步进电机控制任务书
步进电机控制及驱动电路的方案设计书
课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：信息工程学院题目: 步进电机的控制及驱动电路设计初始条件：本设计既可以使用集成移位寄存器、驱动器、555定时器和必要的门电路，以及所需电阻、电容、二极管、三极管、开关等元件。
本设计也可以使用单片机系统构建步进电机的控制及驱动电路。
自行设计所需电源。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、课程设计工作量：1周。
2、技术要求：①设计一个方波发生器提供系统时钟；②设计一个步进电机的驱动信号发生器，可以实现电机正转/反转控制和转速控制；③要求驱动器有足够的输出电流以驱动小功率4相步进电机；④要求可以实现步进电机的单相或双相激励；⑤确定设计方案，按功能模块的划分选择元、器件和集成电路，设计分电路，阐述基本原理。
⑥绘制总体电路原理图。
3、查阅至少5篇参考文献。
按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。
全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。
时间安排：1、2008 年 7 月 5 日集中，作课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。
2、2008 年 7 月 5 日，查阅相关资料，学习电路的工作原理。
2、2008 年 7 月 6 日至 2007 年 7月 7 日，方案选择和电路设计。
2、2008 年 7 月 8 日至 2007 年 7 月 10 日，电路调试和设计说明书撰写。
3、2008 年 7 月 11 日上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。
课设答疑地点：鉴主14楼电子科学与技术实验室。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录1.步进电机原理 (2)1.1步进电机简介 (2)1.2步进电机原理及控制技术 (2)1.3 步进电机驱动方法 (2)1.4总体设计方框图 (3)1.5设计原理分析 (3)1.5.1元器件介绍 (3)1.5.2方案论证 (5)2硬件设计 (6)2.1控制电路 (6)2.2最小系统 (6)2.3驱动电路 (7)2.4显示电路 (7)2.5总体电路图 (8)3软件设计 (9)4程序编写 (9)5实验心得及体会 (17)参考文献 (17)1.步进电机原理及硬件和软件设计1.1步进电机简介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步进电机件。
步进电机控制方案
步进电机控制方案1. 引言步进电机是一种常见的电动机，其特点是精准度高、扭矩稳定、可控性强等。
在许多应用中，需要对步进电机进行控制，以实现精准定位、旋转控制等功能。
本文将介绍步进电机的控制方案，并提供示例代码和运行结果。
2. 步进电机工作原理步进电机是一种定角度运动的电机，其工作原理基于磁场变化导致的转动。
步进电机由转子和定子组成，转子上有一系列的磁极，定子上有一组电枢。
通过依次通电给定子上的电枢，使得磁场依次在转子上形成，从而实现转子的连续旋转。
3. 步进电机控制方案步进电机的控制方案主要包括驱动器和控制器两部分。
驱动器用于控制步进电机的转动，控制器用于更精确地控制电机的运转。
3.1 驱动器选择常见的步进电机驱动器有两相、三相和四相驱动器。
根据实际应用需求，选择适合的驱动器可以提高电机的性能和效率。
以下是常见的驱动器选择情况：•两相驱动器：适用于低速应用，价格较低，但扭矩输出相对较低。
•三相驱动器：适用于高速和高扭矩应用，价格相对较高，但性能更好。
•四相驱动器：适用于中等速度和扭矩要求的应用。
3.2 控制器设计在步进电机控制中，控制器的设计是至关重要的。
控制器需要实现以下功能：•步进电机的速度控制：控制脉冲信号的频率和宽度，可以实现步进电机的高速或低速运动。
•步进电机的方向控制：控制脉冲信号的方向，可以实现步进电机的正转或反转。
•步进电机的位置控制：根据应用需求，设定目标位置和运动方式，通过控制脉冲信号的数量和频率，控制步进电机到达目标位置。
通常情况下，可以使用单片机或专用控制器来设计步进电机的控制器。
以下是一个简单的步进电机控制器的伪代码示例：def step_motor_control(target_position):current_position = 0while current_position != target_position:if target_position > current_position:# 正转move_forward()current_position += 1else:# 反转move_backward()current_position -= 1delay(1) # 控制电机运动速度4. 示例代码下面是一个使用Arduino控制步进电机的示例代码，该代码实现了步进电机的转动和控制：#include <Stepper.h>const int stepsPerRevolution = 200; // 步进电机每转的步数Stepper stepper(stepsPerRevolution, 8, 9, 10, 11); // 步进电机驱动器引脚void setup() {stepper.setSpeed(100); // 设置步进电机转速}void loop() {// 顺时针旋转一个圈stepper.step(stepsPerRevolution);delay(1000);// 逆时针旋转半个圈stepper.step(-stepsPerRevolution / 2);delay(1000);}5. 运行结果通过运行上述示例代码，可以实现步进电机的转动和控制。
步进电机控制说明书
单片机课程设计说明书设计题目：步进电机控制院系：机电汽车工程学院班级：机091-5姓名：xxxxxxx学号：2009xxxxxxxxx指导教师：刘鹏设计日期：2012年06月08日目录一、绪论1.1 设计任务1.2 总体方案二、硬件参数简介2.1 89C512.2 ULN2003A芯片2.3 数码管2.4 步进电机三、步进电机控制系统电路设计3.1 控制电路3.2 最小系统3.3 驱动电路3.4 显示电路3.5 总体电路四、程序设计4.1 方案论证4.2 主程序设计4.3 定时中断设计4.4 外部中断设计4.5 整体程序五、仿真与调试六、设计总结七、分工说明一、绪论1.1设计任务1 、完成单片机与功率驱动电路及小功率步进电机的连接；2 、控制步进电机的转动方向、转动速度及转过指定的角度；3 、通过按键改变电机的转向、转速等参数。
1.2 总体方案单片机控制步进电机，就是利用单片机发出脉冲信号，经过驱动单元驱动步进电机工作，同时可以利用外围电路控制步进电机的状态，显示其工作状态。
本设计采用AT89C51，编程实现P1端四个口循环输出脉冲，用ULN2003放大信号，供给四相电机。
另外，用按键和开关控制P3口定时中断，使其加速、减速、启动、停止和换向。
P0口和P2口输出信号，经数码管显示转向和速度等级。
二、硬件参数简介2.1 89C51AT89C51是一种低功耗/低电压/高性能的8位单片机，其输出引脚指令系统都与MCS-51兼容；片内的Flash ROM允许在系统内改编程序或用常规的非易失控型编程器来编程，内部除CPU外，还包括256字节RAM，四个8位并行I/O口，5个中断源，2个中断优先系统，2个16位可编程定时计数器。
89C51功能强、灵活性高且价格合理，完全可以满足本系统设计需要。
2.2 ULN2003芯片进行信号放大。
ULN2003内部集成了8组达林顿管，驱动负载电流为500mA，驱动电压50V. 八路NPN达林顿连接晶体管阵系列特别适用于低逻辑电平。
步进电机控制说明书
1题目:2 电路原理图的设计2.1步进电机控制电路原理图硬件总体电路原理图如下图2.1所示，图2.1 2.2 LCD显示模块LCD1602与５１单片机的接口原理图如下图2.2，2.3L297/298电机驱动模块L297、L298与单片机的接口原理图如下图2.3，图2.3L297能产生4相控制信号，其用于分辨单片机传送给它的信号是低电平还是高电平，以采取相应的措施工作。
L298是步进电机专用驱动芯片，是2相和4相步进电机的专用驱动器，驱动46V,2A 以下的步进电机，如上图2.3所示。
2.4 键盘控制模块（加速、减速、正转、反转）键盘控制模块的链接方式如图2.5所示图2.2图2.5由这4个键分别来控制电机的转动情况：加速，减速，正转，反转。
3软件系统设计3.1软件系统的流程结构3.2主程序模块#include "AT89X51.h"int delay();void inti_lcd();void show_lcd(int);void cmd_wr();void ShowState();void clock(unsigned int Delay) ;void DoSpeed(); //计算速度//正转值#define RIGHT_RUN 1//反转值#define LEFT_RUN 0sbit RS=0xA0;//P2口地址sbit RW=0xA1;sbit E=0xA2;char SpeedChar[]="SPEED(n/min):";char StateChar[]="RUN STATE:";char STATE_CW[]="CW";char STATE_CCW[]="CCW";char SPEED[3]="050";unsigned int RunSpeed=50; //速度unsigned char RunState=RIGHT_RUN; //运行状态main(){/*定时器设置*/TMOD=0x66; //定时器0，1都为计数方式；方式2；EA=1; //开中断TH0=0xff; //定时器0初值FFH；TL0=0xff;ET0=1;TR0=1;TH1=0xff; //定时器1初值FFH；TL1=0xff;ET1=1;TR1=1;IT0=1; //脉冲方式EX0=1; //开外部中断0:加速IT1=1; //脉冲方式EX1=1; //开外部中断1:减速inti_lcd();DoSpeed();ShowState();while(1){clock(RunSpeed);//延时时间P0_1=P0_1^0x01;//什么意思,用与或也行的}}//定时器0中断程序:正转void t_0(void) interrupt 1{RunState=RIGHT_RUN;P0_0=1;//控制CW CCW的P1=0x01;cmd_wr();ShowState();}//定时器1中断:反转void t_1(void) interrupt 3{RunState=LEFT_RUN;P0_0=0;P1=0x01;cmd_wr();ShowState();}//中断0:加速程序void SpeedUp() interrupt 0{if(RunSpeed>=12)RunSpeed=RunSpeed-2;DoSpeed();P1=0x01;cmd_wr();ShowState();}//中断1:减速程序void SpeedDowm() interrupt 2{if(RunSpeed<=100)RunSpeed=RunSpeed+2;DoSpeed();P1=0x01;cmd_wr();ShowState();}int delay() //判断LCD是否忙{int a;start:RS=0;RW=1;E=0;for(a=0;a<2;a++);E=1;P1=0xff;if(P1_7==0)return 0;elsegoto start;}void inti_lcd() //设置LCD方式{P1=0x38;cmd_wr();delay();P1=0x01; //清除cmd_wr();delay();P1=0x0f;cmd_wr();delay();P1=0x06;cmd_wr();delay();P1=0x0c;cmd_wr();delay();}void cmd_wr() //写控制字{RS=0;RW=0;E=0;E=1;}void show_lcd(int i) //LCD显示子程序{P1=i;RS=1;RW=0;E=0;E=1;}void ShowState() //显示状态与速度{int i=0;while(SpeedChar[i]!='\0'){delay();show_lcd(SpeedChar[i]);i++;}delay();P1=0x80 | 0x0d;cmd_wr();i=0;while(SPEED[i]!='\0'){delay();show_lcd(SPEED[i]);i++;}delay();P1=0xC0;cmd_wr();i=0;while(StateChar[i]!='\0'){delay();show_lcd(StateChar[i]);i++;}delay();P1=0xC0 | 0x0A;cmd_wr();i=0;if(RunState==RIGHT_RUN)while(STATE_CW[i]!='\0'){delay();show_lcd(STATE_CW[i]);i++;}elsewhile(STATE_CCW[i]!='\0'){delay();show_lcd(STATE_CCW[i]);i++;}}void clock(unsigned int Delay) //1ms延时程序{ unsigned int i;for(;Delay>0;Delay--)for(i=0;i<124;i++);}void DoSpeed(){SPEED[0]=(1000*6/RunSpeed/100)+48;SPEED[1]=1000*6/RunSpeed%100/10+48;SPEED[2]=1000*6/RunSpeed%10+48;}4仿真及调试如图4.1（1）、图4.1（2）所示5.总论图4.1（1）图4.1（2）参考文献致谢。
《单片机课程设计——步进电机》任务书
《单片机应用系统设计》课程设计任务书一. 课题名称三相步进电动机的单片机控制。
二．设计目的通过设计一个由单片微机组成的应用系统，全面了解和掌握单片机应用系统的设计方法，包括硬件设计，软件设计和系统调试，同的也应掌握单片机开发系统的原理和使用方法。
三．设计要求步进电机常用作机电一体化系统的执行部件，了解步进电机的工作原理和微机控制的基本方法，对学习和掌握微机应用和机电一体化系统设计具有重要意义。
本次设计要求设计一套以单片机为核心的步进电机控制器，步进电机采用实验用三相步进电动机，控制器硬件采用爱思89C51-B高级用户板以及爱思通用8279键盘显示板，要求画出应用系统的硬件逻辑图，设汁的主要工作是软件设计和系统调试，具体有以下几点要求：1.利用MCS-51系列兼容机ATMEL89C51、8279及有关接口芯片构成一个完整的单片机应用系统，要求设计16只键组成的键盘以输入数据和命令，8只LED显示器用于系统显示输出。
此外，采用89C51的P1口输出信号，经放大驱动一台步进电机。
2.根据上述要求绘制系统的硬件逻辑图。
3.设计系统软件，其功能为管理键盘和显示器，要求该系统软件具有较好的通用性。
4.设计应用软件，控制步进电机，要求定义若干功能键，用于实现步进电机能以下列三种方式工作：1)正向点动和反向点动；2)恒速步进给定行程；3)以设定的速度步进给定行程。
5.系统调试，学习单片机开发系统(仿真器)和用户板的使用方法，利用开发系统进行程序的调试及整个应用系统进行实时仿真，最后将调试好的程序固化在89C51单片机中，应用系统能正常工作。
四.设计步骤1.了解三相步进电机的工作原理，确定控制方案。
2.设计应用系统硬件逻辑图，根据所学知识，画出所选各芯片、器件的连接线路，包括数据线，地址线和控制信号线。
3.编写系统软件，注意各功能键的定义。
4.编写应用软件，注意与系统软件相连接。
5.学习单片机开发系统的使用方法，并调试所编制的软件。
步进电机控制说明
实训名称步进电机控制一、实训目的1.掌握步进电机控制系统的接线、调试、操作二、实训设备序号名称型号与规格数量备注1实训装置THHAJS-1 12实训挂箱B10 13导线3号若干45通讯编程电缆SC-90 1 三菱6实训指导书THHAJS-1 17计算机（带编程软件） 1 自备三、面板图+四、控制要求1.总体控制要求：如面板图所示，利用可编程控制器输出信号控制步进电机运行。
2.按下“SD”启动开关，系统准备运行。
3.打开“MA”手动开关，系统进入手动控制模式，选择电机旋转方向，再按动“SE”单步按钮，步进电机运行一步。
4.关闭“MA”手动开关，系统进入自动控制模式，此时步进电机开始自动运行。
5.分别按动速度选择开关“V1”、“V2”、“V3”，步进电机运行在不同的速度段上。
6.步进电机开始运行时为正转，按动“MF”开关，步进电机反方向运行。
再按动“MZ”开关，步进电机正方向运行。
五、功能指令使用及程序流程图六、端口分配及接线图1.端口分配及功能表 序号 PLC 地址（PLC 端子）电气符号（面板端子） 功能说明1 X00 SD 启动开关2 X01 MA 手动3 X02 V1 速度14 X03 V2 速度25 X04 V3 速度36 X05 MZ 正转7 X06 MF 反转8 X07 SE 单步 9Y00 A A 相 10 Y01 B B 相 11 Y02 C C 相 12 Y03DD 相 13 面板V+ 接电源+24V电源正端 14主机COM 、COM0、COM1、COM2接电源GND电源负端2.PLC 外部接线图七、操作步骤1. 检查实训设备中器材及调试程序。
2.按照I/O端口分配表或接线图完成PLC与实训模块之间的接线，认真检查，确保正确无误。
2.打开示例程序或用户自己编写的控制程序，进行编译，有错误时根据提示信息修改，直至无误，用SC-90通讯编程电缆连接计算机串口与PLC通讯口，打开PLC主机电源开关，下载程序至PLC中，下载完毕后将PLC的“RUN/STOP”开关拨至“RUN”状态。
步进电机控制器--说明书
电机,伺服电机可编程控制器AKS-01Z使用说明一、系统特点●控制轴数：单轴；●指令特点：任意可编程（可实现各种复杂运行：定位控制和非定位控制）；●最高输出频率：40KHz(特别适合控制细分驱动器)；●输出频率分辨率：1Hz；●编程条数：99条；输入/1234、5、6一表示按键。
后面板图及信号说明：后面板图为接线端子，包括：1、CP、CW、OPTP为步进电机驱动器控制线，此三端分别连至驱动器的相应端，其中：CP————步进脉冲信号CW————电机转向电平信号OPTO————前两路信号的公共阳端CP、CW的状态分别对应面板上的指示灯2、启动：启动程序自动运行，相当于面板上的启动键。
3、停止：暂停正在运行的程序，相当于面板上的停止键，再次启动后，程序继续运行。
4、A操作和B操作是本控制器的一大特点：对于步进电机，我们一般进行定量定位控制，如控制电机以一定的速度运行一定的位移这种方式很容易解决，只需把速度量和位移量编程即可。
但还有相当多的控制是不能事先定位的，例如控制步进电机从起始点开始朝一方向运行，直到碰到一行程开关后停止，当然再反向运行回到起始点。
再例如要求步进电机在两个行程开关之间往复运行n次，等等。
在这些操作中，我们事先并不知道步进电机的位移量的具体值，又应当如何编程呢？本控制器利用：“中断操作”，我们称之为“A操作”和“B操作”。
以“A操作”为例，工作流程为：当程序在运行时，如果“A操作”又信号输入，电机作降速停止，程序在此中断，程序记住了中断处的座标，程序跳转到“A操作”入口地址所指定的程序处运行程序。
5、输入1和输入2通过开关量输入端。
6、输出1、输出2和输出3通过开关量输出端。
7、C OM+、COM—输入输出开关量外部电源，本电源为DC12V/0.3A,COM+为正端，COM—为负端，此电源由控制器内部隔离提供。
8、成后按参数分两行显示，第一行显示参数的名称，第二行显示参数数据。
参数修改方式：进入参数设定状态后，首先显示第一行[JF-------]。
电机控制课程设计任务书(电气1)2013
课程设计任务书课程名称电机控制课程设计院部名称机电工程学院专业电气工程及其自动化班级 13电气工程及其自动化(1) 指导教师周洪等金陵科技学院教务处制2）.设计原理说明或思路：系统电路由电源电路、复位电路、位置检测电路、晶振、步进电机、按键电路、驱动电路、单片机、显示电路等组成。
中断口和键盘/显示器接口芯片8279中断口。
题目2：基于单片机的步进电机控制系统1）.设计原理图（或框图）：2）.设计原理说明或思路：步进电机最大的应用是在数控机床的制造中，因为步进电机不需要A/D 转换，能够直接将数字脉冲信号转化成为角位移，所以被认为是理想的数控机床的执行元件。
目前，在数控生产等应用领域，有三分之二以上采用的是步进电机作为伺服控制系统的控制电机的。
因此，如何改善步进电机的控制方法以提高定位系统的定位精度，成为提高系统性能的关键所在。
所以本项设计，通过AT89C51 单片机及脉冲分配器(又称逻辑转换器) PMM 8713 完成步进电机各种运行方式的控制。
实现步进电机在三拍、六拍工作方式下的正反转控制、无级调速控制等功能，cpu 运行速度大为加快，提高了系统响应速度，能达到提高系统定为精度，减少响应时间，减小整体体积的目的，使得步进电机在开环控制系统里就能实现精确地控制，对改进数控机床的加工精度有重大意义。
整个系统采用模块化设计, 结构简单、可靠,通过人机交互接口可实现各功能设置,操作简单,易于掌握。
对于提高工业精密定位技术，进行产品革新、扩大生产和提高良品率和国际经济竞争力有着重要的现实意义。
采用单片机来控制步进电机，实现了软件与硬件相结合的控制方法。
用环形分配器代替软件控制，达到了对步进电机的最佳控制。
系统中采用单片机接口线直接去控制步进电机各相驱动线路。
由于单片机的强大功能，还可设计大量的外围电路，键盘作为一个外部中断源，设置了步进电机正转、反转、档次、停止等功能，采用中断和查询相结合的方法来调用中断服务程序，完成对步进电机的最佳控制，显示器及时显示正转、反转速度等状态。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
太原理工大学现代科技学院
课程设计任务书
注：1.课程设计完成后，学生提交的归档文件应按照：封面—任 务书—说明书—图纸的顺序进行装订上交（大张图纸不必装订）
2.可根据实际内容需要续表，但应保持原格式不变。
指导教师签名： 日期： 专业班级 电气 学生姓名 课程名称 单片机原理
与接口技术
设计名称
基于单片机的
步进电机控制
设计周数 2 指导教师 贾好来
设计
任务
主要
设计
参数
本设计为步进电机单片机控制系统，其功能如下: (1)具有对步进电机的启停、正反转、加减速控制； (2)控制按钮分别为正转、反转、加速、减速、以及停止键； (3)能够通过一位LED 数码管显示当前的转动等级，并且有一个LED 屏幕显示正转反转，因此可以清楚的显示当前转动方向。
设计内容
设计要求
（1）在认真查阅理解相关资料基础上，设计系统电路图并在proteus 中绘制电路
原理图；
（2）在proteus 软件自带的ASEM51编辑器中输入同学们编写的汇编源程序（或者在Keil C 软件中编写C51程序），并使之编译通过。
（3）在proteus 中加载程序，观察仿真结果。
主要参考
资料 1.贾好来.单片机嵌入式系统原理及应用.机械工业出版社，2013.4
2.徐爱钧.单片机原理实用教程基于PROTEUS 虚拟仿真.电子工业出版社，2009.1
学生提交
归档文件 1.设计说明书一本，包括硬件电路图和软件程序（电子版） 4.采用屏幕录像软件，录制步进电机运行情况，以MP3的形式提交。