畢業(yè)論文--無線發(fā)送與接收模塊的步進(jìn)電機(jī)控制電路設(shè)計(jì)

1、摘要步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用在各種領(lǐng)域中，它是電脈沖信號進(jìn)行控制的，將電脈沖信號轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的角轉(zhuǎn)移或線轉(zhuǎn)移的微電動機(jī)。它最突出的優(yōu)點(diǎn)是在寬廣的頻率范圍內(nèi)通過改變脈沖信號來進(jìn)行調(diào)速，快速啟停、正反轉(zhuǎn)控制及制動等，并且其開環(huán)系統(tǒng)既簡單、廉價(jià)，又可行，因此在辦公自動化設(shè)備以及各種控制裝置等眾多領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用。隨著微電子和計(jì)算機(jī)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，研制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器及其控制系統(tǒng)具有十分重要

2、的意義。本課程設(shè)計(jì)介紹了四相五線步進(jìn)電機(jī)及單片機(jī)的工作原理，利用 MCS-51 系列單片機(jī)和無線發(fā)送\接收模塊設(shè)計(jì)一個步進(jìn)電機(jī)無線控制系統(tǒng)，用 c 語言編寫出實(shí)現(xiàn)電機(jī)的起停控制、正反轉(zhuǎn)控制和給定轉(zhuǎn)速控制的程序源代碼，通過單片機(jī)，電機(jī)的驅(qū)動芯片 L298 以及相應(yīng)的紅外線遙控按鍵實(shí)現(xiàn)以上功能。關(guān)鍵詞：步進(jìn)電機(jī)；電脈沖信號；單片機(jī)；L298 L298；紅外線遙控1、前 言1.1 步進(jìn)電機(jī)簡介步進(jìn)電機(jī)最早是在 1920 年由英國人所開發(fā)的，1

3、950 年后期晶體管的發(fā)明也逐漸應(yīng)用在步進(jìn)電機(jī)上，這使數(shù)字化的控制變得更為容易。以后經(jīng)過不斷改良，使得今日步進(jìn)電機(jī)已廣泛運(yùn)用在需要高定位精度、高分解性能、高響應(yīng)性、信賴性等靈活控制性高的機(jī)械系統(tǒng)中。在生產(chǎn)過程中要求自動化、省人力、效率高的機(jī)器中，我們很容易發(fā)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的蹤跡，尤其以重視速度、位置控制、需要精確操作各項(xiàng)指令動作的靈活控制性場合步進(jìn)電機(jī)用得最多。步進(jìn)電機(jī)還具有快速啟動、精確步進(jìn)和定位等特點(diǎn)，因而在數(shù)控機(jī)床，繪圖儀，打印機(jī)以及

4、光學(xué)儀器中得到廣泛的應(yīng)用。如今，步進(jìn)電動機(jī)已成為除直流電動機(jī)和交流電動機(jī)以外的第三類電動機(jī)。傳統(tǒng)電動機(jī)作為機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置，在人類的生產(chǎn)和生活進(jìn)入電氣化過程中起著關(guān)鍵的作用。1.2 步進(jìn)電機(jī)工作原理表 1.1 步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)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的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固

5、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^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時也可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。由此可見：電機(jī)的位置和速度與導(dǎo)電次數(shù)（脈沖數(shù)）和頻率成一一對應(yīng)關(guān)系。而方向由導(dǎo)電順序決定。不難推出：電機(jī)定子上有 m 相勵磁繞阻，其軸線分別與轉(zhuǎn)子齒軸線偏移1/m,2/m……(m-1)/m,1。并且導(dǎo)電按一定的相序，電機(jī)就能正反轉(zhuǎn)被控制——