步进电机设计报告

1、步进电动机设计报告标题：步进电动机设计和制作大学：大数据和信息工程学科学院专家：计算机科学和技术类别：电信113学生名称：王浩讲师：ma Guangxi老师2015年1月6日目录序言-1.设计目标和内容-1.1设计内容-1.2设计目的-2.硬件原理和设计分析-2.1步进电动机工作原理-2.2液晶显示原理-2.3步进电动机速度控制和显示器设计(液晶屏显示器速度)的硬件盒- 62.4总硬件电路图-3.软件分析和设计-3.1软件需求分析-3.2程序流程图-3.3软件代码-4.操作说明和结果分析-5.调试过程中出现的问题和解决方案- 186.硬件实习摘要-7.工具书-前言随着电子技术的快速发展数字控制

2、技术得到了广泛而深入的应用(威廉莎士比亚、数字、数字、数字、数字、数字、数字、数字、数字、数字)步进电机是直接数字信号转换为角度变位或线位移的控制驱动器组件，具有快速启动和停止功能。由步进电机组成的控制系统结构简单，价钱价格低廉，性能方面符合产业控制的基本要求，因此广泛应用于手工业自动控制、数控机床、组合机床、机器人、电脑周边设备、相机、投影机、数码相机、大型望远镜、卫星天线位置系统、医疗器械、各种控制机械工具等。步进电动机的突出优点是，可以通过在较大的频率范围内改变脉冲频率来调节速度。可以在需要精确定位的地方使用，例如打印机、绘图仪等。液晶屏广泛应用于计算器、IC卡电话、电子手表、手持电脑、

3、仪表显示器等许多数字产品。同时，微控制器广泛应用于实时控制、智能仪器、仪表通信、家用电器等各个领域，相关内容牙齿非常广泛，是计算机科学、电子学、自动控制等基础知识的综合应用。微控制器应用系统由硬件和软件系统组成。此次硬件实验将控制基于51微控制器的步进电动机速度，并添加液晶屏以在液晶屏上显示转速的齿轮和方向。1.设计目标和内容1.1设计内容1.1.1在实验平台上使用微控制器P0通信端口输出脉冲序列、74LS244输出开关、开关K2-K7控制步进电动机速度、(6段)、K0、K1控制旋转。驱动方式分为2茄子，4相4拍，4相8拍，调节软件设计，步进电机的旋转速度和方向。在液晶屏显示器上显示旋转速度(

4、1-6段)和旋转(向前“1”，向后“0”)1.2设计目的1.2.1了解步进电动机控制的基本原理。1.2.2熟悉液晶显示器图形的基本方法后，其他液晶面板也很容易使用。硬件原理与设计分析2.1步进电动机工作原理牙齿步进电动机是单极性直流电源供电1-4相步进电动机。在适当的时间打开步进电动机的每条相绕组的电源，就可以旋转步进电动机步进。图1是牙齿四相反应式步进电动机工作原理的示意图。图1四相步进电动机步进图表开关SB开始通电，SA、SC、SD中断，B相极与转子0、3次齿对齐，转子1、4次齿与C、D相对应。绕组的磁极产生错误的牙，2，5号牙产生D，A相绕组的磁极和错误的牙。开关SC打开电源，SB、SA

5、、SD分离后，C相绕组的磁力线和1，4齿之间的磁力线的作用使转子旋转，1，4齿与C相绕组的磁极对齐。0、3、A、B相绕组产生错误的齿，2、5齿产生A、D相绕组的磁极和错误的齿。A、B、C、D四相绕组交替供电时，转子在A、B、C、D方向上旋转。四相步进电机可以按电源供应顺序分为单4拍、双4拍、8拍3茄子操作方式。单4拍和双4拍的步角相同，但单4拍的转动力矩较小。8拍工作方式的步角是单4拍和双4拍的一半，因此8拍工作方式可以保持高转动力矩，提高控制精度。如图2.a、B和C所示，单、双、8位操作方式的电源供应设备电源定时和波形分别如图2所示。a、B和C中列出。A.单4拍b .双4拍c 8拍图2电源计

6、时波形牙齿实验中使用的步进电动机是直流12V电压，由A，B，C，D 4相组成。驱动方式是四相四拍方式，各线圈的电源供应顺序如下表所示。表格中首先在A线圈中输入驱动电流，然后由B、C、D线圈驱动，最后返回到A线圈驱动，按牙齿顺序切换，马达轴线顺时针旋转。如果通电顺序相反，则电动机轴逆时针旋转。(注：步进电动机负载容量和4相8位驱动器方法可实现平稳运行。)，以获取详细信息顺序/相abcd00111110112110131110表2:驱动2.2液晶显示原理牙齿实验使用了1602液晶屏，1602液晶屏可以显示两行文字，其书写文字根据时序特性、指令写入、数据写入等进行操作。以下是1602液晶的相关资料。

7、阅读状态输入RS=L，R/W=H，E=H输出D0-D7=状态字写指令输入RS=L，R/W=L，d0-D7=脚本，E=高脉冲输出无阅读资料输入RS=H，R/W=H，E=H输出D0-D7=数据写数据输入RS=H，R/W=L，d0-D7=数据，E=高脉冲输出无表2:基本操作时间表读取和写入操作的计时如图所示图3:读取操作计时图4:写操作计时2.3步进电动机速度控制和显示器设计(液晶屏显示器速度)的硬件盒如图5所示，整个硬件周边为51微控制器，根据开关输入通过外部电路控制控制步进电动机的旋转速度和方向，并显示在液晶屏上。8051微控制器处理器，完整硬件功能以8051为中心实施。首先，交换机可以通过扩展

8、输入控制整个硬件功能。开关设置为状态时，输出对应于8051微控制器输出的值，扩展输出以控制步进电动机的方向和旋转速度，并根据1602显示。8051微控制器开关液晶屏步进电动机展开输出驱动电路液晶车手电路扩展输入图5硬件块图表2.4总硬件电路图硬件电路也如图6所示。其中74LS373是地址锁定内存，74LS244是具有三状态输出的8缓冲区，74LS273是具有清除功能的8触发器74LS138是38解码器。开关通过扩展输入微控制器控制步进电动机的旋转速度和方向，作为微控制器输入相关变量。有液晶屏可以相应地进行显示。软件分析和设计3.1软件需求分析本实验应使用开关控制步进电动机的旋转速度和方向，并将

9、相应数据显示在液晶屏上。通过分析，只需将开关的输入量转换为相应的步进电机转速。但是，通过上述步进电动机的相关驱动方式，通过设置延迟子程序的持续时间来实现转速，步进电动机的方向由徐璐其他定时控制，因此，步进电动机的旋转速度控制容易实现，并且可以根据液晶屏的定时规则显示相应的数据，从而容易实现整体实践要求。3.2程序流程图如图(图7:节目流程图)所示，在节目开始后执行每个参数初始化，然后读取开关量，根据读取的值设置步进电动机的旋转速度和方向量，在LCD上显示其数据，确定定时，设置输出地址，并进行适当的参数输出，从而适当地控制步进电动机和LCD。图7:下图(图8:液晶屏框)是液晶屏上显示器子例程的框

10、图。程序可以先执行液晶屏初始化，然后整理屏幕，需要写入时写入液晶屏，最后显示所需的字符。图8:液晶屏节目块图表3.3软件代码# include“reg 52 . h”#include/#define uchar unsigned char/#define uint unisgned int/#define BYTE unsigned char/#define num unsigned ints bitk 1=p2 0；sbit k2=P2 1；sbit k3=P2 2；sbit k4=P2 3；sbit K5=P2 4；sbit K6=P2 5；sbit k7=P2 6；sbit k8=P2

11、7；Void delay 1 (unsignedint)/马达车手延迟车手unsigned int k；While(t -)for(k=0)；K100k)Void motor_ffw(unsigned char i) /沿电动机顺时针旋转节目P1=0x01delay 1(I)；P1=0x02delay 1(I)；P1=0x04delay 1(I)；P1=0x08delay 1(I)；Void motor_ffz(unsigned char i) /逆时针旋转电动机节目P1=0x01delay 1(I)；P1=0x02delay 1(I)；P1=0x04delay 1(I)；P1=0x08del

12、ay 1(I)；sbit RS=P0 5；/P2 5定义为液晶屏控制通信端口RSsbit RW=P0 6；sbit E=P0 7；uchar code table= GUI Zhou da Xue /定义文字uchar code table 1= Wang Xiao gang Uchar code table2=1120020075 uchar code table 3= speed 3360123456 ；uchar code table 4= startstepmotor ；uchar code table 5= speed : ；uchar code table 6= 123456 ；Typedef unsigned char BYTE/文字变量BYTE定义Typedef unsigned int WO