步进电动机驱动器设计_电子机电论文范文-经管之家官网！

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目 录

1．绪论…1
1．1 引言 …… 1
1．2 课题目的及意义 4
1．3 国内外发展现状 4
1．4 预期目标 6
2. 步进电机与驱动电路 …7
2．1 步进电机基础 …… 7
2．1．1 步进电机术语 7
2．1．2 步进电机选择 8
2．2 驱动电路 … 9
3．系统控制器设计…12
3．1 整体设计思想 … 12
3．1．1 系统主题框图 12
3．1．2 调速控制 12
3．1．3 正反转控制 … 16
3．1．4 控制电路核心 16
3．2 控制器主电路设计 17
3．2．1 控制器组成 17
3．2．2 AT89C51单片机 17
3．2．3 8255A芯片 21
3．2．4 通信部分 23
4. 软件设计 ……26
4．1 程序流程图 …… 26

4．2 单片机控制编程 … 27
4．2．1 系统软件程序功能 … 27
4．2．2 程序设计要点 28
5．调试和实验结果30
5．1 调试中的问题…… 30
5．1．1 测定步进电机的相序和公共端 …… 30
5．1．2 程序编好电机不转 … 30
5．1．3 程序未进入中断 …… 31
5．1．4 杂波干扰 …31
5．2 实验结果… 31
6．总结和致谢…32
6．1 总结 32
6．2 致谢…33
参考文献…… 34
附录 35
附录1 电路原理图… 35
附录2 实物图 36
附录3中英文翻译 … 37

摘 要
步进电动机的突出优点是它可以在宽广的频率范围内，可以利用改变脉冲频率来实现调速，快速起停、正反转控制及制动等，并且由其组成的开环系统简单、廉价、可靠，因此在众多领域有着极其广泛的应用。
本文讲述了一种采用AT89C51单片机控制步进电动机脉冲分配,利用单片机来控制步进电动机的脉冲序列产生、控制步进电动机的正反转和调速.分析了步进电动机的工作原理,讨论了系统硬件和软件的设计方法,介绍了步进电动机的隔离、放大驱动电路、系统控制电路以及相应的程序流程图,并给出了步进电动机的四相八拍单片机控制的具体方法. 通过单片机与微机的串口通讯，实现对步进电机的远距离实时监控。使用软件代替环形分配器，完成了高效、节能的步进电机控制系统设计。软件使用易于维护的模块化设计方法，并采取软、硬件抗干扰技术，提高了系统稳定性。

关键词：单片机；步进电动机；串口；控制

设计要求:

通过单片机来实现对步进电机的状态进行控制，包括步进电机的启动、停止、正转、反转和速度设置。而单片机的控制指令是由软件来实现控制，它是用VC++软件。通过选择不同的转速和转向，上位机软件会通过串口发出不同的指令，单片机接受到指令后，会执行不同的操作来控制步进电机。
步进电机的驱动电路根据控制信号工作，控制信号由单片机产生。其基本原理作用如下：
(1)控制换相顺序
通电换相这一过程称为脉冲分配。例如：三相步进电机的三拍工作方式，其各相通电顺序为A-B-C－A,通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A,B,C，A相的通断。
(2)控制步进电机的转向
如果给定工作方式正序换相通电，步进电机正转，如果按反序通电换相，则电机就反转。
(3)控制步进电机的速度
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。两个脉冲的间隔越短，步进电机就转得越快。调整单片机发出的脉冲频率，就可以对步进电机进行调速。

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