機電一體化課程設(shè)計說明書-基于單片機的步進電機控制電路的設(shè)計.doc

廣州汽車學(xué)院機電一體化課程設(shè)計說明書基于單片機的步進電機控制電路的設(shè)計院（系）機電工程系專業(yè)機械工程及自動化班級07級機械3班學(xué)生姓名指導(dǎo)老師成績2010年月日課程設(shè)計任務(wù)書茲發(fā)給07級機械3班班學(xué)生課程設(shè)計任務(wù)書，內(nèi)容如下：1設(shè)計題目：基于單片機的步進電機控制電路的設(shè)計2應(yīng)完成的項目：（1）電機控制方案的確定（2）硬件電路圖的設(shè)計（3）程序流程圖的設(shè)計（4）3參考資料以及說明：（1）王克義，機電傳動及控制，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005（2）李全利，單片機原理及應(yīng)用，北京：清華大學(xué)出版社，2006（3）林偉健，C+程序設(shè)計基礎(chǔ)，北京：電子工業(yè)出版社，2008（4）畢淑娥，電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，20084本設(shè)計任務(wù)書于200年月日發(fā)出，應(yīng)于2011年1月12日前完成，然后進行答辯。指導(dǎo)教師簽發(fā)年月日課程設(shè)計評語：課程設(shè)計總評成績：指導(dǎo)教師簽字：年月日目錄摘要.1緒論.21.1引言.21.2步進電機的發(fā)展趨勢.21.3國內(nèi)外研究概況.21.4步進電機的選型.3第一章元器件.42.1光電耦合器.42.2達林頓管.42.3步進電機.42.4單片機AT89C52.5第二章硬件電路設(shè)計.63.1單片機最小系統(tǒng).63.2步進電機控制電路.73.3正反轉(zhuǎn)、停止控制電路.8第四章程序設(shè)計.10總結(jié).14參考文獻.151摘要步進電機是一種將電脈沖信號的轉(zhuǎn)換為角位移的機電元件，與其它類型的電機相比具有易于精確控制、無累積誤差等優(yōu)點，在眾多的領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。本設(shè)計采用AT89C52單片機對步進電機進行控制，通過IO口輸出的具有時序的方波作為步進電機的控制信號，信號經(jīng)過芯片74LS06反相輸出，通過光電耦合器輸出的脈沖作為三相步進的各相得控制信號。為了獲得足夠大的的驅(qū)動功率，光電耦合器輸出的脈沖經(jīng)達林頓管進行放大。關(guān)鍵詞：步進電機、單片機、光電耦合、功率放大2緒論1.1引言步進電機作為執(zhí)行元件，是機電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一,廣泛應(yīng)用在各種自動化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展，步進電機的需求量與日俱增，在各個國民經(jīng)濟領(lǐng)域都有應(yīng)用。步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。步進電機可以作為一種控制用的特種電機，利用其沒有積累誤差(精度為100%)的特點，廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。1.2步進電機的發(fā)展趨勢步進電機在今后的發(fā)展，依賴于新型材料的應(yīng)用、設(shè)計手段，以及與驅(qū)動技術(shù)的最佳匹配。隨著自動控制技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在眾多的領(lǐng)域中的進一步發(fā)展以及數(shù)字化、智能化技術(shù)日益發(fā)展，步進電機將會在更深入廣泛的領(lǐng)域中得以應(yīng)用。最后，電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)的發(fā)展，高性能永磁材料的應(yīng)用及優(yōu)化設(shè)計技術(shù)對步進電機發(fā)展起到重要的作用。同時驅(qū)動技術(shù)改進的作用也不容忽視的，對步進電機的設(shè)計和發(fā)展產(chǎn)生了很多的影響，也提出了一系列研究的新課題和新方向。1.3國內(nèi)外研究概況近年來，隨著微電子技術(shù)、大功率電力電子器件及驅(qū)動技術(shù)的進步，步進電機在自動化領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。我國的步進電機行業(yè)起步較早，并一度以反應(yīng)式步進電機的生產(chǎn)與應(yīng)用成為國際電機行業(yè)的一大特色，目前，仍有許多國內(nèi)用戶使用反應(yīng)式步進電機?；旌鲜讲竭M電機的特點是力矩大、運行平穩(wěn)、高頻矩頻特性好，在發(fā)達國家中，越來越廣泛的使用性能優(yōu)越的五相和三相混合式步進電機。步進電機驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展也十分迅速。我國步進電機的應(yīng)用雖然起步較早，但其驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展相對落后，成為制約步進電機應(yīng)用與發(fā)展的主要因素。國內(nèi)仍有不少用戶沿用已被國外淘汰的單電壓串電阻等落后的驅(qū)動方式，驅(qū)動器3電路中使用分立元件居多，可靠性差，且各廠家的驅(qū)動技術(shù)規(guī)范、技術(shù)等級、生產(chǎn)工藝參差不齊。1.4步進電機的選型圖1步進電機的外形86BYG350F系列步進電機是由杭州日升公司推出的三相步進電機，其外形如圖1所示，電機的技術(shù)參數(shù)