基于单片机的步进电机加减速的控制方法_李世忠
基于AT89C51单片机的步进电机控制
基于AT89C51单片机的步进电机控制基于AT89C51单片机的步进电机控制摘要：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。
步进电机是一种能将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件，步进电机控制系统主要由步进控制器,功率放大器及步进电机等组成。
采用单片机控制,用软件代替上述步进控制器,使得线路简单,成本低,可靠性大大增加。
软件编程可灵活产生不同类型步进电机励磁序列来控制各种步进电机的运行方式。
本设计是采用AT89C51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。
实践证明，基于单片机控制的步进电机比传统的步进控制器具有更好的性能，更加简单、方便、可靠。
本设计的主要研究对象就是开环伺服系统中最常用的执行器件——步进电机。
关键词：步进电机，单片机，正反转控制，键盘目录摘要 (1)第一章绪论 (2)1.1 步进电机及其发展 (2)1.2 步进电机在我国的发展应用及前景 (2)1.3 设计研究内容 (3)第二章控制系统硬件分析与设计 (4)2.1 步进电机 (4)2.2 单片机的选择 (6)2.3 步进电机控制系统的组成 (7)第三章控制系统软件分析与设计 (14)3.1 程序流程图 (14)3.2 读键盘子程序流程图 (15)3.3 键盘处理子程序流程图 (15)3.4 电机控制中断程序流程图 (16)第四章调试与改进 (18)4.1 调试与改进 (18)4.2 运行结果 (18)第五章总结 (19)致谢 (20)参考文献 (21)附录 (22)附录一源程序清单 (22)附录二控制原理图 (27)第一章绪论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。
基于单片机步进电机速度控制研究
基于单片机步进电机速度控制研究基于单片机步进电机速度控制研究步进电机是一种非常常见的电机类型，它在很多领域都有广泛的应用。
与传统的直流电机比较，步进电机具有很多优势，比如精度高、摩擦小、噪音小等。
但是为了更好地发挥步进电机的优势，需要对其进行精细的控制，包括速度的控制。
因此，基于单片机的步进电机速度控制研究非常重要，本文将对此进行深入探讨。
一、步进电机的原理和特点步进电机是一种能够将电脉冲转换成机械旋转的电动机。
它的核心是转子和定子之间的电磁相互作用，通过不同的脉冲信号控制电机的转动速度和方向。
步进电机的特点主要有以下几个方面：1. 精度高：步进电机的步进角度可以达到很小，因此可以实现精细的运动控制。
2. 摩擦小：步进电机与传统的直流电机相比，其内部的摩擦力要小很多，因此可以实现更加平稳的运动。
3. 噪音小：步进电机的电机转子比较轻，摩擦力较小，因此转动时噪音较小。
二、步进电机的速度控制步进电机的速度控制是一种基于脉冲信号的控制方式，根据输入的脉冲信号来控制电机的转动速度。
这种控制方式可以实现精确的速度控制，并且可以改变电机的运动方向。
步进电机的速度控制可以分为定速控制和变速控制。
定速控制是通过固定的脉冲频率来控制电机的速度，而变速控制则是通过改变脉冲频率来实现速度的变化。
三、基于单片机的步进电机速度控制基于单片机的步进电机速度控制是一种常见的控制方式。
它通过单片机的计算和控制来实现对电机的脉冲信号控制，可以更加灵活地实现对电机的控制。
常见的单片机包括STC89C52、STM32F103等。
步进电机的速度控制是通过控制脉冲信号的频率来实现的。
因此，为了实现步进电机的速度控制，需要设置一个计时器来定时产生脉冲信号。
计时器可以通过单片机内部的外设或者扩展外部芯片来实现，常用的计时器包括定时器0、定时器1等。
单片机的速度控制还可以实现反馈控制，常见的反馈控制方式包括编码器反馈和霍尔传感器反馈。
通过反馈控制，可以实现对电机速度的更加精准的控制，并且可以消除误差。
基于单片机的步进电机控制
基于单片机的步进电机控制步进电机是一种常用的电动执行元件，在许多领域中都有广泛的应用。
为了实现对步进电机的精确控制，通常使用单片机来实现控制算法。
本文将介绍一个基于单片机的步进电机控制方案，并详细说明其实现过程和步骤。
首先，需要明确步进电机的工作原理。
步进电机通过控制电流的方向和大小来实现精确的旋转控制。
通常，步进电机由若干个驱动器组成，每个驱动器控制一个电机相位。
单片机通过控制驱动器的状态来控制步进电机的旋转。
1.硬件设计和搭建首先，需要根据步进电机的特性选择合适的单片机和驱动器。
单片机的选择应考虑其计算能力、IO口数量和通信接口等因素。
驱动器的选择应考虑其控制精度、最大电流和保护功能等因素。
然后，根据步进电机的型号和参数，设计并搭建电路板。
在电路板上，需要连接单片机、驱动器和步进电机，以及相应的电源和信号线。
2.控制算法设计在单片机中，需要设计控制算法来实现步进电机的精确控制。
常用的控制算法有定位控制、速度控制和加速度控制等。
根据实际需求，选择合适的控制算法，并编程实现。
3.编程实现根据控制算法的设计，使用合适的编程语言（如C语言或汇编语言）编写程序。
程序应包括步进电机的初始化代码、控制算法的实现代码和中断服务程序等。
在程序中，需要通过单片机的IO口控制驱动器，以改变驱动器的状态，从而控制步进电机的旋转方向和速度。
同时，还需要通过测量步进电机的位置和速度来实现闭环控制。
4.调试和优化完成编程后，需要进行调试和优化，以保证步进电机的控制精度和可靠性。
可通过调整控制算法的参数、增加传感器和使用滤波算法等方式来提高步进电机控制的性能。
综上所述，本文介绍了一个基于单片机的步进电机控制方案。
通过硬件设计和搭建、控制算法设计、编程实现和调试优化等步骤，可以实现对步进电机的精确控制。
这种方案在工业自动化、仪器仪表和机器人等领域具有广泛的应用价值。
基于单片机步进电机速度控制研究(最新版)
基于单片机步进电机速度控制研究(最新版)Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production.( 安全管理 )单位：______________________姓名：______________________日期：______________________编号：AQ-SN-0363基于单片机步进电机速度控制研究(最新版)本文对步进机一个全面的介绍，再基于单片机对步进电机的控制。
本文采用硬件控制系统，通过单片机MC9S12XS128与光电编码器对步进电机进行速度的控制。
最后对步进电机的速度曲线进行研究。
步进电机又称为脉冲电动机或者阶跃电动机，作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用于各种自动化控制系统之中，比如当今电子钟表、工业机械手、包装机械和汽车制动元件的测试中等。
步进电机在未来应用前景会往更加小型化、从圆形电动机往方形电动机和四相、五相往三相电动机发展。
而这便需要对步进电机的控制提出了更高的要求。
1.步进电机综合介绍1.1.步进电机分类步进电动机的种类很多，从广义上讲，步进电机的类型分为机械式、电磁式和组合式三大类型。
按结构特点电磁式步进电机可分为反应式(VR)、永磁式(PM)和混合式(HB)三大类；按相数分则可分为单相、两相和多相三种。
目前使用最为广泛的为反应式和混合式步进电机。
1.1.1.反应式步进电机反应式步进电机的转子是由软磁材料制成的，转子中没有绕组。
一般为三相，可实现大扭矩的输出，步进角一般为1.5度。
它的结构简单，成本低，但噪音大。
1.1.2.永磁式步进电机永磁式步进电机的转子是用永磁材料制成，转子本身就是一个磁源。
基于单片机控制的步进电动机调速系统设计
论文题目：基于单片机控制的步进电动机调速系统设计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。
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。
在本设计方案中采用AT89C51型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，实现电机调速与正反转的功能。
关键词：步进电机，单片机，调速系统Abstract:Step-by-step electric motor is the ring opening gating element changing electricity pulse signal into angular displacement or line displacement. Under the situation of must overload, the electric motor rotation rate , discontinuous location depend on pulse signal frequency and pulse number only , make free from being loaded with the effect changing ,but be that being added a pulse signal , the electric motor by electric motor is to have rotated a step spur angle. This gleam of the sexual relationships existence, adds step-by-step electric motor characteristics such as only having the cyclicity error but there being no accumulative error.Feasible simplicity controlling a field using step-by-step electric motor to come to control changeable extraordinary in speed , location etc.Step-by-step electric motor speed regulation general be change import step-by-step electric motor pulse frequency come true step-by-step electric motor speed regulation, because of step-by-step electric motor every be given to a pulse right away rotate one fixed angle, such right away not bad pass under the control of step-by-step electric motor a pulse arrive at next pulse period come to change pulse frequency,Come to control the speed regulation , realizing step-by-step electric motor thereby to come to change the electric motor rotation rate step-by-step angle concretely the deferred length. Frequency adopt the internal timer of AT89C51 type monolithic machine to change CP pulse in the design plan in realizes the speed regulation controlling , realizing an electric motor and the function that the positive and negative rotates being in progress to step-by-step electric motor rotation rate thereby.Key words:Step-by-step electric motor , monolithic machine , speed regulation system摘要 (1)Abstract: (2)第一章步进电机概述 (4)第一节步进电机的特点 (4)第二节步进电机的工作原理 (4)第三节步进电机的分类 (4)一步进电机分为三大类 (4)二步进电机的内外结构 (5)第四节步进电机详细调速原理 (6)第二章本次设计的基本要求 (6)第三章方案的论证 (6)第一节驱动方式的确定 (6)第二节基本方案的确定 (7)第四章硬件电路的设计 (7)第一节单片机的选择 (7)第二节驱动电路的选择 (8)第五章算法的设计 (11)第一节 PID 控制算法 (11)第六章软件的设计 (16)第一节显示子程序的设计 (16)第二节键盘子程序的设计 (16)第三节驱动程序流程的设计： (18)第四节正反转程序流程图 (19)一正反转程序流程图 (19)二转速快慢程序流程图 (20)三定时中断流程图 (21)第七章实验结果与分析 (22)第一节有关参数的计算与分析 (22)第二节理论与实际的分析 (22)结束语 (24)致谢 (24)参考文献 (25){{第一章步进电机概述第一节步进电机的特点1）一般步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。
基于80C51单片机的步进电动机的加减速控制方案
近十年来, 步进电动机获得了很大的发展, 尤其是随着计算技术、微电子技术和数字 技术的发展, 步进电动机的应用领域日益广阔。步进电机是一种纯粹的数字控制电机，是 将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。步进电动机的输入量是脉冲序列， 输出量则为相应的增量位移或步进运动。正常运动情况下，它每转一周具有固定的步数； 做连续步进运动时，其旋转转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系，不受电压波动和 负载变化的影响。
整个系统采用模块化设计，结构简单，可靠，通过接口可实现各功能设置，操作简单， 易于掌握。该系统可应用于步进电机在机电一体化控制等大多数场合。
实践证明，基于单片机控制的步进电机比传统的步进控制器具有更好的性能，更加简 单、方便、可靠。本设计的主要研究对象就是开环伺服系统中最常用的执行器件——步进 电机。 关键词：步进电机，单片机，正反转控制，加减速控制
This paper applies single-chip AT89C51 as the core, with ULN2003A stepping motor drives, etc, to construct the step-motor controller and the drive for the integration of stepping motor control system. Through the AT89C51 and C language program finish stepping motor operational control mode and realization step-motor in 4 phases of 8 pat work under the way of positive &negative control and deceleration control, make the stepping motor under the control of the electrical impulses can quickly starting, positive &negative, stall and at a wide range of speed regulation.
基于单片机控制的步进电机调速系统的设计51单片机步进电机调速
基于单片机控制的步进电机调速系统的设计51单片机步进电机调速基于单片机控制的步进电机调速系统的设计|51单片机步进电机调速前言步进电机最早是在1920年由英国人所开发。
1950年后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上，这对于数字化的控制变得更为容易。
以后经过不断改良，使得今日步进电机已广泛运用在需要高定位精度、高分解性能、高响应性、信赖性等灵活控制性高的机械系统中。
在生产过程中要求自动化、省人力、效率高的机器中。
步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一, 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，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。
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。
步进电机可以直接用数字信号驱动，使用非常方便。
一般电动机都是连续转动的，而步进电动机则有定位和运转两种基本状态，当有脉冲输入时步进电动机一步一步地转动，每给它一个脉冲信号，它就转过一定的角度。
步进电动机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，因此只要控制输入脉冲的数量、频率及电动机绕组通电的相序，便可获得所需的转角、转速及转动方向。
在没有脉冲输入时，在绕组电源的激励下气隙磁场能使转子保持原有位置处于定位状态。
因此非常适合于单片机控制。
步进电机还具有快速启动、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。
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。
步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差(精度为100%)的特点，广泛应用于各种开环控制。
第一章步进电机概述第一节步进电机的特点一般步进电机的特点有以下三个特点：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。
基于单片机的步进电机加减速的控制方法-课件PPT
化而变化时，在程序设计上可按照工作对象的最高速度 计算参数。每次执行任务时，首先需要确定分档台阶内 的步数，可按816步划分，衡量标准是在不失步
的前提下达到以高的速度且保证较低的运行哚音。3.2定 时常数的确定步进电机加减速离散控制的个很关键问是 定时延时数的确定。由式5可知定时器在每速
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加速时间的要求计算出分档数以及每挡内步数，然后以 递减方式检查，当第档内的步数减为零，此档内的步数 已走完则进入第+鼠继续重复前面的过程，直运行
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到总的分档数为零，加速过程完毕。以上是对加速过程 的处理方法，减速过程与之相。3基于单片机的步进电机 的控制3.1基本原理米用单片机对步进电机进
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运行频率为，1时，由21式可以算出加速时问将加速段均 匀的离散为先山3叫知上邝时间为以则相邻两次速度变化 的时间间隔为收稿日期2004年12月2
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7日能耗辨识与高效传动技札200090202资助，内蒙占科 技马经济各分档内运行的步数化为则加速总步数，为编 写程序时，要根据被控系统对步进电机
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度档的定时周期1为当采用的单片机晶振频率=6肘出且定 时器为16位定时器1时，则有则定时器的重装值用0语言 实现如下TH=x256以上定时时间是
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按照单片机定时器中断次发个脉冲计算的，如果是按照 定时器中断两次发个完整脉冲计算，则定时时间应为式8 的半。4实验4.1硬件线路叫进行控制使用2
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产成本；特别在频繁限电由于电力紧张的情况下，造成 电解工艺参数波动很大，严重影响了电解生产的常运行； 如作坏境益度的升高，对操作工人的身体健康产
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生了定的危害。2纳米复合材料的优点鉴于以上情况，为 了节能降耗提高劳动生产率，必须选择种新型保温材料 作为现有产品的替代品。通过对多种绝热材料的
基于单片机的步进电机控制设计毕业论文
基于单片机的步进电机控制设计毕业论文摘要：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，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，广泛应用在各种自动化控制系统。
本设计以AT89C51单片机为核心，对步进电机进行控制，通过按键实现步进电机正转、反转、加速、减速，并使用LED显示电机速度。
经过PROTEUS仿真和硬件焊接，结果表明，系统实现了要求。
该电路简单，可靠性强，运行稳定。
关键词：AT89C51；ULN2003；LED；步进电机单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。
采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。
例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。
同时用单片机还可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。
例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。
目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。
综合所述，单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面。
另一方面，单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。
从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。
这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命[2]。
步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，随着工业自动化的发展，步进电机的应用也越来越广泛，广泛应用在各种自动化控制系统中。
步进电机是一种用于开环控制的驱动元件。
它是用电脉冲信号进行控制，将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的微电动机。
基于单片机的步进电机加减速的控制方法
基于单片机的步进电机加减速的控制方法
余建国
【期刊名称】《农业网络信息》
【年(卷),期】2006(000)005
【摘要】根据步进电机驱动负载对加减速响应的高速要求,本文提出了一种基于单片机的步进电机加减速离散控制方法,经实验验证该方法可以解决步进电机快速加减速控制中常见的失步、堵转、噪声等问题.
【总页数】3页(P123-125)
【作者】余建国
【作者单位】衡水市科技局,微机中心,河北,衡水,053000
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
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因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于SPMC75F2413A单片机的步进电机加减速控制
关 键 词 ： Ｐ ７ Ｆ ４ ３ 单 片 机 ；步进 电 机 ： Ｓ ＭＣ ５ ２ １ Ａ Ｓ曲 线 ： 减 速 加
中 图 分 类 号 ：Ｔ ２ ３ Ｐ ７ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ６ ４ ６ ３ ２ ０）４— ０ ３ ０ １ ７ — ２ ６（０１ ０ ０ １ — ２
Ｓ ＭＣ ５ ２ ３ Ｐ ７ Ｆ ４１ Ａ ＭＣＵ ａ ｈ ｏ ｔ ｌ ｒ Ｔ ｅ ｓ ｅ ｉ ｌ ｕ ｐ ｓ ｃｕ ｔ ｎ ｃ ｉ Ｌ ０ ２ ｏ ｏ ｓｅ ｐ ｎ ｔ ｒｐ ｏ ｕ ｅ ｙ ｓ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ． ｈ ｐ ｃａ— ｒ ｏ ｅ ａ ｔ ａｉ ｈ ｐ Ｓ Ａ７ ｏｅ ｐ ｏ ４ Ｍ ｆｔ ｔ ｐ ｉ ｇ ｍｏ ｏ ｒ ｄ ｃ ｄ ｂ ｗ
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李景 涛 ． 英 韩
（ 北 大 学 光 电厂 ， 中 山西 太 原 ０ ０ ５ ） ３ ０ １ 摘 要 ：提 出 一 种 基 于 凌 阳 单 片 机 的 步 进 电机 加 减 速 的 控 制 方 法 。 采 用 凌 阳 科 技 推 出 的 ｌ ６位 结 构 工 控 单 片 机 Ｓ ＭＣ ５ ２ １ Ａ 为控 制 器 ， 由 Ａ ｌｇｏ 司 生 产 的 两相 步进 电机 专 用 驱 动 器件 Ｓ Ａ ０ ２ 构 成 步进 电 机 的 驱 动 电路 ． Ｐ ７Ｆ４３ ｌ ｒ公 ｅ Ｌ ７４ Ｍ
51单片机实现三相六拍的步进电机控制（正反转、加减速、挡位显示）
51单片机实现三相六拍的步进电机控制（正反转、加减速、挡位显示）自己写的，不规范还望包含，keil和protues文件单片机源程序如下:1.#include <reg52.h>2.3.#define uchar unsigned char4.#define uint unsigned int5.uint speed = 100; //初始转速6.uint max = 200; //最慢转速7.uint min = 20; //最快转速8.9.sbit swich = P2^0; //总开关10.sbit dir = P2^1; //电机旋转方向11.sbit le1=P2^6;12.sbit le2=P2^7;13.sbit speedadd=P3^2;14.sbit speedsub=P3^3;15.16.unsigned char uca_MotorStep[]={0x01,0x03,0x02,0x06, 0x04,0x0C,0x08,0x09}; //励磁电流数组。
17.18.19.uchar leddata[]={20.21.0x3F, //"0"22.0x06, //"1"23.0x5B, //"2"24.0x4F, //"3"25.0x66, //"4"26.0x6D, //"5"27.0x7D, //"6"28.0x07, //"7"29.0x7F, //"8"30.0x6F, //"9"31.0x40, //"-"32.0x00, //熄灭33.};34.35.36.void delay1ms(void) //误差 0us37.{38.unsigned char a,b,c;39.for(c=1;c>0;c--)40.for(b=142;b>0;b--)41.for(a=2;a>0;a--);42.}43.44.void delay(uint x ) //多功能毫秒延时45.{46.uint i;47.for(i=0;i<x;i++)48.{49.delay1ms();50.}51.}52.53.54.55.void display(void)56.{57.if(swich==1)58.{59.P0= leddata[11];60.delay(1);61.le2=1;62.le1=1;63.delay(1);64.le2=0;65.le1=0;66.67.}68.else69.{70.if(dir==1)71.{72.P0= leddata[11];73.delay(1);74.le2=1;75.delay(1);76.le2=0;77.}78.else79.{80.P0 =leddata[10];81.delay(1);82.le2=1;83.delay(1);84.le2=0;85.}86.87.P0=leddata[9-(speed-20)/20];88.delay(30);89.le1=1;90.delay(5);91.le1=0;92.93.}94.}95.96.97.void Init_INT0()98.{99.EX0=1; //开启外部中断 0100.IT0=1; //设置成低电平触发，1为下降沿触发101.EX1=1; //开启外部中断 1102.IT1=1; //设置成低电平触发，1为下降沿触发103.EA=1; //开启总中断104.}105.106.void Interrupt0_handler() interrupt 0107.{108.EA=0; //首先关闭总中断，以消除按键出现的抖动所产生的干扰109.delay(20); //同样是为了消除抖动而产生新的中断110.if(speed>min)111.{speed=speed-20;} //限制最快转速112.else113.{speed=min;}114.while(speedadd==0);115.EA=1; //恢复中断116.}117.118.119.void Interrupt1_handler() interrupt 2120.{121.EA=0; //首先关闭总中断，以消除按键出现的抖动所产生的干扰122.delay(20); //同样是为了消除抖动而产生新的中断123.if(speed<max)124.{speed=speed+20;}125.else126.{speed=max;} //限制最慢转速127.while(speedsub==0);128.EA=1; //恢复中断130.131.void main()132.{133.int i; //初始化134.dir=1;135.le1=0;136.le2=0;137.138.139.start:140.if(swich==0)141.{Init_INT0();} //总开关开启，初始化中断，开始转动142.else143.{display(); goto start; }144.145.146.if(dir==1)147.seq:148.{149.while(1)150.{151.display();152.for (i=0; i<8; i++)153.{154.P1 = uca_MotorStep[i]; //取数据155.delay(speed); //调节转速156.}157.if(dir==0) //是否换向159.delay(5); // 换向延时160.goto oppo; //换向161.}162.if(swich==1) //总开关运行中关闭163.goto start; //等待开启164.165.}166.167.}168.else169.oppo:。
基于单片机步进电机速度控制
步进电机控制的历史与发展
历史
步进电机最初是由美国发明家哈罗德·斯普拉里在20世纪初发明的，当时主要 用于调节收音机的音量。随着技术的发展，步进电机逐渐应用于各种工业领 域。
发展
随着计算机技术和数字控制技术的不断发展，步进电机的控制精度和性能得 到了显著提升。单片机作为一种常见的控制芯片，被广泛应用于步进电机的 速度控制。
控制算法
控制算法是用来控制步进 电机旋转的程序，它通常 由定时器、计数器等组成 。
程序设计
程序设计是用来实现控制 算法的程序，它通常由C 语言、汇编语言等编写。
控制程序实现
通过将控制算法和程序设 计结合起来，可以实现步 进电机的速度控制和位置 控制。
03
硬件设计
单片机选型
总结词
选择低功耗、高性能的单片机
输入输出接口设计
总结词
设计简单可靠的输入输出接口
详细描述
在输入输出接口设计时，需要选择合适的接口类型和规格，同时需要考虑接口的耐用性和可维护性。 对于输入接口的设计，可以选择光耦隔离或继电器隔离等方式；对于输出接口的设计，可以选择PWM 或SSR等方式。
04
软件设计
控制程序流程设计
初始化程序
设置单片机和步进电机的参数，包括输入 输出端口、电机型号等。
VS
模糊控制算法
根据电机的实际运行状态和环境参数，对 PID控制算法进行优化，提高控制的稳定 性和适应性。
单片机与上位机通信
Modbus协议通信
采用Modbus协议实现单片机与上位机之 间的通信，上位机发送速度控制信号和电 机状态信息，单片机接收并处理。
串口通信
基于AT89C5单片机的步进电机控制系统设计
毕业设计摘要步进电机是数字控制系统中的一种执行元件，它能按照控制脉冲的要求，迅速起动，制动，正反转和调速。
具有步距角精度高，停止时能自锁等特点，因此步进电机在自动控制系统中，特别是在开环的控制系统中得到了日益广泛的应用。
本文以单片机和环形脉冲分配器为核心设计的步进电机控制系统，通过软硬件的设计调试，实现步进电机能根据设定的参数进行自动加减速控制，使控制系统以最短的时间到达控制终点，而又不发生失步的现象；同时它能准确地控制步进电机的正反转，启动和停止。
硬件是以AT89C51单片机为核心的控制电路，主要包括：环形脉冲分配器、键盘显示电路、步进电机的驱动电路等。
软件部分采用C语言编程，主要包括键盘显示程序、步进电机的调速程序、停止判断程序等。
关键词：步进电机控制系统；调速；单片机AbstractStepping motor is a kind of digital control system components. It can achieve quick start-up, positive inversion, stopping and speed control, according to the control pulse. It has high precision step angle, and can be self-locking when it keeps still. As these characteristics, stepping motor in automatic control system, especially in the open loop control system has been widely applied.This article mainly focuses on taking Single-chip Computer and cycle pulse distributor as the core, and designing the stepping motor control system. Through the design of the software and hardware debugging, it realizes controlling the step motor’s accel eration and deceleration automatically, according to parameter setting. Making the system arrive the end point with the shortest time, but not occur outing of step. Besides it can accurately achieve start-up, positive inversion and shutdown. Hardware takes AT89C51 as the core of control circuit, mainly including: cycle pulse distributor, keyboard and display circuit, stepping motor driving circuit, etc. Software part adopts the C language programming, mainly including keyboard and display program, stepping motor speed control program, stop judging program, etc.Key words: Stepping motor control system; speed control; Single-chip Compute目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (I)第一章引言 (1)1.1 课题提出的背景和研究意义 (1)1.2 课题的主要研究内容 (2)1.3 本章小结 (2)第二章步进电机控制系统设计 (3)2.1 步进电机的原理 (3)2.1.1 三相单三拍通电方式 (3)2.1.2 三相双三拍通电方式 (5)2.1.3 三相六拍通电方式 (6)2.2 环形脉冲分配器 (8)2.3 续流电路 (12)2.3.1 二极管续流 (13)2.3.2 二极管—电阻续流 (14)2.4 步进电机驱动电路 (15)2.5 步进电机的变速控制 (17)2.5.1 变速控制的方法 (20)2.6 步进电机在自动生产线中的应用 (20)2.7 本章小结 (22)第三章控制系统硬件设计 (23)3.1 硬件系统设计原则 (23)3.2 控制系统组成 (24)3.3 主要元件的选择 (24)3.3.1 单片机的选择 (24)3.3.2 EPROM的选择 (25)3.3.3 可逆计数器的选择 (27)3.4 控制系统接口电路的设计 (28)3.4.1 环形脉冲分配器设计 (28)3.4.2 显示电路设计 (29)3.4.3 外部复位电路设计 (30)3.5 控制系统整体电路设计 (31)3.6 本章小结 (32)第四章控制系统软件设计 (32)4.1 软件系统设计原则 (32)4.2 步进电机控制系统功能设计 (33)4.3 主程序设计 (34)4.3.1 主程序工作过程 (34)4.3.2 主程序工作流程图 (35)4.3.3 定时器T0中断程序流程图 (35)4.4 Proteus仿真 (38)4.5 显示程序设计 (40)4.6 键盘程序设计 (41)4.7 调速程序设计 (42)4.7.1 20BY步进电机参数 (42)4.7.2 步进电机转速与频率的关系 (42)4.8 本章小结 (44)第五章结束语 (44)参考文献 (45)第一章引言1.1 课题提出的背景和研究意义由于步进电机不需要位置传感器或速度传感器就可以实现定位，即使在开环状态下它的控制效果也是令人非常满意的，这有利于装置或设备的小型化和低成本，因此步进电机在计算机外围设备、数控机床和自动化生产线等领域中都得到了广泛的应用。
基于单片机控制的步进电机调速系统的设计-毕业论文-精品
基于单片机控制的步进电机调速系统的设计-毕业论文-精品2020-12-12学生姓名学号所在学院自动化与电气工程学院专业自动化课题基于单片机控制的步进电机调速系统的设计指导老师【关键字】方案、目录、情况、道路、方法、动力、进展、成就、空间、领域、模式、监测、运行、传统、难点、系统、有效、大力、继续、整体、现代、合理、良好、文明、健康、配合、执行、保持、统一、发展、发现、掌握、研究、措施、特点、位置、关键、稳定、网络、理想、地位、基础、需要、环境、工程、能力、需求、主导、方式、差距、作用、标准、结构、任务、速度、设置、增强、分析、简化、调节、形成、保护、满足、严格、管理、保证、指导、帮助、支持、教育、解决、调整、完善、取决于、方向、改革、实现、提高、改进、衷心、核心、用心基于单片机控制的步进电机调速系统的设计摘要步进电机是一种利用电脉冲进行控制且将电脉冲信号转换成相位移的电机。
每次给步进电机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两个相邻脉冲的时间间隔来改变脉冲的频率，通过延时的长短来控制步进角从而改变电机的转速，这样就实现了步进电机的调速系统。
论文主要研究内容如下：(1)本次研究的单片机型号是基于STC89C52的，认真的分析STC89C52的各个参数和引脚功能，在熟悉STC89C52单片机及其外围电路的基础上，选择常见且价格合理的外围硬件，使用protel99 se绘制各模块电路图以及系统整体电路图，利用洞洞板焊接基于单片机的实物。
(2)根据硬件电路绘制子模块的程序流程图，使用Keil uVision4编写程序实现各个软件模块，完成软件设计。
软件设计的主要难点是步进电机的正反转和速度的调节，其中步进电机的速度以软件延时的时间长短来调节。
程序编写完后使用Keil uVision4调试，直至没有错误，最后烧入单片机，检查其各个功能运行的实际效果，反复改写并调试程序直至满足既定的效果。
基于SPMC75F2413A单片机的步进电机加减速控制
基于SPMC75F2413A单片机的步进电机加减速控制(脉冲)是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构，是数字控制的一种执行元件，其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。
步进电机具有转矩大、惯性小、响应频率高等优点，因此具有眨眼启动与急速停止的优越特性。
步进电机在各种应用场合下最大的优势是：可以开环方式控制而无需反馈就能对位置和速度举行控制，但也正是由于负载位置对控制没有反馈，步进电机就必需正确响应每次励磁变幻。
假如励磁频率挑选不当，电机不能够移到新的位置，那么实际的负载位置相对控制器所期盼的位置浮现永远误差，即发生失步现象或过冲现象。
因此步进电机开环控制系统中，如何防止失步和过冲是开环控制系统能否正常运行的关键。
本设计用法SPMC75F2413A作为该系统设计的控制器。
SPMC75F2413A是μ’nSPTM系列产品的一个新成员，是凌阳科技新推出的一个16位结构的微控制器。
本设计中由SPMC75F2413产生脉冲信号，驱动电路用法由Allergo公司生产的两相步进电机专用驱动器SLA7042M构成步进电机的驱动电路，执行机构是两相混合式步进电机。
1 步进电机加减速控制原理S曲线加减速将传统的3段加减速过程变为7段加减速过程，形成S 字形，1所示。
加速段由加加速度段(T1)、匀加速度段(T2)、减加速度段(T3)组成；减速段由加减速度段(T5)、匀减速度段(T6)、减减速度段(T7)组成；而匀速段为(T4)。
在步进电机的控制系统中，给一个电脉冲信号，步进电机就转动一个角度或前进一步，如输人为脉冲数N，在规定的时光T内，其频率即为f。
驱动脉冲的频率f随时光t有：式中，fm为步进电机的最高延续频率，τ是打算升速快慢的时光常数，实际工作中可由试验来确定，已知系统达到匀速时的速度和系统达到第1页共3页。
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基于单片机的步进电机加减速的控制方法
李世忠,雷秀
(内蒙古工业大学,内蒙古呼和浩特010062)
摘要:根据步进电机驱动负载对加减速响应的高速要求,本文提出了一种基于单片机的步进电机加减速离散控制方法,经实验验证该方法可以解决步进电机快速加减速控制中常见的失步、堵转、噪声等问题。
关键词:单片机;步进电机;加减速控制;离散
中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1007)6921(2005)07)0122)02
引言
步进电机具有快速启停能力强,精度高,转速容易控制的特点,在工业过程控制及仪表等领域中越来越得到广泛应用。
但是在实际运行过程中,由于启动和停止控制不当,步进电机会出现启动时抖动和停止时过冲现象,影响了控制精度,尤其步进电机工作在频繁启动和停止时,这种现象就更为明显。
因此步进电机的快速启动和停止控制仍是研究的课题之一,作者在完成/全闭式数控功率匹配液压节能技术0课题中,对步进电机的启动、停止控制进行研究,提出了一种基于单片机控制的步进电机加减速离散控制方法。
经多次运行,达到预期目标。
1加减速曲线
步进电机的运行一般要经过加速、匀速、减速三个阶段。
步进电机加减速曲线如图1所示,在图中,纵坐标是频率f,单位为脉冲/秒或步/秒,本质上是速度,横坐标是时间,单位为秒。
步进电机以f0频率启动后,以加速度a加速,至t1时刻后达到最高运行频率f h,然后匀速运行,至t2时刻以加速度-a 减速,在t e时刻电机停转,总的步数为N,在停留t s 秒后重复前面的过程。
其中从静止加速到最高运行频率和从最高运行频率到停止是控制的关键,通常采用匀加速和匀减速控制。
由图1可知加速阶段是个线性加速过程,其中频率和时间的关系可以表示如下:
f=f0+at(1)
式中:f是瞬时速度(频率);f0是启动速度(频率);a是加速段;t
是加速时间。
图1步进电机加减速速度
2加减速过程的离散化处理
若单片机采用定时器中断方式来控制步进电机的速度,则加减速控制实际上是靠不断改变定时器的装载值的大小来实现的。
考虑到单片机资源(字长)和编程的方便,不一定每步都计算定时器重装值,可以采用阶梯曲线来逼近加减速曲线[2],如图2所示,采用离散法将加减速曲线离散化,离散化以后速度是分档上升的,而且每升一档都要在该档(台阶)保持一段时间,保持这个速度稳定运行几个脉冲后才再升一级,这就克服了步进电机转子的转动惯量所引起的速度滞后,只有当实际运行速度达到了以后才能急速加速,实际上这也是局部速度误差的自动纠正。
由式(1)可知加速算法为
f r=f0+at r(2)
实际控制系统中,当最高运行频率为fh时,由(2)式可以算出加速时间
t r=(f h-f0)/a(3)
将加速段均匀的离散为n段,由式(3)可知上升时间为t r,则相邻两次速度变化的时间间隔为
122内蒙古科技与经济NMG KJYJJ
X收稿日期:2004年12月27日
作者简介:李世忠(1977)),男,内蒙古工业大学机械电子工程专业,硕士。
内蒙古自治区自然科学基金项目/液压系统能耗辨识与高效传动技术0[2001-10902-02]资助。
t r =t r /n
(4)式中n 为阶梯加速的分档数,每一档的频率为
f k =f 0+a(k $t r )(k=1,2,3,,,n)(5)各分档内运行的步数N k 为N k =f k #$t r =f k #t r /n (6)
则加速总步数N r 为
Nr=E n
k=1
(
7)
图2 阶梯形加减速曲线
编写程序时,要根据被控系统对步进电机加速时间的要求计算出分档数以及每一挡内步数,然后以递减方式检查,当第n 档内的步数减为零,表示此档内的步数已走完,则进入第n+1档,继续重复前面的过程,一直运行到总的分档数为零,加速过程完毕。
以上是对加速过程的处理方法,减速过程与之相同。
3 基于单片机的步进电机的控制3.1 基本原理
采用单片机对步进电机进行加减速控制,实际上就是改变输出脉冲的时间间隔,单片机控制步进电机加减法运转可实现的方法有软件和硬件两种[3],软件方法指的是依靠延时程序来改变脉冲输出的频率,其中延时的长短是动态的,软件法在电机控制中,要不停地产生控制脉冲,占用了大量的CPU 时间,使单片机无法同时进行其他工作;硬件方法是依靠单片机内部的定时器来实现的,在每次进入定时中断后,改变定时常数,从而升速时使脉冲频率逐渐增大,减速时使脉冲频率逐渐减小,这种方法占用CPU 时间较少,在各种单片机中都能实现,是一种比较实用的调速方法。
考虑到单片机CPU 字长及实际工作需要,一般在255个分档内完成启动、加速的全过程。
当实际需要速度随每次执行任务情况变化而变化时,在程序设计上可按照工作对象的最高速度计算参数表。
每次执行任务时,首先需要确定分档(台阶)内的步数,可按8~16步划分,衡量标准是在不失步的前提下达到最高的速度且保证较低的运行噪音。
3.2 定时常数的确定
步进电机加减速离散控制的一个很关键问题是定时(延时)数的确定。
由式(5)可知定时器在每一速度档上的定时周期T k 为
T k =1/f k =1/[f 0+a(k $t r )](8)
当采用的单片机晶振频率f=6MHz 且定时器
为16位定时器1时,则有
(216
-x )@2=T k
(9)x =216-T k /2
(10)则定时器的重装值用C 语言实现如下TH=x/256/*定时器高8位赋值*/
(11)
TL=x %256/*定时器低8位赋值*/(12)
以上定时时间是按照单片机定时器中断一次发一个脉冲计算的,如果是按照定时器中断两次发一个完整脉冲计算,则定时时间应为式(8)的一半。
4 实验
4.1 硬件线路图
作者在/全闭式数控功率液压节能技术研究0课题中,使用ATM EL89C51单片机产生脉冲及对方向进行控制;使用ZD-HB5034V 步进驱动器驱动五相混合式步进电机60BYG550A,硬件线路图如
下。
图3 系统硬件线路
4.2 软件设计
软件采用C 语言的C51[4]
编写,主要由主函数、加减速控制函数和定时器中断服务函数构成。
主函数的主要功能:参数定义及初始化,函数子程序调用;加减速控制函数用于设置脉冲输出使能标志outenable 、定时器启动停止标志;定时中断服务程序用来输出脉冲并设置加减速标志(speedup)以及改变分档(台阶)数(speedup_steps),其中加、匀、减速判别条件为:speedup ==0为加速段;(speedup==1)&&(speedup_steps==0)为匀速段;(speedup =1)&&(speedup_steps!=0)为减速段。
由于篇幅所限,文中仅给出中断服务流程图,见图4。
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内蒙古科技与经济
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应用纳米复合材料加强电解槽上部的保温
沈利
(包铝股份公司生产设备部,内蒙古包头014046)
摘要:本文关细介绍了纳米复合材料的优点和其在电解槽上部保温中的实际应用。
关键词:纳米复合材料;电解槽上部;保温
中图分类号:TQ15111+5文献标识码:A文章编号:1007)6921(2005)07)0124)02
1电解槽上部保温层的现状
电解槽是将氧化铝电解成铝的主体设备。
为了保证钔电解的正常生产,必须将电解槽内部置于高温状态。
而对电解槽上部的保温则是其中重要的措施之一。
最早是将铝槽置板扣置于电解槽上部进行保温,而后在铝槽罩板内加入硅酸铝纤维层加强保温,但效果不是很明显,具体表现为:¹热量大量流失,极大地增加了生产成本;º特别在频繁限电(由于电力紧张)的情况下,造成电解工艺参数波动很大,严重影响了电解生产的正常运行;»工作环境温度的升高,对操作工人的身体健康产生了一定的危害。
2纳米复合材料的优点
鉴于以上情况,为了节能降耗、提高劳动生产率,必须选择一种新型保温材料作为现有产品的替代品。
通过对多种绝热材料的隔热效果的比较,我们放弃了对隔热砖、矿棉、硅酸铝纤维等传统纯热材料的选择,
而最终决定选用纳米复合反射绝热材料。
图4中断服务流程
5结论
¹根据实验验证,经过离散化控制可有效解决
步进电机加减速控制中的失步、噪音等问题,可以应
用于实际工程中。
º由C语言编程实现单片机的控制,大大加快
了软件开发的速度,缩短了开发周期。
而且利用C
语言可以很容易地进行单片机的移植工作,有利于
单片机的重新选型。
[参考文献]
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的功率接口技术,北京航空航天大学出版社,
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大学出版社,2002.
[4]马忠梅等编著.单片机C语言应用程序设计.
北京航空航天大学出版社,1997.
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X收稿日期:2004年12月10日。