8051单片机对步进电机的控制.doc
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8051单片机对步进电机的控制,1.3万字38页摘要步进电动机是用脉冲信号控制的，步距角和转速大小不受电压波动和负载变化的影响，也不受各种环境条件诸如温度、压力、振动、冲击等影响，而仅仅与脉冲频率成正比，通过改变脉冲频率的高低可以大范围地调节电机的转速，并能实现快速起动、制动、反转，而且有自锁的能力，不需要机械制动装置，...
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8051单片机对步进电机的控制
1.3万字 38页
摘 要
步进电动机是用脉冲信号控制的，步距角和转速大小不受电压波动和负载变化的影响，也不受各种环境条件诸如温度、压力、振动、冲击等影响，而仅仅与脉冲频率成正比，通过改变脉冲频率的高低可以大范围地调节电机的转速，并能实现快速起动、制动、反转，而且有自锁的能力，不需要机械制动装置，不经减速器也可获得低速运行。它每转过一周的步数是固定的，只要不丢步，角位移误差不存在长期积累的情况，主要用于数字控制系统中，精度高，运行可靠。如采用位置检测和速度反馈，亦可实现闭环控制。
在机电一体化中，步进电机是最常用的一种执行电机，它实现了机械中的角度、位移的数字化控制，从而使机械控制的精度大大提高。现代控制技术中普遍采用的方式为开环控制和闭环控制，开环控制结构简单成本低但其精度不是太高；闭环控制可以实现高精度的控制，但其结构复杂投入成本高。步进电机的出现解决了这一技术难题，它使得开环控制的精度和速度大大提高，由它组成的步进式伺服控制系统实现了数字化机械生产过程。数控机床便是这一技术的成功体现，伺服系统的性能是决定数控机床加工精度和生产效率的主要因素之一。由步进电机执行的机床结构见图1-1所示.
除数控机床广泛采用步进电机外，在数模转换装置、计算机外围设备、自动记录仪、钟表、印刷设备等中亦有应用。
本设计的主要研究对象就是开环伺服系统中最常用的执行器件——步进机。
关键词: 步进电机，脉冲信号，步距角，开环控制，闭环控制，伺服控制
目 录
前 言 I
摘 要 III
目 录 IV
1 步进电机的分类、结构、工作原理 1
1.1 步进电机的分类和结构 1
1.2 工作原理 2
2 步进电机的机械运行特性 5
2.1 静态运行状态 5
2.2 步进运行状态 6
2.3 连续运转状态 8
3 步进电机的驱动 10
3.1 步进电机对驱动电源的要求 10
3.2 常见提高驱动电源的措施 10
3.3 步进电机电源的分类 11
4 实现轻负载时步进电机的正反转 12
4.1 控制要求 12
4.2 所需器材 12
4.3 设计原理 12
4.4 正反转控制程序流程 13
4.5 步进电机正反转程序 14
5 步进电机转速控制 17
5.1 转速控制原理 17
5.2 转速控制程序流程 18
5.3 转速控制程序 18
6 自动门的设计 23
6.1 自动门设计功能与要求 23
6.2 自动门设计的思路： 23
6.3 硬件电路的设计与器件选择 23
6.4 软件程序设计 27
7 设计小结 33
致 谢 34
参考文献 35
参考文献
[1]刘宝录.电机拖动与控制.西安.西安电子科技大学出版社
[2]李清新.伺服系统与机床电气控制.北京.机械工业出版社
1.3万字 38页
摘 要
步进电动机是用脉冲信号控制的，步距角和转速大小不受电压波动和负载变化的影响，也不受各种环境条件诸如温度、压力、振动、冲击等影响，而仅仅与脉冲频率成正比，通过改变脉冲频率的高低可以大范围地调节电机的转速，并能实现快速起动、制动、反转，而且有自锁的能力，不需要机械制动装置，不经减速器也可获得低速运行。它每转过一周的步数是固定的，只要不丢步，角位移误差不存在长期积累的情况，主要用于数字控制系统中，精度高，运行可靠。如采用位置检测和速度反馈，亦可实现闭环控制。
在机电一体化中，步进电机是最常用的一种执行电机，它实现了机械中的角度、位移的数字化控制，从而使机械控制的精度大大提高。现代控制技术中普遍采用的方式为开环控制和闭环控制，开环控制结构简单成本低但其精度不是太高；闭环控制可以实现高精度的控制，但其结构复杂投入成本高。步进电机的出现解决了这一技术难题，它使得开环控制的精度和速度大大提高，由它组成的步进式伺服控制系统实现了数字化机械生产过程。数控机床便是这一技术的成功体现，伺服系统的性能是决定数控机床加工精度和生产效率的主要因素之一。由步进电机执行的机床结构见图1-1所示.
除数控机床广泛采用步进电机外，在数模转换装置、计算机外围设备、自动记录仪、钟表、印刷设备等中亦有应用。
本设计的主要研究对象就是开环伺服系统中最常用的执行器件——步进机。
关键词: 步进电机，脉冲信号，步距角，开环控制，闭环控制，伺服控制
目 录
前 言 I
摘 要 III
目 录 IV
1 步进电机的分类、结构、工作原理 1
1.1 步进电机的分类和结构 1
1.2 工作原理 2
2 步进电机的机械运行特性 5
2.1 静态运行状态 5
2.2 步进运行状态 6
2.3 连续运转状态 8
3 步进电机的驱动 10
3.1 步进电机对驱动电源的要求 10
3.2 常见提高驱动电源的措施 10
3.3 步进电机电源的分类 11
4 实现轻负载时步进电机的正反转 12
4.1 控制要求 12
4.2 所需器材 12
4.3 设计原理 12
4.4 正反转控制程序流程 13
4.5 步进电机正反转程序 14
5 步进电机转速控制 17
5.1 转速控制原理 17
5.2 转速控制程序流程 18
5.3 转速控制程序 18
6 自动门的设计 23
6.1 自动门设计功能与要求 23
6.2 自动门设计的思路： 23
6.3 硬件电路的设计与器件选择 23
6.4 软件程序设计 27
7 设计小结 33
致 谢 34
参考文献 35
参考文献
[1]刘宝录.电机拖动与控制.西安.西安电子科技大学出版社
[2]李清新.伺服系统与机床电气控制.北京.机械工业出版社
