控制步进电机调速系统实验报告
步进电机实验报告册(3篇)
第1篇一、实验目的1. 熟悉步进电机的工作原理和特性。
2. 掌握步进电机的驱动方式及其控制方法。
3. 学会使用常用实验设备进行步进电机的调试和测试。
4. 了解步进电机在不同应用场景下的性能表现。
二、实验设备1. 步进电机：选型为双极性四线步进电机，型号为NEMA 17。
2. 驱动器：选型为A4988步进电机驱动器。
3. 控制器：选型为Arduino Uno开发板。
4. 电源：选型为12V 5A直流电源。
5. 连接线、连接器、电阻等实验配件。
三、实验原理步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移或线位移的电机。
它具有以下特点：1. 转动精度高，步距角可调。
2. 响应速度快，控制精度高。
3. 结构简单，易于安装和维护。
4. 工作可靠，寿命长。
步进电机的工作原理是：通过控制驱动器输出脉冲信号，使步进电机内部的线圈依次通电，从而产生步进运动。
四、实验步骤1. 搭建实验电路（1）将步进电机连接到驱动器上，确保电机线序正确。
（2）将驱动器连接到Arduino Uno开发板上，使用连接线连接相应的引脚。
（3）连接电源，确保电源电压与驱动器要求的电压一致。
2. 编写控制程序（1）使用Arduino IDE编写程序，实现步进电机的正转、反转、调速等功能。
（2）通过串口监视器观察程序运行情况，调试程序。
3. 调试步进电机（1）测试步进电机的正转、反转功能，确保电机转动方向正确。
（2）调整步进电机的转速，观察电机运行状态，确保转速可调。
（3）测试步进电机的步距角，确保步进精度。
4. 实验数据分析（1）记录步进电机的正转、反转、调速等性能参数。
（2）分析步进电机的运行状态，评估其性能。
五、实验结果与分析1. 正转、反转测试步进电机正转、反转功能正常，转动方向正确。
2. 调速测试步进电机转速可调，调节范围在1-1000步/秒之间。
3. 步距角测试步进电机的步距角为1.8度，与理论值相符。
4. 实验数据分析步进电机的性能指标符合预期，可满足实验要求。
步进电控制实验报告
一、实验目的1. 理解步进电机的工作原理及其应用领域。
2. 掌握单片机控制步进电机的技术方法。
3. 熟悉步进电机的驱动电路设计。
4. 通过实验验证步进电机控制系统的性能。
二、实验原理步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移的电机，具有精度高、响应快、控制简单等优点。
其工作原理是：当输入一定频率的脉冲信号时，步进电机按照一定的步距角转动。
步进电机的步距角与线圈匝数、绕组方式有关。
本实验采用单片机控制步进电机，通过编写程序实现步进电机的正转、反转、停止、转速调节等功能。
三、实验设备1. 单片机实验平台：包括51单片机、电源、按键、数码管等。
2. 步进电机驱动模块：用于驱动步进电机，包括驱动电路和步进电机本体。
3. 实验指导书。
四、实验步骤1. 搭建实验电路（1）连接单片机实验平台，包括电源、按键、数码管等。
（2）连接步进电机驱动模块，包括电源、控制线、步进电机本体等。
（3）检查电路连接是否正确，确保无误。
2. 编写控制程序（1）初始化单片机相关端口，包括P1口、定时器等。
（2）编写步进电机控制函数，包括正转、反转、停止、转速调节等功能。
（3）编写主函数，根据按键输入实现步进电机的控制。
3. 下载程序（1）将编写好的程序下载到单片机实验平台。
（2）检查程序是否下载成功。
4. 测试实验（1）观察数码管显示的转速挡次和转动方向。
（2）通过按键控制步进电机的正转、反转、停止和转速调节。
（3）观察步进电机的转动情况，验证控制程序的正确性。
五、实验结果与分析1. 实验结果（1）通过按键控制步进电机的正转、反转、停止和转速调节。
（2）数码管显示转速挡次和转动方向。
（3）步进电机按照设定的方向和转速转动。
2. 实验分析（1）通过实验验证了单片机控制步进电机的可行性。
（2）实验结果表明，控制程序能够实现步进电机的正转、反转、停止和转速调节等功能。
（3）实验过程中，需要对步进电机驱动模块进行合理设计，以确保步进电机的稳定运行。
步进电机调速实验
步进电机调速实验1.实验目的（1）掌握步进电动机控制系统的硬件设计方法。
（2）进一步学习编制步进电动机驱动程序的软件设计方法。
（3）编制程序，控制步进电动机的运转速度。
（4）编制程序，控制步进电动机的旋转方向。
2.实验原理及说明步进电动机又称为脉冲电机，是工业过程控制和仪表中一种能够快速启动、反转和制动的执行元件。
其功用是将电脉冲转换为相应的角位移或直线位移。
步进电动机的运转是由电脉冲信号控制的，步进电动机的角位移量或线位移量与脉冲数成正比，每给一个脉冲，步进电机就转动一个角度（步距角）或前进/倒退一步。
步进电机旋转的角度由输入的电脉冲数确定，当某一相绕组通电时，对应的磁极产生磁场，并与转子形成磁路，这时，如果定子和转子的小齿没有对齐，在磁场的作用下，由于磁通具有力图走磁阻最小路径的特点，转子将转动一定的角度，使转子与定子的齿相互对齐，错齿是促使电机旋转的原因。
四相步进电动机以四相单四拍、四相八拍方式工作时的脉冲分配见表3-3、3-4。
表3-3 四相单四拍脉冲分配表如步进电动机每一相均停止通电，则电机处于自由状态；若某一相一直通直流电时，则电机可以保持在固定的位置上，即停在最后一个脉冲控制的角位移的终点位置上，这样，步进电动机可以实现停车时转子定位。
这就是步进电动机的自锁功能。
当步进电机处于自锁时，若用手旋转它，感觉很难转动。
步进电机四相长时间通电流会引起电机发热，用户在电机空闲时注意将各相电流断开，即对74LS273（8为D触发器）的低4位送“0”。
步进电动机是用电脉冲进行控制的电机，改变脉冲输入频率，就可以改变电机的速度；改变通电顺序，即改变定子磁场旋转的方向，就可以达到控制步进电动机正反转目的。
本实验采用35BY48步进电机，其参数如表3-5所示。
表3-5 35BY48步进电机参数（1）运行速度的控制。
图3-17是四相单四拍方式的脉冲时序图，从图3-17可以看出，当改变电脉冲的周期，ABCD四相绕组高低电平的宽度将发生变化，这就导致通电和断电的变化率发生变化，使电机转速改变，所以调节电脉冲的周期就可以控制步进电机的运转速度。
步进电机控制实训报告
一、实训背景随着科技的飞速发展，步进电机在工业自动化、精密定位、医疗设备等领域得到了广泛的应用。
为了深入了解步进电机的原理和应用，提高自身的动手实践能力，我们进行了步进电机控制实训。
二、实训目标1. 理解步进电机的原理和工作方式。
2. 掌握步进电机的驱动方法和控制方法。
3. 学会使用单片机对步进电机进行编程和控制。
4. 提高团队协作能力和问题解决能力。
三、实训内容1. 步进电机原理步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移或线位移的执行元件。
其特点是响应速度快、定位精度高、控制简单。
步进电机每输入一个脉冲信号，就转动一个固定的角度，称为步距角。
步距角的大小取决于电机的结构，常见的步距角有1.8度、0.9度等。
2. 步进电机驱动步进电机的驱动通常采用步进电机驱动器。
驱动器将单片机输出的脉冲信号转换为驱动步进电机的电流信号，实现对步进电机的控制。
常见的驱动器有L298、A4988等。
3. 单片机控制本实训采用AT89C51单片机作为控制核心。
通过编写程序，控制单片机输出脉冲信号，实现对步进电机的正转、反转、停止、速度等控制。
4. 实训步骤（1）搭建步进电机驱动电路，连接单片机、步进电机、按键等外围设备。
（2）编写程序，实现以下功能：- 正转、反转控制；- 速度控制；- 停止控制；- 按键控制。
（3）使用Proteus仿真软件进行程序调试，验证程序的正确性。
（4）将程序烧录到单片机中，进行实际硬件测试。
四、实训结果与分析1. 正转、反转控制通过编写程序，实现了对步进电机的正转和反转控制。
在Proteus仿真软件中，可以观察到步进电机按照设定的方向转动。
2. 速度控制通过调整脉冲信号的频率，实现了对步进电机转速的控制。
在Proteus仿真软件中，可以观察到步进电机的转速随脉冲频率的变化而变化。
3. 停止控制通过编写程序，实现了对步进电机的停止控制。
在Proteus仿真软件中，可以观察到步进电机在停止信号后立即停止转动。
步进电机控制实验报告
步进电机控制实验报告一、实验要求利用P0输出脉冲序列，74LS244输入开关量，开关K2-K8控制步进电机转换(分6挡)，K0、K1控制步进电机转向。
必须要K2-K8中一开关和K0、K1中一开关同时为‘1’时步进电机才启动，其他情况步进电机不工作。
步进电机驱动原理是通过对它每线圈中的电流的顺序切换来使电机作步进式旋转。
驱动电路又脉冲信号来控制，所以调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速。
微电脑控制步进电机最合适。
二、试验目的1、了解步进电机控制的基本原理。
2、掌握控制步进电机转动编程方法。
三、步进电机工作原理步进电机是将给定的电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。
给定一个电脉冲信号，步进电机转子就转过相应的角度，这个角度就称作该步进电机的步距角。
目前常用步进电机的步距角大多为1.8度(俗称一步)或0.9度(俗称半步)。
以步距角为0.9度的进步电机来说，当我们给步进电机一个电脉冲信号，步进电机就转过0.9度;给两个脉冲信号，步进电机就转过1.8度。
以此类推，连续给定脉冲信号，步进电机就可以连续运转。
由于电脉冲信号与步进电机转角存在的这种线性关系，使得步进电机在速度控制、位置控制等方面得到了广泛的应用。
步进电机的使用至少需要三个方面的配合，一是电脉冲信号发生器，它按照给定的设置重复为步进电机输送电脉冲信号，目前这种信号大多数由可编程控制器或单片机来完成;二是驱动器(信号放大器)，它除了对电脉冲信号进行放大、驱动步进电机转动以外，还可以通过它改善步进电机的使用性能，事实上它在步进电机系统中起着重要的作用，一般一种步进电机可以根据不同的工况具有多种驱动器;三是步进电机，它有多种控制原理和型号，现在常用的有反应式、感应子式、混合式等。
步进电机的速度控制是通过输入的脉冲频率快慢实现的。
当发生脉冲的频率减小时，步进电机的速度就下降;当频率增加时，速度就加快。
还可以通过频率的改变而提高步进电机的速度或位置精度。
步进电机调速实验报告
步进电机调速实验报告步进电机调速实验报告引言：步进电机是一种常见的电机类型，具有精准定位、高可靠性和简单控制等优点，广泛应用于机械自动化领域。
本实验旨在通过调整步进电机的驱动信号频率，探究步进电机的调速性能。
实验目的：1. 了解步进电机的工作原理和调速控制方法；2. 掌握步进电机调速实验的基本操作；3. 分析步进电机调速性能，并探讨其影响因素。
实验装置：1. 步进电机驱动器：用于控制步进电机的转速和方向；2. 步进电机：作为实验的被测对象；3. 信号发生器：用于产生步进电机的驱动信号。
实验步骤：1. 搭建实验装置：将步进电机与驱动器连接，连接信号发生器与驱动器；2. 设置实验参数：根据实验要求，设置信号发生器的频率范围和步进电机的分辨率；3. 开始实验：逐步增加信号发生器的频率，观察步进电机的转速变化；4. 记录数据：记录不同频率下步进电机的转速，并绘制转速-频率曲线；5. 分析结果：根据实验数据，分析步进电机的调速性能，并探讨其影响因素。
实验结果：根据实验数据，绘制了步进电机的转速-频率曲线。
曲线呈现出一定的线性关系，即随着频率的增加，步进电机的转速也相应增加。
然而，在一定频率范围内，转速的增加逐渐趋于平缓，表明步进电机存在一定的最大转速限制。
此外，实验中还观察到步进电机在低频率下容易发生失步现象，即无法按照预定的步进角度运动。
讨论与分析：步进电机的调速性能受多种因素影响，其中包括步进电机的类型、驱动器的性能、负载情况等。
在本实验中，步进电机的转速受到信号发生器频率的限制，过高或过低的频率都会导致转速的下降。
此外，步进电机的失步现象可能是由于驱动器输出信号不稳定或负载过大造成的。
结论：通过本实验，我们了解了步进电机的工作原理和调速控制方法，并掌握了步进电机调速实验的基本操作。
实验结果显示，步进电机的转速与驱动信号频率呈线性关系，但存在一定的最大转速限制。
此外，步进电机在低频率下容易发生失步现象。
步进电机实验
步进电机实验步进电机实验注意事项：1、系统通电后，身体的任何部位不要进入系统运动可达范围之内；2、实验中，请严格按照实验步骤进行操作，以防发生意外；3、实验完成后按下“停止”按钮，使电机停止运行，关闭电源；4、实验中注意用电安全，如遇紧急情况立即拨动电源开关，切断电源。
一、步进电机调速实验1、实验目的1.1熟悉步进电机的工作原理；1.2了解步进电机调速的方法；1.3 了解目标频率和转速之间的关系；1.4 掌握步进调速平台的操作方法。
2、实验设备1、步进电机测试平台一套3、实验原理（1）步进的工作原理步进电机是一种作为控制用的特种电机，它的旋转是以固定的角度（称为“步距角”）一步一步运行的，广泛应用于开环控制。
通过控制步进电机的脉冲频率，可以对电机进行精确调速；控制步进电机的脉冲个数，可以对电机精确定位。
步进电机分三种：永磁式(PM)，反应式(VR)和混合式(HB)。
永磁式步进电机一般为两相，转距和体积较小, 步距角一般为7.5°或15°；反应式步进一般为三相，可实现大转矩输出，步距角一般为1.5°，但噪声和振动都很大。
混合式步进电机是混合了永磁式和反应式的优点，可分为两相和五相。
两相混合式步进电机步距角一般为1.8°，而五相混合式步进电机步距角一般为0.72°。
混合式步进电机的应用最为广泛，本测试平台使用的步进电机即为步距角为1.8°的两相混合式步进电机。
( 2 ) 步进驱动器的参数及设置驱动器的细分步进电机通过细分驱动器的驱动，其步距角变小了，如驱动器工作在10细分状态时，其步距角只为电机固有步距角的十分之一，也就是说，当驱动器工作在不细分的整步状态时，控制系统每发一个步进脉冲，电机转动1.8°；而用细分驱动器工作在10细分状态时，电机只转动了0.18°，这就是细分的基本原理。
细分功能究全是由驱动器靠精确控制电机的相电流所产生, 与电机无关。
控制步进电机实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解步进电机的工作原理及控制方法。
2. 掌握单片机与步进电机驱动模块的接口连接方法。
3. 学习使用C语言编写程序，实现对步进电机的正反转、转速和定位控制。
4. 通过实验，加深对单片机控制系统的理解。
二、实验原理步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移或线位移的电机，其特点是控制精度高、响应速度快、定位准确。
步进电机控制实验主要涉及以下几个方面：1. 步进电机驱动模块：常用的驱动模块有ULN2003、A4988等，它们可以将单片机的数字信号转换为步进电机的控制信号。
2. 单片机：单片机是整个控制系统的核心，负责接收按键输入、处理数据、控制步进电机驱动模块等。
3. 步进电机：步进电机分为单相、双相和三相等类型，本实验使用的是双相四线步进电机。
三、实验设备1. 单片机开发板：例如STC89C52、STM32等。
2. 步进电机驱动模块：例如ULN2003、A4988等。
3. 双相四线步进电机。
4. 按键。
5. 数码管。
6. 电阻、电容等元件。
7. 电源。
四、实验步骤1. 硬件连接（1）将步进电机驱动模块的输入端（IN1、IN2、IN3、IN4）分别连接到单片机的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3口。
（2）将按键的输入端连接到单片机的P3.0口。
（3）将数码管的段选端连接到单片机的P2口。
（4）将步进电机驱动模块的电源端连接到电源。
（5）将步进电机连接到驱动模块的输出端。
2. 编写程序（1）初始化单片机I/O端口，设置P1口为输出端口，P3.0口为输入端口，P2口为输出端口。
（2）编写按键扫描函数，用于读取按键状态。
（3）编写步进电机控制函数，实现正反转、转速和定位控制。
（4）编写主函数，实现以下功能：a. 初始化数码管显示；b. 读取按键状态；c. 根据按键状态调用步进电机控制函数；d. 更新数码管显示。
3. 调试程序（1）将程序烧写到单片机中；（2）打开电源，观察数码管显示和步进电机运行状态；（3）根据需要调整程序，实现不同的控制效果。
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华北科技学院计算机系综合性实验
实验报告
课程名称微机原理及应用
实验学期 2011 至 2012 学年第二学期学生所在系部电子信息工程学院
年级 2009 专业班级
学生姓名学号
任课教师
实验成绩
计算机系制
《微机原理及应用》课程综合性实验报告
开课实验室：计算机接口实验室2012年5月29日
实验题目微机控制步进电机调速系统
一、实验目的
1、了解计算机控制步进电机原理
2、掌握步进电机正转反转设置方法
3、掌握步进电机调速工作原理及程序控制原理
二、设备与环境
TPC-2003A
微机。
Vc++编译器。
三、实验内容
硬件接线图参考实验指导书。
软件编程在TPC-2003A自带的VC++编译环境下使用。
在通用VC++下编程，需要拷贝相关的库文件。
用汇编语言编写控制程序需注明原理。
四、实验结果及分析
1、实验步骤
1、按如下实验原理图连接线路，利用8255输出脉冲序列，开关K0～K6控制步进电机转速，K7控制步进电机转向。
8255 CS接288H～28FH。
PC0～PC3接BA～BD；PA口接逻辑电平开关。
2、编程：当K0～K6中某一开关为“1”（向上拨）时步进电机启动。
K7向上拨电机正转，向下拨电机反转。
实验原理图
2.实验结果
按照实验步骤连接实验电路，检查无误后运行程序。
可以看到，当开关k0到k6依次为高电平时，电机转速越来越慢，k0闭合时速度最快，k6闭合时速度最慢，当k0到k6的低位有闭合时，步进电机按最低位的转速运行，因为程序中的查询方式是从k0-k6，即在程序的优先级别中k0的级别是最高的而k7的优先级别是最低的。
k7控制电机的正转与反转。
3.实验分析
（1）步进电机的工作原理：
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件。
在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。
这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点，使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。
步进电机驱动原理是通过对每相线圈中的电流的顺序切换来使电机作步进式旋转。
驱动
电路由脉冲信号来控制，所以调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速。
如图(b)所示：本实验使用的步进电机用直流＋5V 电压，每相电流为0.16A，电机线圈
由四相组成：即：
φ1（BA）
φ2（BB）
Φ3（BC）
Φ4（BD）
驱动方式为二相激磁方式，各线圈通电顺序如下表所示。
图（b）
表中首先向φ1 线圈－φ2 线圈输入驱动电流，接着φ2－φ3，φ3－φ4，φ4－φ1，又返回到φ1－φ2，按这种顺序切换，电机轴按顺时针方向旋转。
实验可通过不同长度的延时来得到不同频率的步进电机输入脉冲，从而得到多种步进速度。
（2）实验流程图如下所示：
（3）实验程序：
DATA SEGMENT
Ioport EQU 0c800h-0280h ;I/O口基地址
P55A EQU ioport+288H ;8255A的A口输出
P55C EQU ioport+28AH ;8255A的C口输入
P55CTL EQU ioport+28BH ;8255A的控制端口
BUF DB 0 ;一个已定义的字变量BUF，此时BUF=0 MES DB 'K0-K6 ARE SPEED CONTYOL',0AH,0DH
DB 'K6 IS THE LOWEST SPEED ',0AH,0DH
DB 'K0 IS THE HIGHEST SPEED',0AH,0DH
DB 'K7 IS THE DIRECTION CONTROL',0AH,0DH,'$' ;定义字符串MES DATA ENDS
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE,DS:DATA ;明确段与段寄存器的关系
START:
MOV AX,CS。