微型计算机控制技术课程设计设计题目：步进电机控制系统概要
微型计算机控制技术课程设计
目录一、步进电机控制系统的设计1、设计目的2、实验仪器3、步进电机的基本工作原理4、步进电机控制的设计内容系统硬件设计系统软件设计5、结束语二、炉温控制系统的设计1、设计目的2、设计要求3、设计原理4、设计过程系统硬件设计系统软件设计5、结束语三、直流电机调速系统的设计1、设计目的2、设计要求3、设计过程系统硬件设计系统软件设计四、设计总结及心得体会一、步进电机的控制系统设计一、设计目的1．了解步进电机的工作原理。
2．掌握步进电机的驱动及编程方法。
二、实验仪器1．EL-CAT-III型计算机控制系统实验箱一台2．PC计算机一台3．步进电机控制实验对象一台三、步进电机的基本工作原理：步进电机的工作就是步进转动。
在一般的步进电机工作中，其电源是采用单极性的直流电源。
要使步进电机转动，就必须对步进电机的各相绕组以适当的时序进行通电。
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（成为“步距角”），它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
因此，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。
本实验步进电机的工作方式为两相四拍式，其电机的通电顺序如下图所示：四、步进电机控制实验内容：1、硬件设计（1）、实验框图2、软件仿真步进电机采用的是开环控制。
在实验仿真开始时，先设置起点坐标和重点坐标，再将实际的转盘指针调到与软件上的指针起始值相同。
然后开始运行，看软件仿真指针所转角度是否与实际相同。
正转：起时角为0，终止角为100反转：起始角100，终止角50五、结束语：通过本次的实验了解了步进电机的工作原理和它的工作方式，以及如何用计算机来控制步进电机的转动。
根据实验所得出的结果是：实际步进电机的指针旋转角度与在软件仿真中指针的旋转角度是相同的。
所以通过计算机对步进电机的控制可以达到很高的精度。
二、电阻炉温控制系统的设计一、设计目的(1)、了解温度控制系统的特点。
(2)、研究采样周期T对系统特性的影响。
步进电动机控制系统设计任务书
电气控制与PLC课程设计课程设计（论文）任务书课程：电气控制与PLC课程设计题目：步进电动机控制系统设计学院专业班任务起止日期：20XX 年XX 月XX 日至20XX 年XX 月XX 日学生姓名学号指导教师教研室主任20XX年月日审查院长(系主任) 20XX年月日批准2、此任务书必须在课程设计开始前下达给学生。
学生送交成果日期学生签名Ps:步进电动机工作原理简介：(1) 概述：步进电动机是利用电磁铁的作用原理将电脉冲转变成直线位移或角位移。
在非超载的情况下，电动机的转速、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，即给电动机加一个脉冲信号，电动机则转过一个步距角。
这一线性关系的存在，加上步进电动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动机来控制变得非常的简单。
步进电动机通常用于数控机床、绘图机、自动控制和记录仪表等。
(2) 结构：图1 是一个三相反应式步进电机结构图。
从图中可以看出，它分成转子和定子两大部分，定子是由硅钢片叠成的，两个相邻定子齿之间的夹角为60°，转子由软磁材料制成。
步进电动机三个励磁绕阻绕过相对的两个定子齿，构成一相（A-A’，B-B’，C-C’），定子齿上有5 个均匀分布的矩形小齿；转子上没有绕组，而有40 个小齿均匀分布在其圆周上。
当某相绕组通电时，相应的两个磁极就分别形成N-S 极，产生磁场，并与转子形成磁路。
如果这时定子的小齿与转子的小齿没有对齐，则在磁场的作用下转子将转动一定的角度，使转子齿与定子齿对齐，从而使步进电机向前“走”一步。
图1 三相步进电动机结构图反应式步进电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小磁阻的位置(定子小齿和转子小齿对齐的位置)，并处于平衡状态。
对三相步进电机来说，当某一相的磁极处于最小磁阻位置时，另外两相必须处于非最小磁阻位置(定子小齿和转子小齿不对齐的位置)。
计算机控制技术课程设计-计算机控制技术及工程应用步进电机控制系统
摘要本设计详细介绍了基于单片机的四相步进电机控制系统。
步进电机通过输入脉冲信号进行控制，即电机的总转动角度由输入脉冲总数决定，因此，单片机通过向步进电机发送控制信号就能实现对步进电机的控制。
单片机实现的步进电机控制系统具有成本低、使用灵活的特点，该系统采用80C51单片机作为主控芯片，来完成对步进电机转动及LED显示的控制。
本设计主要由单片机80C51，4相步进电机，7段数码管及一些其他相关元件设计而成，分为按键选择工作状态模块、步进电机工作模块、LED二极管显示工作状态模块以及4位数码管显示步数模块。
可以通过开关来控制系统的启/停工作，当系统运转时，用开关来控制方向，并使相应的指示灯亮起，同样由开关来选择工作模式。
运转时，用4位7段数码管来输出步数。
最后根据思路所设计出来的硬件图设计相适应的软件。
电路结构简单，设计思路清晰，同时利用KEIL和Proteus进行联调仿真，结果比较直观。
仿真结果收到了预期的效果。
关键字：四相步进电机、单片机、PROTEUS仿真1设计任务及要求设计一个四相步进电机控制系统，要求系统具有如下功能：用SW11-SW13作为通电方式选择键，SW11为四相单四拍， SW12为四相双四拍，SW13为四相八拍；SW14为启动/停止控制、SW1方向控制；用4位LED数码管显示工作步数。
用3个发光二极管显示状态；正转时红灯亮，反转时黄灯亮，不转时绿灯亮。
2方案论证2.1 设计思路与方案本次设计是一个对于四相步进电机的控制系统，而单片机实现的步进电机控制系统具有成本低、使用灵活的特点，此系统选用51单片机即可。
根据要求整个设计大体可分为四块：一是5个按键SW11-SW13将用户所需来选择步进电机的工作状态。
我们将开关连入单片机的P1口，通过按键开关的高低电平状态来读入我们所需的控制信号。
硬件上直接把开关分别接在单片机的接口上，通过查询端口信号来动作，将控制信号处理。
二是3个LED发光二极管的显示步进电机工作状态模块。
微型计算机课程设计步进电机远程控制系统设计概要
目录一、需求分析 (1)1.1 设计的硬件资源环境 (1)1.2 设计的软件资源环境 (1)1.3 设计的具体要求 (1)二、概要设计 (1)2.1 运行方式与方向的控制—循环查表法 (2)2.2 步进电机运行速度的控制—软件延时法 (3)2.3 步进电机接口 (3)2.4 步进电机的驱动 (3)2.5 步进电机的起/停控制—设置开关 (4)2.6 步进电机设计电路的搭建 (4)2.7双机远程通信原理 (5)三、详细设计 (6)3.1 硬件设计 (6)3.2 软件设计 (7)四、调试与操作说明 (8)五、课程设计总结与体会 (9)致谢 (10)参考文献 (11)附录A：步进电机远程控制的接收端程序 (12)附录B：步进电机远程控制的发送端程序 (19)一、需求分析本课程的设计的题目为“步进电机远程控制系统设计”。
从题目上可以看出，本课程设计的硬件中心是“步进电机远程控制系统”，我们的任务就是首先在理论上设计出一套抽象的硬件模型，然后根据理论与实际的需要选择我们需要的元件并进行制作，在制作的过程中需要对出现的各种问题以及障碍进行处理、对各个工作环节进行调试，并最终实现硬件实体的正常运转。
我们的设计目的便是通过步进电机远程控制系统设计，深入了解与掌握利用RS232或RS485串行通信标准进行远距离传送的原理与方法。
1.1 设计的硬件资源环境(1)PC兼容机(2.MFID多功能微机实验平台（含PCI总线驱动板）(3)面包板(4)安装或焊接工具1.2 设计的软件资源环境(1)Windows 2000(2) M2KI集成开发环境1.3 设计的具体要求(1)甲机通过RS-232或RS-485接口远距离控制乙机一侧步进电机的起/停；(2)甲机通过RS-232或RS-485接口远距离控制乙机上步进电机的方向；(3)甲机通过RS-232或RS-485接口远距离控制乙机上步进电机的起/停、方向、速度，并采用对话框选择控制项目。
微型计算机控制技术课程设计 设计题目：步进电机控制系统概要
微型计算机控制技术课程设计设计题目：步进电机控制系统班级：电升本1103姓名：何世宁学号：29小型步进电机控制系统一、课程设计目的课程设计是本科教学全过程中的重要环节。
《微机应用系统设计与综合实验(实践)》课程设计主要培养我们自动化专业学生，运用所学知识解决计算机应用领域内实际问题能力，进一步提高学生运用计算机编程语言综合编程能力、程序调试技能和微机系统接口综合应用及电路设计能力。
1、学习在PC系统中扩展简单的I／O接口的方法。
2、熟练掌握和运用汇编和C语言编写程序控制8255各口的输入输出，并正确带动数码管及步进电机；能熟练运用汇编和C语言实现8254的定时功能，以确保8255输出的脉冲频率稳定。
3、熟练掌握ISA总线配置方式下硬件实验的调试,并能独立的排除故障,以确保实验的顺利进行。
4、.巩固和加深课堂所学知识；5、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；6、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。
二、设计的题目名称及要求设计题目：小型步进电机控制系统设计。
设计要求：（1）分别用C语言和汇编语言编程完成硬件接口功能设计；（2）基于80x86微机接口硬件电路设计调试；（3）控制功能要求：小键盘给定分段速度，数码管显示当前步进电机启动与停止、方向、速度信息；（4）具有本地与远程（串行方式下）功能。
三、实验设备PC机一台（装有TDPIT软件）、唐都AEDK8688ET实验箱。
使用硬件：8086 PC，8255芯片，键盘数码管，步进电机驱动电路，步进电机。
系统设计：键盘采用实验板提供的4*4键盘，使用4个数码管实时显示系统当前状态。
四、设计的思想和实施方案4.1.2 步进电机的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。
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 (毕业设计论文)概况
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前言步进电机最早是在1920年由英国人所开发。
小型步进电机控制系统设计
目录1.设计课题名称及要求。
2.设计思想和实施方案论述，给出硬件电路原理图并分析。
3.典型程序模块及典型编程技巧分析。
4.课程设计中遇到的问题及解决方法。
5.程序清单和程序注释，相关流程图。
6.收获与体会。
7.参考文献。
小型步进电机控制系统设计一、设计的题目名称及要求设计题目：小型步进电机控制系统设计。
设计要求：（1）、分别用C语言和汇编语言编程完成硬件接口功能设计；（2）、基于80x86微机接口硬件电路设计调试；（3）、控制功能要求：小键盘给定分段速度，数码管显示当前步进电机启动与停止、方向、速度信息；二、实验设备PC机一台（装有TDPIT软件）、唐都AEDK8688ET实验箱。
三、设计的思想和实施方案1.步进电机运行方式的控制步进电机的转速与输入脉冲频率成正比，频率越大，转速越高，四相步进电机有双四拍，双八拍,双六拍等方式。
实验平台可连接的步进电机为四项八拍电机，电压为DC12V。
为了实现对各绕组按一定方式轮流加电，需要一个循环脉冲分配器，这里采用软件实现。
将相序表存放于内存区，再设置一个地址指针。
当地址依次+1（或-1）时，可从表中取出通电代码，再输出到步进电机，产生一定的运行方式。
2.信号的输入与输出8255内部包含3个8位的输入输出端口A、B和C，端口A和端口B都可以用作一个8位的输入口或8位的输出口，端口C既可以作为一个8位的输入口或8位的输出口，又可以作为两个4位的输入输出口（C口上半部分和C 口下半部分）使用，还可以配合A口和B口工作，分别用来产生A口和B口的输出控制信号和输入A口和B口的端口状态信号。
8255A内部结构图8255 ABC口都工作于方式0，A口低四位接键盘及数码管显示单元的X1~X4; B口接数码管的A、B、C、D、E、F、G和DP，以使数码管显示电机的转向和转速；C口低四位接键盘及数码管显示单元的Y1~Y4; C口高四位接步进电路的驱动电路，使电机转动起来。
8255的A口高四位本次课程设计没有用到。
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。
微型计算机控制技术课程设计
成绩课程设计报告设计题目步进电机控制系统设计课程名称计算机姓名学号班级教师设计日期 2012年步进电机控制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概率和脉冲数，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积累误差等特点，使得在速度、位置领域用步进电机来控制变的非常简单。
本次课程设计采用TDN-AC/ACS计算机控制技术实验箱中的35BYJ46型四相八拍步进电机为对象，以8088CPU为基础设计计算机控制系统硬件电路、8088为核心的步进电机控制系统，编写步进电机控制程序，从而实现步进电机的变速运转以及正反向运转。
关键词：步进电机、四相八拍、电脉冲信号、变速运转、正反向运转Stepper motor control system design AbstractStepper motor is the electric pulse signal into angular displacement or linear displacement of the open-loop control components.In the case of non-overloaded, the motor speed to stop the location of the probability depends only on the pulse and the pulse number, regardless of load changes, that is, to add a pulse motor, the motor is turned a step angle. The existence of this linear relationship, with only periodic error of the stepper motor without the accumulation of errors, etc., makes the speed and position to control the stepper motor areas become very simple.The curriculum design use computer-controlled technology experiments TDN-AC/ACS box in 35BYJ46 four-phase eight-shot stepper motor for the object to 8088CPU-based computer control system hardware circuit design, 8088 as the core of the stepper motor control system, write stepper motor control program, in order to achieve variable speed operation of the stepper motor and the pros and cons to running.Key Words：Stepper motor Four-phase eight-shot Electrical pulses Variable-speed operation Forward and reverse operation目录第一章：步进电机介绍 (1)1.1：步进电机工作原理 (1)1.2：步进电机控制系统原理 (1)第二章：系统设计及硬件介绍 (3)2.1：系统描述 (3)2.2：硬件选取及其简介 (3)2.2.1：硬件选取 (3)2.2.2：执行机构选取 (3)2.2.3：8088cpu介绍 (4)2.2.4：8255接口芯片介绍 (4)2.2.5：ULN2803 (5)第三章：实验设计 (7)3.1：实验线路 (7)3.2：8255口输出电平在各步中的情况图 (7)3.3:8088扩展数据存储器和8255接口电路原理图 (7)3.4: 系统结构图 (8)第四章：程序设计 (9)4.1流程图 (9)4.2：实验程序 (9)第五章：系统运行分析 (12)5.1：过程分析 (12)5.2：运行结果 (12)总结 (13)参考文献 (13)附录 (14)第一章：步进电机介绍1.1：步进电机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。
步进电机控制系统设计
步进电机控制系统设计本设计通过开发运用微型计算机系统，输出控制时序来控制步进电机运转，针对步进电机的工作状态，输出对应的音频或光、显示信息。
本次设计的创新点是结合温度保护程序，通过比较当前温度与设定的温度值控制步进电机停止转动，保护步进电机。
标签：步进电机；微机；汇编；控制1 星研集成环境介绍（1）提供DOS、WIN95/98/ME/NT/2000/2003/XP 二个版本的集成环境软件，与KEIL 公司提供的C51 调试软件很大部分相同，也有自己的特色。
集编辑编译器（VC++风格）、项目管理、编译、连接、错误定位、下载于一体，并提供调试功能。
（2）功能强大的项目管理功能：现在单片机软件越来越大，也越来越复杂，维护成本也很高。
通过项目管理可化大为小、化整为零，便于管理。
项目管理功能也使多模块、多语言混合调试成为可能。
支持宏汇编、C、PLM 语言混合编程，有强大的项目管理功能，含并且包含调试与该项目相关的仿真器件、相关文件、编译软件以及编译连接控制等硬软件信息。
（3）本次设计基于星研集成环境，所有硬件、软件环境都已集成。
2 编写步进电机汇编程序的方法2.1 8255可编程并行接口芯片介绍8255可编程外围接口芯片是Intel公司生产的通用并行I/0接口芯片，它具有A、B、C三个并行接口，用+5V单电源供电，能在以下三种方式下工作：方式0—基本输入/出方式；方式1—选通输入/出方式；方式2—双向选通工作方式。
2.2 编程中三个重要的参数（1）运转步数N：操控步进电机的定位精度。
（2）延时时间DELAY：控制步进电机步进的速率。
（3）温度：控制步进电机停止工作的最大温度。
3 工作过程3.1 步进电机的概述及四相八拍步进电机的工作原理：步进电机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件。
此步进电机工作方式为四相八拍，由单极性直流电源进行供电。
只需变换不同合适的时序对步进电机的各相绕组通电，就可以使步进电机步进转动。
课程设计-- 微机步进电机控制系统设计
课程设计报告课程名称：微机原理与接口技术课程设计设计题目：微机步进电机控制系统设计系别XXXXXXXX专业： XXXXXXXX班级： XXX学生姓名XXX学号: XXXXXXXXXXX起止日期: XXXXXXX指导教师: XXXXXXX目录第一章绪论 (2)第二章分析 (2)2.1 课程设计题目 (2)2.2 课程设计任务及要求 (2)2.2.1 任务 (2)2.2.2 课程设计的要求 (3)2.3 运行环境及开发工具 (3)2.3.1 运行环境 (3)2.3.2 开发工具 (3)第三章设计 (3)3.1 基本原理 (3)3.2 设计方法 (4)3.2.1 硬件设计方法 (5)3.2.2 软件设计方法 (7)3.3 程序流程图 (14)第四章调试与操作说明 (25)4.1 综合调试步骤 (25)4.2 操作说明 (25)第五章课程设计心得与体会 (26)参考文献 (27)附录步进电机控制程序 (29)第一章绪论课程设计是培养和锻炼在校学生综合应用所学理论知识解决实际问题能力、进行工程实训的重要教学环节，它具有动手、动脑，理论联系实际的特点，是培养在校工科大学生理论联系实际、敢于动手、善于动手和独立自主解决设计实践中遇到的各种问题能力的一种较好方法。
微机原理及接口技术应用是一门实践性较强的课程，让学生在学完该课程之后，进行一次课程设计，使学生将课堂所学的知识和实践有机结合起来，初步掌握计算机应用系统设计的步骤和接口设计的方法，提高分析和解决实际问题的能力。
通过设计实践，培养学生查阅专业资料、工具书或参考书，了解有关工业标准，掌握现代设计手段和软件工具，并能以图纸和说明书表达设计思想和结果的能力。
通过设计，不但要培养和提高学生解决工程具体问题、动脑动手的技术工作能力，而且还要逐步建立科学正确的设计和科研思想，培养良好的设计习惯，牢固树立实事求是和严肃认真的工作态度。
第二章分析2.1 课程设计题目微机步进电机启动与停止控制微机步进电机的速度控制微机步进电机的方向控制2.2 课程设计任务及要求2.2.1 任务1)微机步进电机起动与停止控制；实现方法：设置硬开关或软开关。
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。
微机原理课程设计说明书---步进电机控制
微机接口技术课程设计说明书课题名称：步进电机控制目录1．课程设计任务书…………………………………………………2．说明书正文…………………………………………………………2.1 前言………………………………………2.2 现状…………………………………………………2.3 任务分析与方案设计…………………………………………2.4 系统电路原理图……………………………………………2.5元器件参数选择及清单……………………………………2.6 电路的调试………………………………………………3. 心得体会……………………………………………4. 参考文献………………5. 附录…………………………………1.课程设计任务书一、任务要求在Dais实验台基础上设计并调试一个外接口电路，能够显示所对应的电机状态。
且具有一定的控制功能，编程并调试完成整个开发系统。
二、主要技术要求实现步进电机转速和正反转控制。
控制四相步进电机是采用编程方法实现四相八拍环形分配运行方式，改变激励脉冲频率的大小来实现调制。
变换步进电机的其中两相相序，就能实现步进电机的正反转。
扩展一：用三个发光二极管亮灭表示三个速度开关的状态。
再用一个发光二极管亮灭表示正反转状态。
扩展二：用数码管显示速度状态。
三、主要完成任务1、查找相关资料，确定课程设计方案；2、微机接口电路硬件的焊接、装配、逐步排除故障及调试：3、用Protel2004绘制微机最小系统配置原理图；4、用Protel2004绘制相关项目的接口原理图；5、编写相关项目的程序，并进行调试；6、按照相关项目内容要求，上级进行调试；7、编写课程设计报告。
四、提交成果1）课程设计说明书一本（电子文档和打印稿各一份）要求：内容完整，图表完备，条理清晰，分析有据。
所附电路图布局合理，清晰完备，图形和符号要规范。
2）所用元器件清单3）电路实体一套。
要求：该电路实体必须是经过自己安装调试通过并达到性能指标要求的电路实体。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
微型计算机控制技术课程设计设计题目：步进电机控制系统班级：电升本1103姓名：何世宁学号：29小型步进电机控制系统一、课程设计目的课程设计是本科教学全过程中的重要环节。
《微机应用系统设计与综合实验（实践）》课程设计主要培养我们自动化专业学生，运用所学知识解决计算机应用领域内实际问题能力，进一步提高学生运用计算机编程语言综合编程能力、程序调试技能和微机系统接口综合应用及电路设计能力。
1、学习在PC系统中扩展简单的I /O接口的方法。
2、熟练掌握和运用汇编和C 语言编写程序控制8255 各口的输入输出，并正确带动数码管及步进电机；能熟练运用汇编和C 语言实现8254 的定时功能，以确保8255 输出的脉冲频率稳定。
3、熟练掌握ISA 总线配置方式下硬件实验的调试,并能独立的排除故障,以确保实验的顺利进行。
4、.巩固和加深课堂所学知识；5、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；6、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。
二、设计的题目名称及要求设计题目：小型步进电机控制系统设计。
设计要求：（1 ）分别用C 语言和汇编语言编程完成硬件接口功能设计；（2）基于80x86微机接口硬件电路设计调试；（3 ）控制功能要求：小键盘给定分段速度，数码管显示当前步进电机启动与停止、方向、速度信息；（4）具有本地与远程（串行方式下）功能。
三、实验设备PC机一台（装有TDPIT软件）、唐都AEDK8688ET实验箱。
使用硬件：8086 PC，8255 芯片，键盘数码管，步进电机驱动电路，步进电机系统设计：键盘采用实验板提供的 4*4键盘，使用4个数码管实时显示系 统当前状态。
四、设计的思想和实施方案4.1.2步进电机的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。
步进电机动态指标及术语：1、 步距角精度：步进电机每转过一个步距角的实际值与理论值的误差。
用百分比表示：误差 /步距角*100%。
不同运行拍数其值不同，四拍运行时应在 5%之内，八拍运行时 应在15%以内。
2、 失步：电机运转时运转的步数，不等于理论上的步数。
称之为失步。
3、 失调角：转子齿轴线偏移定子齿轴线的角度，电机运转必存在失调角，由失调角产生 的误差，采用细分驱动是不能解决的。
4、 电机正反转控制：当电机绕组通电时序为AB-BC-CD-DA 或()时为正转，通电时序为 DA-CA-BC-AB 或()时为反转。
驱动控制系统组成：使用、控制步进电机必须由环形脉冲，功率放大等组成的控制系统，其方框 图如下：脉冲信号的产生：脉冲信号一般由单片机或 CPU 产生，一般脉冲信号的占空比为 0.3-0.4左右,脉冲信号信号分配功率放大步进电机电机转速越高，占空比则越大。
下图步进电机为一四相步进电机，采用单极性直流电源供电。
只要对步进 电机的各相绕组按合适的时序通电， 就能使步进电机步进转动。
图1是该四相反 应式步进电机工作原理示意图。
图1四相步进电机步进示意图开始时，开关sb 接通电源，sa sc 、sd 断开，b 相磁极和转子0、3号齿对 齐，同时，转子的1、4号齿就和c 、d 相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和d 、a 相绕组磁极产生错齿。
当开关sc 接通电源，sb 、sa 、sd 断开时，由于c 相绕组的磁力线和1、4 号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和c 相绕组的磁极对齐。
而0、 3号齿和a b 相绕组产生错齿，2、5号齿就和a d 相绕组磁极产生错齿。
依次 类推，a 、b 、c 、d 四相绕组轮流供电，则转子会沿着 a 、b 、c 、d 方向转动。
四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工 作方式。
单四拍与双四拍的步距角相等， 但单四拍的转动力矩小。
八拍工作方式 的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动 力矩又可以提高控制精度。
单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图 2.a b 、c所示：-TLmTTLrLrLnjTrLrLrLTL jirLnnrLnrLrLrLrLrLnrLrLrLn ru~LT~LJ J _1 I ~I ^ru -LT-L _|—L ] ~L- i~i i ~L _LJ _L_r~L_r n i~ 厂脇沖 nTTLfuuinrLn_n_nrL AlB -B ----- n ---- n ----B 相.n n n . eta n n nDffi i n n na.单四拍b.双四拍 c 八拍图2•步进电机工作时序波形图步*1 24 56 78 5 + ++十十+十+ 4■■■■■—2-* ■1---4.1.2 8255A 的功能简介Intel 8086/8088 系列的可编程外设接口电路( Programmable Peripheral In terface)简称 PPI ，型号为 8255 (改进型为 8255A 及8255A-5 )，具有24条输入/输出引脚、可编程的通用并行输入 /输出接口电路。
它是一片使用单一 +5V 电源的40脚双列直插式大规模集成电路。
8255A 的通用性强，使用灵活，通过它CPU 可直接与外设相连接。
8255A 在使用前要写入一个方式控制字，选择A 、B 、C 三个端口各自的工作方式，共有三种；方式0 :基本的输入输出方式，即无须联络就可以直接进行的 I/O 方式。
其中A 、B 、C 口的高四位或低四位可分别设置成输入或输出。
方式1 :选通I/O,此时接口和外围设备需联络信号进行协调，只有 A 口和B 口可以工作在方式 1，此时C 口的某些线被规定为 A 口或B 口与外围设备的联络信号， 余下的线只有基本的I/O 功能，即只工作在方式0.方式2 :双向I/O 方式，只有A 口可以工作在这种方式，该I/O 线即可输入又可输出，步序PC7PC6 FC5 PC4 对应的C 口输岀值10 0 0 101H20 0 1 1 03 H1 0 02H4 0 11 0 06H5 010 0 04H6 1 10 0 0CH71 0 0 008H8 1109H表2 PC 端口各线的电平在各歩中的情况@1歩进电机的加线圏本次设计，对8255的使用是这样的：8255工作于方式0 , A口低四位接键盘及数码管显示单元的X1~X4;C 口低四位接键盘及数码管显示单元的丫1~丫4; C 口高四位接步进电路的驱动电路，使电机转动起来； B 口接数码管的A、B、C、D、E、F、G和DP，以使数码管显示电机的转向和转速。
8255的A 口高四位本次课程设计没有用到。
此外，本次设计还用到了实验箱中的键盘及数码管显示单元：方向键：控制步进电机运行方向，无论电机处于运行或停止状态，每按下一次，电机转动方向反向；运行/暂停键：控制电机运行与否。
电机转动时按下，电机暂停，当前电机运行参数不变，再次按下时，电机继续按暂停前参数运行；停止键：无论电机处于任何状态，按下此键，电机停止转动，电机各运行参数复位，默认参数为：“顺时针，停止状态，1档”；档位键：无论电机处于任何状态，均可设定电机档位。
数码管显示信息:运行状态S:停止E :运行P :暂停转动方向C :顺时针A :逆时针1234档档档档1234左起第一个数码管显示当前电机的运行状态: S(Stop )表示当前电机为停止状态；E(Enable)表示当前电机为运行状态； P(Pause)表示当前电机为暂停状态。
第二个数码管未使用，只有小数点点亮。
第三个数码管显示电机运行方向：C(Clockwise)表示电机运行方向为顺时针；A(Anti-clockwise) 表示电机运行方向为逆时针。
第四个数码管显示电机的档位： 1、2、3、4分别表示1、2、3、4档 键盘数码管内部连线如下图：F 5VJ ------------ 14.7K x X…五、硬件电路原理图图步进电机控制系统硬件电路原理如上图示：该原理图涉及到系统总线、可编程外围接口芯片 8255、键盘及数码管显示单元和步进电机及其驱动电路. 8255的D0~D7依次接系统总线的XD0~XD7 , A1和A0依次接系统总线的 XA3和XA2;WR 和RD 依次 接系统总线上的 XIOW 和XIOR ; 8255的CS 接系统总线的10丫0, 8255的A 口低四位PA0~PA4依次接小键盘的 X1〜X4(列);C 口低四位PC0~PC3分别接小键盘的 Y1~Y4(行);C 口高四位 PC4~PC7依次接驱 动电路的 A 、B 、C和D ; B 口 PB0~PB7分别接数码管的 A 、B 、C 、D 、E 、 F 、G 和DP;A 口高四位没用到。
CCCCCCCC图3犍盘及数码管显示单元电路结构图此模块的主要功能是通过接收 8255的C 口输入信号来控制步进电机的转动，A,B,C,D 分别代表不同的四个相位，分别接入到 PC0,PC1,PC2和PC3,实现转动控制。
六、课程设计中遇到的问题及解决方法在本次课程设计过程中，我遇到了一下问题:首先，在显示模块中，在做数码管显示时，每次可以输出四位信息，而且要 输出的字符须转化为相应的 ASCII 才行，否则就不能输出想要的东西。
显示模 块的调试一般是程序问题，硬件连接很简单，一般不会出错，我在调试时，开始 没有初始化 8255，导致结果不能输出。
再就是相应的端口一定不能定义错误。
这在显示模块调试中应该多注意。
在刚开始编程时， 各种功能大部分是由主程序来完成的。
由于主程序过于复杂，可图步进电机模块图 LED 模块SSC? »?读性不高。
使得在以后的程序的调试中遇到了很大的麻烦。
后来把主程序的部分功能转化成子程序来实现，并在一些重要的地方增加了注释，使的程序的可读性大大加强。
调试也变的比较简单了。
其次，在使用小键盘时容易死机。
出现死机的原因有很多，有时候同一个程序换台机子运行就会死机，有时候同一台机子同一个程序运行多次就会死机，不过总的来看死机的出现多少是和所编写的程序有关，记得我以前用小键盘时就是很容易就死机了，不过在这次的课程设计中我把所有的和小键盘有关的程序都用了子函数代替，大大简化了主程序的结构，这样就基本再也没发生过死机现象了。
再者，当小键盘按下不松时电机也停止转动这种情况出现在电机的加速、减速和改变转向中，这主要是在原有的keyscan 程序中有一段判断按键是否弹起的程序，将此段换成一个合适的软件延时便可以起到很好的效果（按键不松时可以连续的加速和减速）。