畢業(yè)設(shè)計(jì)-----基于單片機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　基于單片機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　2007年 06 月 02日</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p>　　教研室主任簽字： 年 月

2、 日</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告</p><p>　　河南工程學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文中期進(jìn)展情況檢查表</p><p>　　系部： 檢查日期： </p><p>　　河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查匯總表（系部）</

3、p><p>　　系部： 填表日期： 年 月 日 第 頁(yè)</p><p>　　系部負(fù)責(zé)人簽字： </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的評(píng)價(jià)意見</p><p>　　河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄表</p>

4、<p>　　記錄人： 年 月 日</p><p>　　河南工程學(xué)院優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）推薦表</p><p>　　教學(xué)部門（蓋章）： 填表日期： 年 月 日</p><p>　　屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作總結(jié)（教研室填寫

5、）</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性頻率來實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速，因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)每給一個(gè)脈沖就的誤

6、差而無(wú)累積誤差等特點(diǎn)。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來控制變的非常的簡(jiǎn)單。步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速一般是改變輸入步進(jìn)電機(jī)的脈沖的轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，這樣就可以通過控制步進(jìn)電機(jī)的一個(gè)脈沖到下一個(gè)脈沖的時(shí)間間隔來改變脈沖的頻率，延時(shí)的長(zhǎng)短來具體控制步進(jìn)角來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速。在本設(shè)計(jì)方案中采用AT89C51型單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器改變CP脈沖的頻率從而實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速與正反轉(zhuǎn)的功能。</p>

7、<p>　　關(guān)鍵詞： </p><p>　　步進(jìn)電機(jī) 單片機(jī) 調(diào)速系統(tǒng)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Step-by-step electric motor is the ring opening gating element changing electric

8、ity pulse signal into angular displacement or line displacement. Under the situation of must overload, the electric motor rotation rate , discontinuous location depend on pulse signal frequency and pulse number only , ma

9、ke free from being loaded with the effect changing ,but be that being added a pulse signal , the electric motor by electric motor is to have rotated a step spur angle. This gleam of the sexual relatio</p><p>

10、;　　Key words：</p><p>　　Step-by-step Electric Motor Monolithic Machine Speed Regulation System</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　前言······&

11、#183;····································

12、;····································

13、83;·······························1</p><p>　　第一章 步進(jìn)電

14、機(jī)概述····································&

15、#183;····································

16、;··········2</p><p>　　第一節(jié) 步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)····················

17、3;····································&#

18、183;·····················2</p><p>　　第二節(jié) 步進(jìn)電機(jī)的工作原理·········

19、;····································

20、83;··························2</p><p>　　第三節(jié) 步進(jìn)電機(jī)的技術(shù)參數(shù)····

21、····································

22、3;·······························3</p><p>　　第四節(jié) 步進(jìn)電機(jī)

23、詳細(xì)調(diào)速原理···································

24、3;·································4</p><p&g

25、t;　　第二章 硬件電路的設(shè)計(jì)··································

26、····································

27、3;·······5</p><p>　　第一節(jié) 單片機(jī)的選擇·······················

28、83;····································&

29、#183;···················5</p><p>　　第三章 軟件的設(shè)計(jì)···········&

30、#183;····································

31、;····································

32、83;7</p><p>　　第一節(jié) 顯示子程序的設(shè)計(jì)······························&

33、#183;····································

34、;·········7</p><p>　　第二節(jié) 鍵盤子程序的設(shè)計(jì)·····················

35、83;····································&

36、#183;·················8</p><p>　　第三節(jié) 驅(qū)動(dòng)程序流程的設(shè)計(jì)············

37、3;····································&#

38、183;······················9</p><p>　　第四節(jié) 正反轉(zhuǎn)程序流程的設(shè)計(jì)·······

39、3;····································&#

40、183;·······················10</p><p>　　一、 正反轉(zhuǎn)程序流程圖·······

41、;····································

42、83;······························10</p><p>　　二、 轉(zhuǎn)速快慢程序流程

43、圖····································

44、83;··································11</p>

45、<p>　　三、 定時(shí)中斷流程圖·································

46、····································

47、3;·········12</p><p>　　第四章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析·····················&#

48、183;····································

49、····················13</p><p>　　第一節(jié) 有關(guān)參數(shù)的計(jì)算與分析··········&

50、#183;····································

51、;·····················13</p><p>　　第二節(jié) 理論與實(shí)際的分析·········&#

52、183;····································

53、····························14</p><p>　　第五章 總結(jié)···

54、83;····································&

55、#183;····································

56、;····················15</p><p>　　參考文獻(xiàn)···········

57、3;····································&#

58、183;····································

59、·················16</p><p>　　致謝···············&

60、#183;····································

61、;····································

62、83;·····················17</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　把電脈沖信號(hào)變換成角位移以控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的

63、微特電機(jī)。在自動(dòng)控制裝置中作為執(zhí)行元件。每輸入一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)前進(jìn)一步，故又稱脈沖電動(dòng)機(jī)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)多用于數(shù)字式計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備，以及打印機(jī)、繪圖機(jī)和磁盤等裝置。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源由變頻脈沖信號(hào)源、脈沖分配器及脈沖放大器組成，由此驅(qū)動(dòng)電源向電機(jī)繞組提供脈沖電流。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能決定于電機(jī)與驅(qū)動(dòng)電源間的良好配合。主要用于數(shù)字控制系統(tǒng)中，精度高，運(yùn)行可靠。如采用位置檢測(cè)和速度反饋，亦可實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)已廣泛地應(yīng)用于

64、數(shù)字控制系統(tǒng)中，如數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置、數(shù)控機(jī)床、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、自動(dòng)記錄儀、鐘表等之中，另外在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線、印刷設(shè)備等中亦有應(yīng)用。</p><p>　　現(xiàn)在比較常用的步進(jìn)電機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)（VR）、永磁式步進(jìn)電機(jī)（PM）、混合式步進(jìn)電機(jī)（HB）和單相式步進(jìn)電機(jī)等。永磁式步進(jìn)電機(jī)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角一般為7.5度 或15度；反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般為1.5度，但噪聲和振

65、動(dòng)都很大。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成，定子上有多相勵(lì)磁繞組，利用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩?；旌鲜讲竭M(jìn)電機(jī)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)。它又分為兩相和五相：兩相步進(jìn)角一般為1.8度而五相步進(jìn)角一般為 0.72度。這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛，也是本次細(xì)分驅(qū)動(dòng)方案所選用的步進(jìn)電機(jī)。</p><p>　　第一章 步進(jìn)電機(jī)概述</p><p>　　第一節(jié) 步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)</p>

66、<p>　　1、步進(jìn)電機(jī)控制容易，成本低，失去會(huì)引起控制誤差，轉(zhuǎn)速有限。</p><p>　　2、步進(jìn)電機(jī)外表允許的溫度高。步進(jìn)電機(jī)溫度過高首先會(huì)使電機(jī)的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步，因此電機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn)；一般來講，磁性材料的退磁點(diǎn)都在攝氏130度以上，有的甚至高達(dá)攝氏200度以上，所以步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏80-90度完全正常。</p>

67、<p>　　3、步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)；頻率越高，反向電動(dòng)勢(shì)越大。在它的作用下，電機(jī)隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。</p><p>　　4、步進(jìn)電機(jī)低速時(shí)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn),但若高于一定速度就無(wú)法啟動(dòng),并伴有嘯叫聲。步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)技術(shù)參數(shù)：空載啟動(dòng)頻率，即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈沖頻率，如果脈沖頻率高

68、于該值，電機(jī)不能正常啟動(dòng)，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情況下，啟動(dòng)頻率應(yīng)更低。如果要使電機(jī)達(dá)到高速轉(zhuǎn)動(dòng)，脈沖頻率應(yīng)該有加速過程，即啟動(dòng)頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡退偕礁咚伲?lt;/p><p>　　第二節(jié) 步進(jìn)電機(jī)的工作原理</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固

69、定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)可以作為一種控制用的特種電機(jī)，利用其沒有積累誤差(精度為100%)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。</p><p>　　第三節(jié) 步進(jìn)電機(jī)的技術(shù)參數(shù)</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)的基本

70、參數(shù)如下：</p><p><b>　　1、空載啟動(dòng)頻率</b></p><p>　　即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機(jī)不能正常啟動(dòng)，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情況下，啟動(dòng)頻率更低。如果要使電機(jī)達(dá)到高速轉(zhuǎn)動(dòng)，脈沖頻率應(yīng)該有加速過程，即啟動(dòng)頻率較低，然后一定加速度升到所希望的高頻（電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡退偕礁咚伲?lt;/p>

71、<p>　　2、電機(jī)固有步距角 </p><p>　　÷÷它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)步進(jìn)脈沖信號(hào)，電機(jī)所轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。電機(jī)出廠時(shí)給出了一個(gè)步距角的值，步進(jìn)電機(jī)的步距角為兩相整步是1.8度 三相是0.6度 現(xiàn)在的步進(jìn)電機(jī)都有細(xì)分的驅(qū)動(dòng)器，細(xì)分?jǐn)?shù)又決定的步距角例如兩相的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器為5細(xì)分步距角為1.8/5=0.36 3、 步進(jìn)電機(jī)的相數(shù) 是指電機(jī)內(nèi)部的線圈組數(shù)，目前常用

72、的有二相、三相、四相、五相步進(jìn)電機(jī)。電機(jī)相數(shù)不同，其步距角也不同，一般二相電機(jī)的步距角為0.9°/1.8°、三相的為0.75°/1.5°、五相的為0.36°/0.72° 。在沒有細(xì)分驅(qū)動(dòng)器時(shí)，用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進(jìn)電機(jī)來滿足自己步距角的要求。如果使用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器，則‘相數(shù)’將變得沒有意義，用戶只需在驅(qū)動(dòng)器上改變細(xì)分?jǐn)?shù)，就可以改變步距角。</p><p&g

73、t;<b>　　4、保持轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　是指步進(jìn)電機(jī)通電但沒有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。它是步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一，通常步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。由于步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減，輸出功率也隨速度的增大而變化，所以保持轉(zhuǎn)矩就成為了衡量步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一。比如，當(dāng)人們說5N.M的步進(jìn)電機(jī)，在沒有特殊說明的情況下是指保持轉(zhuǎn)矩為5N.m的步進(jìn)電機(jī)。

74、</p><p>　　第四節(jié) 步進(jìn)電機(jī)詳細(xì)調(diào)速原理</p><p>　　一般電動(dòng)機(jī)都是連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的，而步進(jìn)電動(dòng)機(jī)則有定位和運(yùn)轉(zhuǎn)兩種基本狀態(tài)，當(dāng)有脈沖輸入肘步進(jìn)電動(dòng)機(jī)一步一步地轉(zhuǎn)動(dòng)，每給它一個(gè)脈沖信號(hào)，它就轉(zhuǎn)過一定的角度。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移量和輸入脈沖的個(gè)數(shù)嚴(yán)格成正比，在時(shí)間上與輸入脈沖同步，因此只要控制輸入脈沖的數(shù)量、頻率及電動(dòng)機(jī)繞組通電的相序，便可獲得所需的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)動(dòng)方向。在沒有脈沖

75、輸入時(shí)，在繞組電源的激勵(lì)下氣隙磁場(chǎng)能使轉(zhuǎn)子保持原有位置處于定位狀態(tài)。</p><p>　　通過延時(shí)的長(zhǎng)短來具體控制步進(jìn)角來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電的調(diào)速。具體的延時(shí)時(shí)間可以通過軟件來實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　這就需要采用單片機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行加減速控制,實(shí)際上就是改變輸出脈沖的時(shí)間間隔,單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)加減法運(yùn)轉(zhuǎn)可實(shí)現(xiàn)的方法有軟件和硬件兩種 ,軟件方法指的是依靠延時(shí)程序來改變脈沖輸

76、出的頻率,其中延時(shí)的長(zhǎng)短是動(dòng)態(tài)的,軟件法在電機(jī)控制中, 要不停地產(chǎn)生控制脈沖, 占用了大量的CPU 時(shí)間,使單片機(jī)無(wú)法同時(shí)進(jìn)行其他工作;硬件方法是依靠單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)的,在每次進(jìn)入定時(shí)中斷后,改變定時(shí)常數(shù),從而升速時(shí)使脈沖頻率逐漸增大,減速時(shí)使脈沖頻率逐漸減小,這種方法占用CPU 時(shí)間較少,在各種單片機(jī)中都能實(shí)現(xiàn),是一種比較實(shí)用的調(diào)速方法。</p><p>　　第二章 硬件電路的設(shè)計(jì)</p>

77、<p>　　第一節(jié) 單片機(jī)的選擇 </p><p>　　本次設(shè)計(jì)以CPU選用89C5l作為步進(jìn)電機(jī)的控制芯片．89C51的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并可以在編程器上實(shí)現(xiàn)閃爍式的電擦寫達(dá)幾萬(wàn)次以上．使用方便等優(yōu)點(diǎn)，而且完全兼容MCS5l系列單片機(jī)的所有功能。AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)

78、標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。</p><p>　　1、單片機(jī)的引腳功能:</p><p>　　1）VCC（40）：電源+5V。</p><p>　　2）VSS（20）：接地，也就是GND。</p&g

79、t;<p>　　3）XTL1（19）和XTL2（18）：振蕩電路。</p><p>　　單片機(jī)是一種時(shí)序電路，必須有脈沖信號(hào)才能工作，在它的內(nèi)部有一個(gè)時(shí)鐘產(chǎn)生電路，有兩種振蕩方式，一種是內(nèi)部振蕩方式，只要接上兩個(gè)電容和一個(gè)晶振即可；另一種是外部振蕩方式，采用外部振蕩方式時(shí)，需在XTL2上加外部時(shí)鐘信號(hào)（詳細(xì)的內(nèi)容將在以后的課程中專門介紹）。</p><p>　　4）PSEN（

80、29）：片外ROM選通信號(hào)，低電平有效。</p><p>　　5）ALE/PROG（30）：地址鎖存信號(hào)輸出端/EPROM編程脈沖輸入端。</p><p>　　6）RST/VPD（9）：復(fù)位信號(hào)輸入端/備用電源輸入端。 </p><p>　　7）EA/VPP（31）：內(nèi)/外部ROM選擇 端     

81、;                         </p><p>　　8）P0口（39-32）：雙向I/O口。9．P1口（1-8）：準(zhǔn)雙向通用I/0口。</

82、p><p>　　9）P2口（21-28）：準(zhǔn)雙向I/0口。</p><p>　　原理圖如2-1所示。</p><p>　　圖2-1 AT89C51的引腳圖 </p><p>　　系統(tǒng)原理圖如下所示。</p><p>　　圖2-2系統(tǒng)原理框圖</p><p>　　第三章 軟件的設(shè)計(jì)</p&

83、gt;<p>　　第一節(jié) 顯示子程序的設(shè)計(jì)</p><p>　　顯示子程序如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1 顯示程序流程圖</p><p>　　第二節(jié) 鍵盤子程序的設(shè)計(jì)</p><p>　　鍵盤程序流程圖如圖3-2所示</p><p>　　圖3-2 鍵盤程序流程圖</p>&l

84、t;p>　　第三節(jié) 驅(qū)動(dòng)程序流程的設(shè)計(jì)</p><p>　　主程序流程圖如圖3-3所示。</p><p>　　圖3-3 主程序流程圖</p><p>　　第四節(jié) 正反轉(zhuǎn)程序流程的設(shè)計(jì)</p><p>　　一、 正反轉(zhuǎn)程序流程圖</p><p>　　圖3-4 正反轉(zhuǎn)程序流程圖</p><p&g

85、t;　　二、 轉(zhuǎn)速快慢程序流程圖</p><p>　　3-5 轉(zhuǎn)速快慢程序流程圖</p><p><b>　　三、定時(shí)中斷流程圖</b></p><p>　　圖3-6 中斷子程序流程圖</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析</b></p><p>　　第一節(jié) 有關(guān)參

86、數(shù)的計(jì)算與分析</p><p>　　在單相三拍方式控制中，假如A相電源通電，B、C兩相都不通電，在磁場(chǎng)作用下，使轉(zhuǎn)子齒和A相的定子齒對(duì)齊。若此時(shí)為初始狀態(tài)，并設(shè)與A相磁極對(duì)齊的齒為0號(hào)齒，由于B相齒與A相齒相差120度。且不為整數(shù)。所以此轉(zhuǎn)子不能和B號(hào)齒對(duì)齊，只有13號(hào)小齒靠近B相磁極的中心線，與中心線相差3度，如果此時(shí)變?yōu)锽相通電，萬(wàn)里A、C兩相不通電，則B相磁極迫使與13號(hào)齒對(duì)齊，整個(gè)齒就轉(zhuǎn)了3度，稱為一步。

87、步進(jìn)電機(jī)就是以這種方式作為動(dòng)力而轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　在單相三拍A-B-C-A通電一周，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)了9度。固步距角可用公式5-1表示：</p><p>　　其中為步距角，N為運(yùn)行的拍數(shù)，為轉(zhuǎn)子的齒數(shù)。其中，</p><p>　　為控制的相繞阻，C在三拍中為1，在六拍中為2。</p><p>　　步距角的速度的控制是通過改變脈沖的時(shí)間間隔來

88、控制的。如果步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)20圈要2秒。則每進(jìn)一步所在的時(shí)間為：計(jì)算公式如6-2所示：</p><p>　　可見只要輸出一個(gè)脈沖后延時(shí)再輸脈沖就可以達(dá)到自定的速度。本次設(shè)計(jì)在求的轉(zhuǎn)速范圍為0到，最高轉(zhuǎn)速時(shí)的精度為2%。功率為1W。</p><p>　　得：步進(jìn)脈沖之間的延遲時(shí)間為。。</p><p>　　= 延遲時(shí)間在0到。精度是由步進(jìn)電機(jī)的性能決定的。</

89、p><p><b>　　理論與實(shí)際的分析</b></p><p>　　從的公式看到,改變步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距的大小有三種方式:</p><p>　　1) 改變步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的相數(shù)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的相數(shù)越多、步距角就越小。</p><p>　　2) 與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的定、轉(zhuǎn)齒數(shù)有關(guān)。</p><p>　　3) 與定子控

90、制繞組的通電方式有關(guān)。要改變步進(jìn)電機(jī)步距角的大小也只能通過這三種方式。設(shè)計(jì)中步進(jìn)電機(jī)為三相，功率為1W。因步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上沒有繞阻而是由40個(gè)小齒均勻地分布在圓周上。定子的齒也是固定不變的，通電方式是選取用三相單三拍方式?？梢姴竭M(jìn)電機(jī)的一但選定，其步距角就不能再改變了。要改變轉(zhuǎn)束也就只能通過脈沖之間的延時(shí)來改變。但對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角的控制,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速精度控制。</p><p>　　但實(shí)際上步進(jìn)電

91、機(jī)在用行時(shí)是帶有一定量的負(fù)載，當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)存在許多誤差，同時(shí)因?yàn)樨?fù)載的存在可能引起失步和震蕩。這就使步進(jìn)電機(jī)不能按預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行，從而是很難達(dá)到轉(zhuǎn)速精度的要求。為準(zhǔn)確測(cè)量電機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定度,須選用高精度測(cè)量?jī)x器。光電編碼器因光電式數(shù)字輸出而更具抗干擾性強(qiáng)和處理簡(jiǎn)便的優(yōu)勢(shì)。光電編碼器的分分辨率是決定著反饋的準(zhǔn)確性與反饋的精度。也對(duì)步進(jìn)電機(jī)的延時(shí)長(zhǎng)短起到一定的作用?？梢妼?shí)際與理論是有一定的差別的。</p><p><

92、;b>　　第五章 總 結(jié)</b></p><p>　　驀然回首，為期兩個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)就要結(jié)束了，在這漫長(zhǎng)而又短暫之中，通過自己不斷地學(xué)習(xí)，不斷地努力與拼搏、不斷地對(duì)新知識(shí)的追求與索取、不斷地自我發(fā)現(xiàn)、感到自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)水平提出高了許多，對(duì)知識(shí)的掌握程度也加深了許多，對(duì)知識(shí)之間的相互聯(lián)系也有了更深的了解；通過不斷地提高自己的認(rèn)識(shí)水平與能力、不斷地學(xué)習(xí)新方法、新思想、新的思維方式、不斷地改變自己

93、的人生觀和方法論、感到自己不但成長(zhǎng)且成熟了許多；通過不斷地把課本知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際，不斷地把查閱到的資料與文獻(xiàn)中有用的東西應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)，不斷地把所學(xué)的理論與方法應(yīng)用于設(shè)計(jì)之中，從而提高了自己理論聯(lián)系實(shí)際的能力。</p><p>　　在整個(gè)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)的過程中我學(xué)到了做任何事情所要有的態(tài)度和心態(tài)，首先我明白了做學(xué)問要一絲不茍，對(duì)于出現(xiàn)的任何問題和偏差都不要輕視，要通過正確的途徑去解決，在做事情的過程中要有耐心和毅力，不要

94、一遇到困難就打退堂鼓，只要堅(jiān)持下去就可以找到思路去解決問題的。在工作中要學(xué)會(huì)與人合作的態(tài)度，認(rèn)真聽取別人的意見，這樣做起事情來就可以事倍功半。</p><p>　　論文的順利完成，首先我要感謝我的指導(dǎo)老師雷萬(wàn)忠老師以及周圍同學(xué)朋友的幫助，感謝他們提出寶貴的意見和建議。另外，要感謝在大學(xué)期間所有傳授我知識(shí)的老師，是你們的悉心教導(dǎo)使我有了良好的專業(yè)課知識(shí)，這也是論文得以完成的基礎(chǔ)</p><p&g

95、t;　　此次論文的完成既為大學(xué)三年上了一個(gè)完美的句號(hào)，也為將來的人生之路做好了一個(gè)很好的鋪墊。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張洪潤(rùn),藍(lán)清華. 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)教程[M]，北京:清華大學(xué)出版社,1997；</p><p>　　[2] 秦曾煌. 電工學(xué)[M] . 北京:高等教育出版社,1999.<

96、/p><p>　　[3] 常斗南,等. 可編程序控制器原理、應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)[M] . 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998.</p><p>　　[4] 于海生,等. 微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M] . 北京:清華大學(xué)出版社,1999.</p><p>　　[5] 王福瑞,等. 單片機(jī)微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全[M] . 北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1998.</p><

97、;p>　　[6] 陳理壁. 步進(jìn)電機(jī)及其應(yīng)用[M] . 上海: 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1989.</p><p>　　[7] 劉保延,等. 步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)[M] . 哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1997.</p><p>　　[8] 季維發(fā),過潤(rùn)秋,嚴(yán)武升等. 機(jī)電一體化技術(shù)[M] .北京:電子工業(yè)出版社,1995.</p><p>　　[9] 郭敬

98、樞,莊繼東,孔峰. 微機(jī)控制技術(shù)[M] . 重慶:重慶大學(xué)出版社,1994.</p><p>　　[10] 劉國(guó)榮. 單片微型計(jì)算機(jī)技術(shù)[M] . 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1996.</p><p>　　[11] 王福瑞. 單片微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全[M] . 北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1998.</p><p>　　[12] 何立民. 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編[M] .

99、 北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1993.</p><p>　　[13] 潘新民等: 單片微型計(jì)算機(jī)實(shí)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M] 北京: 人民郵電出版社, 1992.</p><p>　　[14] 王潤(rùn)孝,秦現(xiàn)生編著1 機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng)[M] 西北工業(yè)大學(xué)出版社,1997.</p><p>　　[15] 李伯成,侯伯李等編1IBM - PC 微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]西安電子科

100、技大學(xué),1996.</p><p>　　[16] 黃義源主編. 機(jī)械設(shè)備電氣與數(shù)字控制[M]，中共廣播電視大學(xué)出版社,1992。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過兩個(gè)月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，對(duì)于自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起

101、工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。</p><p>　　在這里首先要感謝我的導(dǎo)師雷萬(wàn)忠老師。雷老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從外出實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，及繪制草圖等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是雷老師仍然細(xì)心地糾正設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤。除了敬佩雷老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極