technology has been widely used for digital positioning control.The control system consists of hardware and software design of two parts. Among them, the hardware design includes the working principle of stepper motor, stepper motor drive circuit design, PLC input and output characteristics, PLC and PLC external circuit connection with the stepper motor and matching Problem. Software design, including the main program and each module of the control program, ultimately realizes on the stepper motor rotation direction and rotation speed control This system has the intelligence, practicality and reliability features.Keywords: Stepper motor, PLC, speed control, direction control目录1、绪论 (1)1.2问题的提出 (3)1.3设计目的及系统功能 (4)2、PLC控制步进电机系统简介 (5)2.1PLC控制系统 (5)2.1.1 PLC概述 (5)2.1.2 PLC系统的其它设备 (9)2.1.3 PLC的通信联网 (9)2.1.4 PLC控制系统的设计基本原则 (9)2.1.5 PLC软件系统及常用编程语言 (10)2.1.6 PLC的特点 (10)2.1.7 PLC的应用领域 (12)2.1.8 PLC未来展望 (13)2.2步进电机 (13)2.2.1 步进电机概述 (13)2.2.2 步进电机的特性 (14)2.2.3 与直流电机的比较 (14)2.2.4 步进电机的种类 (17)2.2.5 反应式步进电机的控制 (17)2.3本设计所用步进电机 (21)3、硬件电路设计 (23)3.1硬件设计思路 (23)3.2总体设计框图 (23)3.3外围电路设计及分析 (24)3.3.1 键盘控制电路 (24)3.3.2步进电动机驱动电路 (26)2.6.3 LED数码显示电路 (31)3.4步进电机控制系统电路图 (34)4、软件设计 (36)4.1可编程控制器软件设计原理 (36)4.1.1可编程序控制器的工作原理 (36)4.1.2 扫描周期 (37)4.2 PLC的选型 (38)4.2.1 输入输出（I/O）点数的估算 (38)4.2.2 存储器容量的估算 (38)4.2.3 控制功能的选择 (38)4.2.4 机型的选择 (40)4.3FX可编程序控制器简介 (42)2N4.4PLC控制程序设计 (42)4.4.1 PLC控制系统的设计基本原则 (42)4.4.2 PLC编程步骤 (42)4.4.3 PLC提供的编程语言 (42)4.5.1启动停止控制环节 (45)4.5.2 PLC实用驱动电源控制环节 (45)结论 (50)致谢 (51)参考文献 (52)附录 (53)1、绪论1.1技术概述在电气时代的今天，电动机一直在现代化的生产和生活中起着十分重要的作用。

毕业设计(论文)-步进电机的驱动及控制

（学校名称）毕业设计（论文）( *****届 )题目：步进电机的驱动及控制系别********分院专业班级*****班学生姓名* * *学号导师姓名成绩年月日目录摘要 (2)一、引言 (3)（一）论文的研究意义 (2)（二）论文的主要内容 (2)（三）设计要求 (2)（四）设计目的 (2)二、步进电机介绍 (4)（一）种类 (4)（二）工作原理 (4)（三）驱动方法 (5)1、单电压功率驱动接口 (5)2、双电压功率驱动接口 (6)3、高低压功率驱动接口 (6)4、斩波恒流功率驱动接口 (7)5、升频升压功率驱动接口 (7)6、集成功率驱动接口 (7)（四）步进电机优缺点 (9)三、步进电机的速度控制 (9)（一）工作原理 (9)（二）硬件原理框图 (9)（三）硬件原理图（见附录一） (10)（四）硬件原理介绍 (10)四、软件设计流程和描述 (12)（一）主程序流程图 (12)（二）延时程序流程图 (14)（三）源程序代码（见附录二） (14)五、总结 (15)附录 (17)参考文献 (23)致谢 (24)步进电机的驱动及控制***** ********班姓名指导教师：****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。

关键词:电机脉冲频率脉冲频率一、引言步进电机是一种将脉冲信号转化为机械角位移或者线位移的控制电机, 它能够在不涉及复杂反馈环路的情况下实现良好的定位精度，并由于具有价格低廉、易于控制、无积累误差等优点,在民用、工业用的经济型数控定位系统中获得了广泛的应用,具有较高的实用价值。

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。

毕业论文-基于ARM7的步进电机控制系统设计与实现

武汉理工大学毕业设计（论文）基于ARM7的步进电机控制系统设计与实现目录目录 (I)摘要 (I)Abstract ............................................................................................................................................. I I 1 绪论.. (1)1.1课题研究的背景及目的、意义 (1)1.2国内外研究现状 (3)1.3本文的主要研究内容及组织结构 (4)1.3.1 主要研究内容 (4)1.3.2 组织结构 (4)2 步进电机控制系统简介 (5)2.1步进电机简介 (5)2.2步进电机的分类 (6)2.3四相反应式步进电机工作原理 (6)2.4步进电机控制系统 (7)2.5系统特点 (10)2.6系统功能 (10)3 系统硬件设计 (11)3.1 LPC2103简介 (11)3.2振荡电路 (15)3.3外围电路设计 (15)3.3.1驱动电路 (15)3.2.2显示电路设计 (22)3.2.3中断按键电路 (24)3.4硬件总体实现 (28)4 系统软件设计 (29)4.1系统软件主流程 (29)4.2 系统初始化流程 (30)4.3 系统待机运行流程 (31)5 系统的仿真与调试 (31)5.1 仿真调试平台简介 (32)5.2 平台使用步骤与方法 (33)5.3效果图展示 (38)6 总结与展望 (40)6.1总结 (40)6.2展望 (41)参考文献 (43)附录 (44)摘要步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的机电元件，具有易于开环控制、无积累误差等优点，在众多领域获得了广泛的应用。

但传统的步进电机控制方法采用单片机控制系统，由于单片机的系统资源、运算速度和存储空间的限制，使每个单片机控制的步进电机的数量较少，而有时往往需要很多步进电机。

步进电机控制系统设计 (毕业设计论文)

附一：封面**********学院毕业设计（论文）题目：步进电机控制系统设计专业：班级：姓名：学号：指导教师：2055 年 5 月 5 日附二：成绩评议表*************学院毕业设计（论文）成绩评议专业班级姓名学号题目步进电机控制系统设计指导教师评阅成绩评定：指导教师：年月日评阅教师意见评阅教师：年月日答辩小组意见答辩小组负责人：年月日中文摘要1、步进电机概述列出了步进电机的特点、技术参数和分类，并阐述了详细调速原理。

2、方案的论证确定了步进电机的控制方法、驱动方式、驱动电路以及基本方案。

3、硬件电路的设计对单片机、步进电机、驱动电路、显示电路与键盘、反馈电路进行了选择，并设计了电源电路、抗干扰及看门狗电路。

4、软件的设计对显示子程序、键盘子程序、驱动程序流程进行了设计，并绘制了正反转程序流程图。

5、总结关键词：步进电机　单片机　调速系统目录前言-----------------------------------------------05第一章步进电机概述---------------------------------061.1 步进电机的特点-----------------------------061.2 步进电机的技术参数-------------------------071.2.1步进电机的基本参数---------------------071.2.2步进电机动态指标及术语-----------------081.3步进电机的分类------------------------------101.4步进电机详细调速原理------------------------12第二章方案的论证-----------------------------------142.1控制方式的确定------------------------------142.2驱动方式的确定------------------------------162.3驱动电路的选择------------------------------172.4基本方案的确定------------------------------18第三章硬件电路的设计-------------------------------203.1单片机的选择--------------------------------203.1.1单片机的选择---------------------------203.1.2主要特性-------------------------------223.2步进电机的选择------------------------------233.2.1三相单三拍通电方式---------------------243.2.2三相双三拍通电方式---------------------253.3驱动电路的选择------------------------------293.4显示电路与键盘的选择------------------------313.5反馈电路的选择------------------------------34第四章软件的设计-----------------------------------374.1显示子程序的设计----------------------------374.2键盘子程序的设计----------------------------374.3驱动程序流程的设计--------------------------384.4正反转程序流程图----------------------------394.4.1正反转程序流程图----------------------394.4.2转速快慢程序流程图--------------------404.4.3定时中断流程图------------------------41五总结-------------------------------------------42前言第一章步进电机概述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。

PLC的步进电机控制系统毕业设计

摘要:设计一种基于PLC的步进电机控制系统, 通过微型变速箱将步进电机角位移转化为直线位移, 进而带动直线伸缩机构运行。

该系统结构简单、性能稳定、经济价值和使用效果突出, 能够满足毫米级精确位移的使用需求。

关键词: PLC; 步进电机; 驱动器; 脉冲；方向。

Abstract: A kind of stepmo tor contro l system is designed based on PLC, which translates the angu lardisplacement of the stepmo tor to linear d isplacement bym in igearbox, and consequent ly drives the linear flex iblefram ework. The system canmeet the requ irement ofm illimeter level and has the character istics o f simple configuration, steadyperformance, good f inanc ial va lue and feasib ility.Key words: PLC; step motor; drive; Pulse; direction。

目录第1章绪论 (1)设计背景 (1)系统设计的任务 (3)本章小结 (3)第2章步进电机及PLC简介 (4)步进电机简介 (4)PLC的发展概述 (8)PLC技术在步进电机控制中的应用 (8)本章小结 (10)第3章PLC控制步进电机工作方式的选择 (11)常见的步进电机的工作方式 (11)步进电机控制原理 (12)PLC控制步进电机的方法 (12)PLC控制步进电机的设计思路 (13)本章小结 (15)第4章FX2N控制步进电机硬件设计 (16)三菱FX2nPLC的介绍 (16)步进电机的选择 (18)步进电机驱动电路设计 (20)PLC驱动步进电机 (21)步进电机驱动器的使用说明 (22)I/O接线图 (24)本章小结 (25)第5章控制系统的程序设计 (26)本设计相关指令介绍 (26)结论 (31)参考文献 (32)致谢 (33)附录 (34)第1章绪论设计背景步进电动机已成为除直流电动机和交流电动机以外的第三类电动机，传统电动机作为机电能量转换装置，在人类的生产和生活进入电气化过程中起着关键的作用。

安工步进电机控制系统毕业论文概要

ANYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 专科毕业论文步进电机控制系统Stepping motor control system系(院名称:专业班级:学生姓名:指导教师姓名:指导教师职称:2013年5月毕业设计(论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文,是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得安阳工学院及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解安阳工学院关于收集、保存、使用毕业设计(论文的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名:日期:目录中文摘要、关键词 (1英文摘要、关键词 (2引言 (3第一章步进电机概述 (41.1步进电动机的特点 (41.2步进电机控制系统 (4第二章方案的论证 (52.1 步进电机的选择 (52.2 单片机的选择 (52.3 步进电机驱动电路的设计 (52.4 数码管显示电路的设计 (6第三章硬件电路设计 (83.1 硬件设计思路 (83.2总体设计框图 (83.3单片机系统 (93.3.1 单片机概述 (93.3.2 AT89S52单片机 (103.4 步进电机 (153.4.1 步进电机概述 (153.4.2 步进电机的特性 (163.4.3 步进电机的种类 (163.4.4 永磁步进电机的控制 (17 3.4.5 与直流电机的比较 (193.5 外围电路设计及分析 (213.5.1 键盘控制电路 (213.5.2步进电机驱动电路 (233.5.3 LED数码显示电路 (243.6 步进电机控制系统电路图 (26 3.7 步进电机控制系统实物图 (27第四章软件设计 (284.1 程序设计思路 (284.2程序流程图 (284.2.1 主程序流程图 (284.2.2 读键盘子程序流程图 (294.2.3 键盘处理子程序流程图 (304.2.4 电机控制中断程序流程图 (304.2.5 数码显示中断程序流程图 (31第五章调试与改进 (335.1 调试与改进 (335.2 运行结果 (34结论 (35致谢 (36参考文献 (37附录1 (38附录2 (39步进电机控制系统摘要:随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,它广泛用于打印机、电动玩具等消费类产品以及数控机床、工业机器人、医疗器械等机电产品中,其在各个国民经济领域都有应用。

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整个系统的电路结构简单，可靠性能高。

实验测试结果满足要求，本文着重介绍了该系统的硬件设计方法及测试结果分析。

关键词：角度传感器，步进电机，STC89C52RCAbstractThe system requirements for the purpose of a design, using 89C52 microcontroller to control the use of angle sensors, tracking the angle of the pendulum to control the angle of the stepper motor turn Maintain the level of wood to achieve the level with the surface features. The whole system simple circuit structure, high reliability. Real Test results meet the requirements, this article focuses on the system hardware design and test results. Keywords: angle sensor, stepper motor, STC89C52RC目录Abstract (2)目录 (3)第一章前言 (4)第二章方案设计与论证 (5)一、实现方法与框架 (5)（一）实现方法 (5)（二）系统设计框架 (5)二、控制器模块 (5)三、角度检测模块 (6)四、角度调整模块 (6)五、电源模块 (7)第三章电路硬件设计 (8)一、步进电机驱动系统 (8)（一）L297与单片机接口图 (8)（二）步进电机驱动电路 (8)二、角度传感器 (9)三、AD 转换系统 (9)四、硬件支架图 (10)五、单片机最小系统 (11)（一）单片机主模块 (11)（二）通讯模块 (13)六、其他元器件简介 (13)（一）L297的工作原理介绍 (13)（二）L298N引脚图 (15)（三）L297/L298组合应用实例 (16)（四）ADC8032资料 (16)第四章软件设计 (17)一、软件设计说明 (17)二、任务流程图和模块框图 (19)第五章系统功能和调试 (20)一、测试方法与仪器 (20)（一）测试仪器 (20)（二）测量方法 (20)二、系统功能 (20)第六章总结 (21)致 (22)参考文献 (23)附录A 程序清单 (24)第一章前言步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移的控制电机。

目前，数字技术、计算机技术和永磁材料的迅速发展，推动了步进电机的发展。

由于步进电机具有快速启动、精确步进和定位等特点，因而在数控机床，绘图仪，打印机以及光学仪器中得到广泛的应用。

第二章方案设计与论证一、实现方法与框架（一）实现方法本题要求做一个单摆，摆杆不得受重力以外的任何外力控制，在单摆被给任意角度后，做自由摆动，期间，单摆下部的平板时刻保持与水平面平衡。

我们利用步进电机与角度传感器来保持下部的平板始终保持与水平面齐平，从而达到各项功能。

（二）系统设计框架本设计的目的是实现单片机能能控制步进电机的起/停、转向、加/减速和位置控制。

在熟悉好各芯片的性能特点后，接下来就是分配好各芯片的控制任务。

单片机主要完成脉冲的分配，使步进电机按照设定的方式运转，通过程序设定，从单片机的I/O口输出一系列有规律的脉冲信号；由于直接输出的脉冲信号驱动功率有限，很难直接驱动步进电机运转，所以必须经过驱动器进行脉冲放大，本设计采用的L297与L298N芯片能解决这个问题，它可以驱动两个二相电机，也可以驱动一个四相电机。

利用单片机程序分配好控制字的存储单元，以及相应的存地址赋值，使单片机能控制步进电机的起停、换向顺序、速度和位置变化。

二、控制器模块方案一：采用ATMEL 公司的STC89C52RC。

52单片机价格便宜，应用广泛，但是功能单一，如果系统需要增加语音播报功能，还需外接语音芯片，实现较为复杂；另外52 单片机需要仿真器来实现软硬件调试。

方案二：采用8位ST62T系列，ST6系列一直以来都是面向简单强劲的成本敏感型应用的安全并受到广泛欢迎的选择，其中包括家庭应用、数字消费类设备和电机控制。

ST6器件采用16引脚到28引脚封装，部集成了1到4KB的OTP（一次性可编程）或ROM存储器。

根据本题的要求，我们选择第一种方案三、角度检测模块角度检测模块在这个系统中起到了绝对重要的作用，由于单摆的过程中角度的变化以及变化的速度都是不同的，为了让步进电机跟随单摆而不停的改变平板的角度实现平板与水平面齐平。

我们归类了以下几个方案：方案一：采用中西远大科技生产的GC03-SP2000，机械角度：360°线性度±0.5%，±0.2%。

额定功率2W（70°C）。

最高工作电压30V方案二：采用中西泰技术服务所产GC03-WDS36-A-90d 。

输出信号4-20 mA （另有0-5V/0-10V输出可选），工作电压12-24V DC，线性度±0.5% （±0.2%，±0.1%高精度需说明），额定功率2W（70°C），温度系数<400ppm/°C，绝缘电压750V，电气角度90°【30，60，90，180，300，345°（标准）可选】。

方案三：采用自己制作的由一个47KΩ的电位器加一个电压跟随器，型号OP177和ADC0832组合单摆的轴承，通过电压的改变来确定单摆摆过平衡位置的角度。

在满足设计要求的前提下，考虑到接口、安装方便等因素,我们选择了方案三。

四、角度调整模块方案一：选用步进电动机调整倾斜角度，使平台平衡，步进电机步距角一般为3.6°、1.8°，在低速时易出现低频振动现象。

振动频率与负载情况和驱动器性能有关，一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。

步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。

当步进电机工作在低速时，一般还应采用阻尼技术来克服低频振动现象。

步进电机的输出力矩随转速升高而下降，且在较高转速时会急剧下降。

步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲的现象。

运用步进电机，需要与伸缩杆连用，步进电机控制伸缩杆伸缩来达到调整角度的目的。

方案二：选用偏心轮带动桌面从而来调整倾斜角度当单片机把桌面倾斜的信息传给偏心轮，偏心轮带动桌面做回转运动，以此来调整角度。

但偏心轮的缺点是不善于传递动力。

方案三：选用金属齿轮微型舵机调整桌面的倾斜舵机具有以下一些特点：1) 体积紧凑，便于安装；2) 输出力矩大，稳定性好；3) 控制简单，便于和数字系统接口，用单片机来控制。

舵机的控制信号是一个脉宽调制信号，因为在脉冲信号的输出可以用定时器的溢出中断函数来处理，时间很短，因此在精度要求不高的场合可以忽略。

通过编程就可以让舵机从-90度变化到+90度。

题目中对于角度精度的要<3°。

倾斜度在20°围之。

所以金属微型舵机完全能够满足题目要求。

舵机的速度决定于给予它的信号脉宽的变化速度。

将脉宽变化值线性到要求的时间，一点一点的增加脉宽值，就可以控制舵机的速度。

因此，我们选择方案三。

五、电源模块方案一：铅酸电池供电，优点电流大，缺点重量太沉。

方案二：电池组供电，可提供800mAh电流，重量很轻。

经比较，我们选择方案二，用两组9V电池组串联给步进电机供电，其中一组经LM6210转换后给控制器、传感器等模块使用。

第三章电路硬件设计一、步进电机驱动系统（一）L297与单片机接口图（二）步进电机驱动电路L297加驱动器组成的步进电机控制电路具有以下优点：使用元件少，组件的损耗低，可靠性高体积小，软件开发简单，并且计算机(或单片机)硬件费用大大减少。

L297与L298配合使用控制双极步进电机工作电流可达2.5A；如与L293E配套使用，步进电机绕组电流。

下图为L297和L298组成的控制驱动器的线路图。

L297的特性是只需要时钟、方向和模式输入信号。

相位是由部产生的，因此可减轻计算机(或单片机)和程序设计的负担。

L298芯片是一种高压、大电流双H桥式驱动器。

系统的总电路设计如下图所示，此电路由STC89C51、L297、L298N、4相4拍步进电机器以及相关的电路组成。

利用单片机的并行I/O口的部分引脚（P0.0~P0.6）连接驱动芯片，各个端口直接与驱动芯片L297直接相连，L297与L298N共用一个+5V的电源，输出+36V的步进电机驱动电压；L298N的2、3、13、14四个输出引脚直接与四相四拍的步进电机相连。

二、角度传感器采用自己制作的由一个47KΩ的电位器加一个电压跟随器（型号OP177）和ADC0832组合单摆的轴承，通过电压的改变来确定单摆摆过平衡位置的角度。

三、AD 转换系统ADC0832 与单片机的接口电路：正常情况下ADC0832 与单片机的接口应为4条数据线，分别是CS、CLK、DO、DI。

但由于DO端与DI端在通信时并未同时使用并与单片机的接口是双向的，所以在I/O口资源紧时可以将DO和DI并联在一根数据线上使用。

当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK 和DO/DI 的电平可任意。

当要进行A/D 转换时，须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。

此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟（CLK）输入端输入时钟脉冲，DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。

在第一个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平，表示启始信号。

在第二、三个脉冲下沉之前DI端应输入两位数据用于选择通道功能。

四、硬件支架图设计并制作一个自由摆上的平板控制系统，其结构下图所示。

摆杆的一端通过转轴固定在一支架上，另一端固定安装一台电机，平板固定在电机转轴上；当摆杆摆动时，驱动电机可以控制平板转动。