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基于51单片机的步进电机控制系统设计毕业答辩范文模板PPT

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卖家[上传人]：行者****01

文档编号：183142491

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1、,基于51单片机的步进电机控制系统设计,绪论,系统硬件设计,系统软件设计,致谢,绪论,选题背景,研究意义,国内外相关研究综述,选题背景,近些年来，由于步进电机的控制精度不断提高，越来越多有较高控制精度要求的系统也开始采用步进电机。对于小功率步进电机一般采用步进电机与步进电机驱动器联合工作的方式，单片机产生脉冲，控制电机的运动状态。专用步进电机驱动器则进行脉冲环形分配及功率驱动。步进式电机是一种可以将电脉冲信号转变为直线位移或角位移的数字系统内的执行元件，其机械角位移和转速分别与输入电机绕组的脉冲个数和脉冲频率成正比。它区别于其他电机的最大的特点是，对它的控制是输入脉冲信号进行的，因此电机的转速是由脉冲频率就决定的。通过改变脉冲频率，可以在大范围内进行调速。,研究意义,1、便于集成,研究意义,基于单片机的步进电机特别容易实现与计算机或其他数字元件的接口，及其适用于数字控制系统。,2、低成本,原有的步进电机驱动系统硬件复杂相应的成本就会提高，而基于单片机的控制系统则部分硬件功能就能靠软件实现，因此降低了成本。,3、便于扩展,由于单片机引脚的多元化，使得由其控制的电机功能也可以得以扩展，通过

2、软件程序和键盘变化可以实现的功能将会越来越强大。,国内外研究综述,国外对步进电机的研究一直处于比肩较活跃的状态，目前，国外对步进电机的一个重要发展方向是大量采用专用芯片，结果是大大缩小驱动器的体积，明显提高了整机的性能。比较典型的芯片有两类：一类芯片的核心是用硬件和微程序来保证步进电机实现合理的加减速过程，同时完成计长走步、反正转等。对开环使用的步进电机，实现合理的加减速过程就可以使其达到较高的运行频率而不会失步或过冲。我国数控机械和普通机床的微机改造中大多采用的是开环步进电机控制系统。我国改革开放初期研究步进电机细分驱动技术，细分驱动指的是在每次脉冲切换时，不是将绕组的全部电流通入或切除，而使只改变相应绕组中电流的一部分，电动机的合成磁势也只旋转步进角的一部分。细分包括振荡器、环形分配器控制的细分驱动。除此之外还有基于单片机斩波恒流驱动、基于单片机的直流电压驱动三种驱动方式，除了上面介绍的三种方式之外，还有根据汇编语言或C语言进行软件开发，通过串行或并行的方式实现。Pc机与步进电机之间的数据通信，最终实现由pc机直接控制步进电机的方法。,系统硬件设计,51单片机,键盘控制模块,显

3、示模块,步进电机,51单片机,本设计所用的单片机为MCS-51系列单片机的一种本设计所用的单片机为MCS-51系列单片机的一种。其结构如图所示。,显示模块,发光二极管简称为LED，二极管的种类很丰富，其中发光二极管是二极管的特殊形式，它在电流的作用下可以发出亮光。本设计的显示部分应用的是发光二极管点阵，通过在不同运行状态下，发光二极管的发光情况不同，进而可以更加直观的看到步进电机的不同工作状态。,键盘控制模块,本设计采用的是双按键，按键实现的功能分别是对电机速度的控制核对电机转动方向的控制。至于电机的开关则由专门的控制开关来实现。,系统软件设计,系统软件设计主要包括步进电机的数学建模以及软件程序设计，在仿真的建立过程中用到了Matlab，本设计主要设计了若干个应用模块，其目的是为了保证控制系统可以正常的工作以达到设计原本的需要。这些部分包括了进行宏观调控的主程序部分、用来对其进行大的方面的控制、用来进行按键控制的键盘扫描子程序，以及用来对其转动快慢进行控制的定时子程序，本设计程序的编写所用语言为C语言。,主程序框图,主程序的功能主要是宏观的检测系统的当前状态以及各个初始值的设定，通过它可以得知当前程序的运行状态以及是否出现问题。,主程序,对键盘进行逐行扫描，见得按下与否通过器连接线上的电平的高低来进行判别，如果是高电平则表示没有按下，低电平则表示已按下。,按键扫描子程序,本设计中，定时子程序可以对电机转速的快慢进行一个标定，是非常重要的组成部分,定时器子程序,图7 系统总电路图,THANKS!,大学生活即将结束，在此，我要感谢所有教导我的老师和一齐成长的同学，他们在我的大学生涯给予了很大的帮助。本论文能够顺利完成，要特别感谢我的导师赵仁宏老师，感谢各位老师的关心和帮助！,谢谢各位老师的观看！,

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