步进电机控制系统设计说明.doc

附 表：附表A 学生用表1.学院毕业设计（论文）开题报告2.毕业设计(论文)中期检查表（学生用）3.学院优秀毕业设计(论文)审批表附表B 指导教师用表1.首次指导毕业设计(论文)教师审批表2.学院毕业设计（论文）题目申报表3.学院毕业设计（论文）任务书4.毕业设计(论文)指导记录（教师用）5.学院优秀毕业设计（论文）指导教师审批表附表C 系、教研室用表1.学院毕业设计（论文）题目汇总表2.毕业设计（论文）选题工作总结3.毕业设计(论文)答辩委员会与答辩小组组成4.学院毕业设计（论文）成绩汇总表5.学院毕业设计(论文)工作总结附表D 评阅用表1.毕业设计(论文)指导教师评议书(1)2.毕业设计(论文)评阅教师评议书(2)3.毕业设计(论文)答辩小组评议书(3)4.答辩委员会意见5.毕业设计(论文)评议书(4) (二次答辩专用)附件E 其它1.学院毕业设计（论文）撰写规2.学院毕业设计（论文）规样本附表A1唐 山 学 院毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目： 步进电机控制系统设计 测控技术与仪器系 别：__________机电工程系_______________专 业：_________________________刘耀程张帆姓　 名：_________________________指 导 教 师：_________________________辅 导 教 师：_________________________年 月 日题目类型（打√选择）设计（ ）论文（ ）一、文献综述1步进电机的基本原理与优缺点：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  虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用因此用好步进电机却非易事，它涉与到机械、电机、电子与计算机等许多专业知识2、国外对步进电机控制系统研究的历史和现状 步进电机的机理是基于最基本的电磁铁作用，其原如模型起源于1830年至1860年间1870年前后开始以控制为目的的尝试，应用于氩弧灯的电极输送机构中这被认为是最初的步进电机此后，在自动交换中广泛使用了步进电机不久又在缺乏交流电源的船舶和飞机等独立系统中广泛使用20世纪60年代后期，在步进电机本体方面随着永磁材料的发展，各种实用性步进电机应运而生，而半导体技术的发展则推进了步进电机在众多领域的应用在近30年间，步进电机迅速地发燕并成熟起来从发展趋向来讲，步进电机已经能与直流电机、异步电机、以与同步电机并列，从而成为电机的一种基本类型。

我国步进电机的研究与制造起始于本世纪50年代后期从50年代后期到60年代后期，主要是高等院校和科研机构为研究一些装置而使用或开发少量产品这些产品以多段结构三相反应式步进电机为主70年代初期，步进电机的生产和研究有所突破除反映在驱动器设计方面的长足进步外，对反应式步进电机本体的设计研究发展到一个较高水平70年代中期至80年年代中期为成品发展阶段，新品种高性能电机不断被开发自80年代中期以来，由于对步进电机精确模型做了大量研究工作，各种混合式步进电机与驱动器作为产品广泛利用3、 主要工作的思路方法 将功能强大与应用简单的单片机与应用广泛而且精度高的步进电机结合起来实现单片机对步进电机的控制，通过简单程序实现复杂操作，按照我们的要求控制电机运行在日常生活中，将两者结合的设计的系统应用在一定要求的实物中，不仅节约成本而且功能完善，安全可靠虽然步进电机的研究已经很成熟，然而为了满足工业发展的需要，拥有不同功能的步进电机被不断研发出来，这就决定了我们必须熟练地对电机精确控制[格式，容不深入]二、 设计（论文）主要容1、 设计目标 这个课题就是用AT89C51单片机设计一个步进电机的控制系统，通过具体的设计使我掌握： （1）、掌握AT89C51单片机应用系统的软硬件开发过程 （2）、熟悉步进电机的驱动原理 （3）、掌握步进电机的控制方法 （4）、掌握系统原理图设计方法 （5）、掌握系统印制板图设计方法 （6）、掌握系统软硬件调试方法2、 设计的基本容此步进电机控制系统实现了以下功能：(1) 键盘功能键实现对步进电机运行方式的控制，数字键实现对电机参数的设置。

2) 显示器能够显示电机运行的步数3) 通过键盘输入预定步数，实现单片机对步进电机带动负载进行预定工作的控制本系统采用加速定位控制，避免了启动速度过大而使电机不能正常启动4) 通过点动与低速运行，实现对步进电机位置的自由控制3、设计成果形式（1） 毕业设计任务进度细则2） 系统硬件电路图1，系统程序流程图1 （3） 设计说明书1份（含程序清单），实现对步进电机的转动方向、速度、位置的控制 （4） 答辩演示文稿1份 这个课题就是用AT89C51单片机设计一个步进电机的控制系统，通过具体的设计使我掌握： （1）、掌握AT89C51单片机应用系统的软硬件开发过程 （2）、熟悉步进电机的驱动原理 （3）、掌握步进电机的控制方法 （4）、掌握系统原理图设计方法 （5）、掌握系统印制板图设计方法 （6）、掌握系统软硬件调试方法[写的太多，简单些]三、设计（研究）方案根据设计要求可将设计分成两部分来实现：1、 驱动系统电路设计；驱动系统电路原理；AT89C51将控制脉冲从P0.1引脚输出，L297在单片机提供的时钟脉冲下，产生稳定频率的四拍驱动信号，信号经L298放大后，驱动电机的各相绕组，实现电机的运行，通过中断延时程序改变单片机输出的脉冲，步进电机随着不同的脉冲信号分别作正传、反转、加速、减速和停止等动作。

2、 软件设计：采用中断方式：P0.1为步进脉冲输入端，受中断P3.2和P3.3控制，P3.4和P3.5为正反转脉冲输入端[方案写的太少]四、工作进度安排3~4周 查阅文献、搜集资料、熟悉理论知识5~6周 论证和拟定所设计系统的总体方案，撰写开题报告7~11周 撰写并提交毕业设计论文初槁，指导教师批改论文，给出指导意见，学生修 改论文，定初稿11~12周 撰写毕业设计论文13~15周 论文评阅与答辩五、 主要参考文献[1] 秉操，登举. 单片机接口技术与在工业控制中的应用[M].:电子，1991：175-189.[2] 荀殿栋，程宗汇. 实用数字电路设计手册[M].：电子工业,1980：212-214.[3] 宝廷,程树康. 步进电机与其驱动控制系统[M].:工业大学，1997：11.[4] 王晓明. 电动机的单片机控制[M].:航空航天大学,2002：5.[5] 隆昌,新正，阎治安.控制电机.：电子科技大学，2000：232-234.[6] 宝廷.步进电动机与其驱动控制系统.：工业大学，1999：99-100.[7] 王鸿钰.步进电机控制技术入门.：同济大学，1990：101-157.[8] 建辉，薛安克.步进电机升速过程的微机控制.机电工程，1998,(1),29-31.[9] 许永华，刚，科，逸东.8098单片机对步进电机的升降速控制.机械与电子，1995,(6), 12-13.[10] 清华大学电子学教研组.数字电子技术基础简明教程.:高等教育，1996：286-289.[11] 童诗白.模拟电子技术基础.:清华大学电子学教研组，1999：65-68.[12] 高亮.8051单片机对步进电机控制与步进电机升降速曲线设计[J]. 测控技术，2002，(11)，64-67.[13] 迎新. 单片机原理应用与接口技术.：国防科技大学，1999：20-28.[14] 华林等. WORKBENCH50 电子线路仿真，电子工业，2000：16-20.[15] 振栋. 一种设计独特的步进电机接口电路[J]. 电工技术,2000,(1),1.六、指导教师意见签字：年月日 七、系毕业设计（ 论文）工作领导小组意见 签字：年月日说明：文献综述栏目字数本科生不少于1000字，专科生不少于500字。

附表A2毕业设计(论文)中期检查表（学生用）学生班级指导教师题目个人精力实际投入日平均工作时间周平均工作时间迄今缺席天数出 勤 率%指导教师每周指导次数每周指导时间小时工作进度已完成主要容占总任务的比例(%)待完成主要容占总任务的比例(%)存在问题与解决办法考核结论指导教师签字： 教研室主任签字：日期： 日期：附表A3学院优秀毕业设计(论文)审批表学生系班级毕业设计（论文）题目推荐意见指导教师：年 月 日系意见系主任：年 月 日学院意见年 月 日附表B1首次指导毕业设计(论文)教师审批表系 : 姓 名性别年龄职 称毕业学校所学专业学 历学位选题数目指导人数教学科研经历 指导教师：年 月 日系毕业设计（论文）工作领导小组意见提示：（1）对该教师的责任心、业务水平、实践经验进行客观评价；（2）系里是否安排具有高级职称且有经验的教师对其工作进行指导；（3）是否同意其担任毕业设计（论文）指导工作。

组长签字： 年 月 日附表B2学院毕业设计（论文）题目申报表系： 专业： 填写日期：。