基于单片机的电机控制系统设计

摘要

步进电动机是一种数字控制电动机，是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角，所以步进电动机具有很好的线性特性。控制步进电动机的方法多种多样，但实践证明，基于单片机控制的步进电动机比传统的步进电动机控制具有更好的性能，更加简单、方便、快捷。

本设计选择用AT89S52单片机控制三相步进电动机，完成三相步进电动机的三种运行方式的控制，即单相三拍、双相三拍和三相六拍。实现步进电动机在这三种运行方式下的正反转控制和加减速控制。该设计充分利用了集成电路相对于传统电路的优势，具有可视化和即时性特点，可实现对步进电动机的精确控制，并将运行方式显示在七段数码管上。

实践证明，本设计结构简单，功能稳定，能够很好的实现对步进电动机的精确控制。

关键词：步进电动机，单片机，加减速，正反转

Abstract

Stepping motors is a kind of digital control motors, a open loop control components which change the electrical impulses signal into the angular displacement or line displacement. When motor is added a pulse signal, motor will turn a step angle, so stepper motor has very good linear characteristics. Control method of stepping motor varied, but practice has proved, control based on MCU than traditional is more simple more convenient and faster.

This design choose to use AT89S52 MCU to control stepper motor, to realize stepping motor’s three operation mode control, namely single-phase three clap, dual phase three clap and three-phase six pat. Realize stepper motor’s positive &negative control and deceleration control in these three operational modes. The design of integrated circuit made full use of the advantage of compared to traditional circuit, with real-time visualization and can realize the precise control of stepping motor, and will run in seven segment digital display tube.

Practice has proved that this design has simple structure, stable performance, and can achieve precise control of stepping motor well.

Key words: stepping motor, MCU, deceleration, positive and negative

目录

摘要 ...................................................................................................................................................... I Abstract ................................................................................................................................................ II 1绪论 .. (1)

1.1引言 (1)

1.1.1 基于电子电路控制 (1)

1.1.2基于PLC的控制 (2)

1.1.3基于单片机控制 (3)

1.2步进电动机的发展 (3)

1.3本设计的主要目的和内容 (4)

1.3.1本设计的主要目的 (4)

1.3.2本设计的主要内容 (4)

2 步进电动机概述 (5)

2.1 步进电动机的特点 (5)

2.2步进电动机的分类 (6)

2.2.1反应式步进电动机 (6)

2.2.2永磁式步进电动机 (6)

2.2.3混合式步进电动机 (6)

2.3步进电动机的工作原理 (6)

2.3.1步进电动机的工作方式 (8)

2.3.2步进电动机的振荡和失步 (8)

2.4步进电动机控制系统概述 (9)

2.4.1步进电动机的速度控制 (10)

2.4.2光电隔离器 (11)

2.4.3 步进电动机的正反转控制 (11)

2.4.4三种工作方式的切换 (12)

3系统硬件设计 (15)

3.1 核心芯片A T89S52 (15)

3.2外围电路设计 (18)

3.2.1时钟电路 (18)

3.2.2复位电路 (18)

3.2.3显示电路设计 (19)

3.2.4键盘电路设计 (21)

3.3驱动电路设计 (22)

3.3.1驱动电路仿真 (23)

4系统软件设计 (25)

4.1系统的主程序 (25)

4.2系统的主流程图 (26)

5总结与展望 (31)

参考文献 (32)

致谢 (33)

附录 ...................................................................................................................... 错误!未定义书签。