微机原理步进电机控制课程设计报告终审稿)
微机原理步进电机课程设计
微机原理步进电机课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握微机原理在步进电机控制中的应用，理解步进电机的结构、原理及其特点。
2. 使学生了解步进电机与微控制器之间的接口技术，掌握步进电机的驱动程序编写方法。
3. 让学生掌握步进电机速度和位置控制的基本算法，并运用到实际项目中。
技能目标：1. 培养学生运用微机原理解决实际问题的能力，学会编写和调试步进电机控制程序。
2. 培养学生的动手实践能力，能独立完成步进电机的组装、调试和故障排查。
3. 培养学生团队协作能力，通过分组合作完成课程设计任务。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对微机原理和步进电机控制技术的兴趣，培养其探索精神和创新意识。
2. 培养学生严谨、认真的学习态度，养成良好的实验操作习惯。
3. 增强学生的环保意识，关注步进电机在节能环保领域的应用。
本课程针对高年级学生，课程性质为理论与实践相结合。
在分析课程性质、学生特点和教学要求的基础上，将课程目标分解为具体的学习成果。
教学过程中，注重培养学生的实际操作能力和团队协作精神，使学生在完成课程设计任务的过程中，达到知识、技能和情感态度价值观的全面提升。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几部分：1. 微机原理基础：回顾微控制器的基本原理，重点讲解微控制器与步进电机的接口技术，涉及课本第3章相关内容。
2. 步进电机原理与结构：介绍步进电机的种类、结构、原理及特点，对应课本第5章内容。
3. 步进电机驱动技术：讲解步进电机的驱动电路设计，包括驱动芯片的选型、接口电路设计等，参考课本第6章相关内容。
4. 步进电机控制算法：学习步进电机的速度和位置控制算法，如PID控制、闭环控制等，结合课本第7章内容。
5. 实践操作：分组进行步进电机的组装、调试及控制程序编写，巩固理论知识，培养实际操作能力。
教学大纲安排如下：第1周：微机原理基础回顾，了解步进电机接口技术；第2周：学习步进电机原理与结构，选型及参数了解；第3周：步进电机驱动技术学习，驱动电路设计；第4周：步进电机控制算法学习，编写控制程序；第5周：实践操作，步进电机组装、调试及故障排查；第6周：课程设计总结，成果展示及评价。
微机控制原理课程设计报告
微机控制原理课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握微机控制原理的基本概念，包括微处理器、接口技术、中断处理等；2. 使学生了解微机控制系统的结构组成、工作原理及设计方法；3. 帮助学生理解并运用微机控制技术进行简单的控制系统设计。
技能目标：1. 培养学生运用微机控制原理解决实际问题的能力；2. 提高学生进行微机控制系统分析与设计的实际操作技能；3. 培养学生团队协作、沟通交流的能力，以适应实际工作中的项目开发需求。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对微机控制技术的兴趣，培养其探索精神和创新意识；2. 培养学生严谨的科学态度和良好的工程伦理观念；3. 增强学生的国家意识，使其认识到微机控制技术在我国经济社会发展中的重要作用。
课程性质：本课程为专业选修课，旨在帮助学生掌握微机控制原理的基础知识，提高学生的实际操作能力和创新能力。
学生特点：学生已具备一定的电子技术基础，具有较强的学习能力和实践欲望。
教学要求：结合课本内容，注重理论与实践相结合，以项目为导向，培养学生解决实际问题的能力。
通过课程学习，使学生能够达到预定的知识、技能和情感态度价值观目标。
在教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 微机控制系统概述：介绍微机控制系统的基本概念、发展历程、应用领域，使学生了解微机控制技术的背景及重要性。
教材章节：第一章2. 微处理器及其接口技术：讲解微处理器的结构、工作原理，以及常用的接口技术。
教材章节：第二章、第三章3. 中断处理与定时器/计数器：分析中断处理的过程，介绍定时器/计数器的工作原理及应用。
教材章节：第四章、第五章4. 微机控制系统设计方法：阐述微机控制系统的设计步骤、方法以及注意事项。
教材章节：第六章5. 微机控制系统实例分析：分析典型的微机控制系统案例，使学生了解实际应用中的设计方法和技巧。
教材章节：第七章6. 实践教学环节：组织学生进行微机控制系统的设计与实践，提高学生的实际操作能力。
步进电机控制课程设计
步进电机控制 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解步进电机的原理与结构，掌握其工作方式；2. 使学生掌握步进电机控制的基础知识，包括驱动电路的设计与控制算法；3. 引导学生了解步进电机在自动化设备中的应用。
技能目标：1. 培养学生能够运用所学知识进行步进电机的选型与安装；2. 培养学生具备编写步进电机控制程序的能力，实现电机的精确控制；3. 提高学生动手实践能力，能够独立完成步进电机控制系统的搭建与调试。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对步进电机控制技术的兴趣，激发学生学习热情；2. 培养学生具备团队协作精神，能够在小组合作中发挥个人优势；3. 引导学生认识到步进电机控制技术在工业自动化中的重要性，树立科技创新意识。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为电子技术及应用领域的一门实用课程，针对高年级学生，他们在前期已经掌握了电子技术基础知识，具备一定的实践能力。
本课程旨在进一步提高学生的实际操作能力，培养他们解决实际问题的能力。
课程目标具体、可衡量，便于学生和教师在教学过程中明确预期成果。
通过本课程的学习，学生能够将理论知识与实际应用相结合，具备步进电机控制系统的设计与实施能力，为将来的职业生涯打下坚实基础。
二、教学内容1. 步进电机原理与结构：- 步进电机的工作原理- 步进电机的分类及结构特点- 步进电机的性能参数2. 步进电机控制系统基础：- 驱动电路设计与原理- 控制算法原理及应用- 步进电机与控制器接口技术3. 步进电机控制程序编写：- 控制程序设计流程- 编程语言及开发环境选择- 步进电机控制程序实例4. 步进电机控制系统实践：- 步进电机选型与安装- 控制系统硬件连接与调试- 控制程序下载与运行5. 步进电机应用案例分析：- 步进电机在自动化设备中的应用案例- 案例分析与讨论- 创新设计与实践教学内容安排与进度：第一周：步进电机原理与结构学习第二周：步进电机控制系统基础学习第三周：步进电机控制程序编写学习第四周：步进电机控制系统实践操作第五周：步进电机应用案例分析及创新设计教材章节关联：《电子技术与应用》第四章：电机控制技术《自动化控制系统》第三章：步进电机及其控制系统教学内容确保科学性和系统性，结合课程目标，按照教学大纲安排和进度，使学生能够循序渐进地掌握步进电机控制相关知识。
微机原理及接口技术课程设计(步进电机)
微机原理及接口技术课程设报告题目步进电机转速实时控制学院电子信息工程学院专业学生姓名学号年级级指导教师职称二O一四年六月目录一、课程设计目的 (3)二、方案设计 (3)三、硬件系统的基本原理 (3)1、系统硬件子系统构成 (3)2、步进电机控制原理接线图 (4)3、工作原理 (5)四、软件框图及设计思想 (6)1、设计思想 (6)2、程序框图 (7)五、软件清单 (8)六、心得体会 (11)七、主要参考资料 (13)题目：步进电机转速实时控制一、课程设计目的：1、掌握四相步进电机接口电路的原理；2、理解步进电机正、反转工作原理和转速控制原理。
二、方案设计：本设计采用的步进电机为35BYJ46型四相八拍电机，电压为DC12V，电机的励磁线圈顺序已经在实验指导书中给定。
以8255A 作为并行输出接口，通过查询步进电机的励磁线圈顺序表以及计算出步进电机的相序表，编写出适当的程序来调节步进电机的正反转以及转速问题。
同时利用程序对步进电机事实与数码管同步的相应运转状态，从而使得整个步进电机控制系统得以准确实现。
三、硬件系统的基本原理：1、系统硬件子系统的构成：本设计采用的步进电机为35BYJ46型四相八拍电机，电压为DC12V，其励磁线圈及其励磁顺序如下图及下表所示：2、步进电机控制原理：4 - -3 - - -2 - - -1 - - -3、工作原理：4相步进电机示意图见下左图，转子由一个永久磁铁构成，定子分别由4组绕组构成电气连接示意图电机定子和转子示意图当S1连通电源后，定子磁场将产生一个靠近转子为N极，远离转子为S极才磁场，这样的定子磁场和转子的固有磁场发生作用，转子就会转动，正确地S1、S4的送电次序，就能控制转子旋转的方向。
例如：若送电的顺序为S1闭合断开S2闭合断开S3闭合断开S4闭合断开，周而复始的循环，在定子和转子共同作用下，电机就瞬时针旋转：若送电的顺序为S4闭合断开S3闭合断开S2闭合断开S1闭合断开，周而复始的循环，则电机就逆时针旋转，原理同理。
步进电机控制课程设计报告
（封面）XXXXXXX学院微机原理课程设计实验报告题目：院（系）：专业班级：学生姓名：指导老师：时间：年月日课题名：步进电机控制一、课题内容和提示：编程提示：（1）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做步进式旋转。
调节输入脉冲的频率可改变步进电机的转速。
（2）编写程序使步进电机按正转10圈，反转5圈，再正转10圈，再反转5圈的规律旋转。
（3）调整延时参数，使步进电机的转动速度为每秒5转。
二、报告要求：每秒5转对应的延时参数是多少？，这个数字与微机的速度有什么关系？为什么？三、设计思路：（1）前言：步进电机具有控制简便、定位准确等特点。
随着科学技术的发展,在许多领域将得到广泛的应用。
鉴于传统的脉冲系统移植性不好,本文提出微机控制系统代替脉冲发生器和脉冲分配器,用软件的方法产生控制脉冲,通过软件编程可以任意设定步进电机的转速、旋转角度、转动次数和控制步进电机的运行状态。
以简化控制电路,降低生产成本,提高系统的运行效率和灵活性。
在此基础上提出了双三拍步进电机程序控制的硬件接口电路、程序流程图和汇编程序。
步进电机是自动控制系统中常用的执行部件。
步进电机的输入信号为脉冲电流,它能将输入的脉冲信号转换为阶跃型的角位移或直线位移,因而步进电机可看作是一个串行的数/模转换器。
由于步进电机能够直接接受数字信号,而不需数/模转换,所以使用微机控制步进电机显得非常方便。
（2）步进电机有以下优点:(1)通常不需要反馈就能对位置和速度进行控制;(2)位置误差不会积累;(3)与数组设备兼容,能够直接接收数字信号;(4)可以快速启停。
（3）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。
步进电机控制设计报告
物电系课程设计方案(学生)
学号2010-11-15
设计课程
名称
数电高等教育出版社
单片机高等教育出版社
备注：具体项目内容超出表格时可另加附页。
28BYJ-48步进电机：
步电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。您可以通过控制脉冲个来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
步进电机28BYJ48型四相八拍电机，电压为DC5V—DC12V。当对步进电机施加一系列连续不断的控制脉冲时，它可以连续不断地转动。每一个脉冲信号对应步进电机的某一相或两相绕组的通电状态改变一次，也就对应转子转过一定的角度（一个步距角）。当通电状态的改变完成一个循环时，转子转过一个齿距。四相步进电机可以在不同的通电方式下运行，常见的通电方式有单（单相绕组通电）四拍（A-B-C-D-A。。。），双（双相绕组通电）四拍（AB-BC-CD-DA-AB-。。。），八拍（A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A。。。）
步进电机的控制
系科专业
设计课题
名称
步进电机的控制
班级
方案
编写人
课题完成地点
项目合作
人员
指导教师
审阅
参加课题指导实验员
一、课题目的与内容综述：
1.查阅资料，了解步进电机的工作原理；
步进电机微机实验报告
一、实验目的1. 熟悉步进电机的工作原理和特性。
2. 掌握通过微机控制步进电机的基本方法。
3. 了解步进电机在微机控制下的应用。
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，其特点是步进角固定，控制精度高，响应速度快。
步进电机的工作原理是：当给步进电机输入一定频率的脉冲信号时，电机就会以一定的步进角进行旋转。
步进电机的控制方式主要有以下几种：1. 单相控制：将步进电机绕组分为A、B、C、D四相，每相依次通电，实现电机的旋转。
2. 双相控制：将步进电机绕组分为A、B两相，通过改变A、B两相的通电顺序，实现电机的旋转。
3. 四相控制：将步进电机绕组分为A、B、C、D四相，通过改变A、B、C、D四相的通电顺序，实现电机的旋转。
三、实验设备1. 微机：一台2. 步进电机驱动器：一台3. 步进电机：一台4. 编程软件：例如Keil、IAR等5. 连接线：若干四、实验内容1. 步进电机基本特性测试（1）观察步进电机在不同脉冲频率下的转动情况。
（2）观察步进电机在不同脉冲数下的转动角度。
2. 步进电机单相控制（1）编写程序，实现步进电机单相控制。
（2）测试步进电机单相控制下的转动情况。
3. 步进电机双相控制（1）编写程序，实现步进电机双相控制。
（2）测试步进电机双相控制下的转动情况。
4. 步进电机四相控制（1）编写程序，实现步进电机四相控制。
（2）测试步进电机四相控制下的转动情况。
5. 步进电机转速控制（1）编写程序，实现步进电机转速控制。
（2）测试步进电机在不同转速下的转动情况。
6. 步进电机转向控制（1）编写程序，实现步进电机转向控制。
（2）测试步进电机正转和反转的情况。
五、实验步骤1. 连接步进电机驱动器和步进电机。
2. 在微机上编写程序，实现步进电机的基本控制。
3. 编写程序，实现步进电机单相、双相、四相控制。
4. 编写程序，实现步进电机转速和转向控制。
5. 运行程序，观察步进电机的转动情况。
微机原理课程设计---步进电机设计
目录摘要 (1)Abstract (2)1 课程设计任务及要求 (3)1.1 设计任务 (3)1.2 设计要求 (3)2 方案设计 (3)2.1 方案一 (3)2.2 方案二 (6)2.3 方案比较 (12)3 硬件分析 (13)3.1 电路设计图 (13)3.2 各部件分析 (14)4 软件分析 (21)5调试运行 (22)5.1 方案一程序调试运行及仿真 (22)5.2方案二调试运行及仿真 (23)6心得体会 (25)参考文献 (26)附录一方案一源程序 (27)附录二方案二源程序 (30)课程设计任务书学生姓名：专业班级：自动化0902指导教师：徐小强工作单位：自动化题目:步进电机设计初始条件：用汇编语言设计一个步进电机的控制，在Proteus仿真环境下完成，功能上实现步进电机的基本功能。
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. 通过键盘控制步进电机的启动和停止，正转和反转；2. 编制完整的程序并调试；3．撰写符合学校要求的课程设计说明书，内容包括：摘要、目录、正文、参考文献、附录（程序清单）。
正文部分包括：设计任务及要求、方案比较及论证、软件设计说明（软件思想，流程，源程序设计及说明等）、程序调试说明和结果分析、课程设计收获及心得体会。
时间安排：1. 1月4日----1月5日查阅资料及方案设计2.1月6日----1月8日编程3.1月9日----1月10日调试程序4.1月11日 ----1月12日撰写课程设计报告5.1月13日上午准备答辩，下午正式答辩指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要步进电机是工业生产过程控制及仪表中的主要控制元件之一。
例如，在机械结构中，可以用丝杠把角度变成直线位移，也可以用它带动螺旋电位器，调节电压和电流，从而实现对执行机构的控制。
在数字控制系统中，由于它可以直接接受计算机输出的数字信号，而不需要进行数/模/转换，可以用起来非常方便。
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微机原理步进电机控制课程设计报告
文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
河北科技大学
课程设计报告学生姓名：学号：
专业班级：
课程名称：
学年学期： 2 0 —2 0 学年第学期
指导教师：
2 0 年月
课程设计成绩评定表
目录
一、设计题目……………………………………………………………….
二、设计目的……………………………………………………………….
三、设计原理及方案……………………………………………………….
四、实现方法……………………………………………………………….
五、实施结果……………………………………………………………….
六、改进意见及建议……………………………………………………….
、
一、设计题目
编程实现步进电机的控制
二、设计目的
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的编程方法
3.了解8086控制外部设备的常用电路
4.掌握8255的使用方法
三、设计原理及方案
3.1设计原理
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（实验中的步进电机有四相线圈，每次有二相线圈有电流，有电流的相顺序变化），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。
利用 8255对四相步进电机进行控制。
当对步进电机施加一系列连续不断的控制脉冲时，它可以连续不断地转动。
每一个脉冲信号对应步进电机的某一相或两相绕组的通电状态改变一次，也就对应转子转过一定的角度（一个步距角）。
当通电状态的改变完成一个循环时，转子转过一个齿距。
四相步进电机可以在不同的通电方式下运行，常见的通电方式有单（单相绕组通电）四拍（A-B-C-D-A…），双（双相绕组通电）四拍（AB-BC-CD-DA-AB…），八拍（A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A…）等。
通过编程对8255的输出进行控制，使输出按照相序表给驱动电路供电，则步进电机的输入也和相序表一致，这样步进电机就可以正向转动或反向转动。
3.2硬件连接图
四．实现方法
4.1．步进电机控制程序流图
4.2．程序代码ASTEPEQU01H BSTEPEQU02H CSTEPEQU04H DSTEPEQU08H CODESEGMENT ASSUMECS:CODE START:
MOVDX,8003H；8255控制口地址MOVAL,82H；PA口输出,B口输入OUTDX,AL；写控制字
K0:
MOVDX,8000H；PA口地址
MOVAL,0；输出低电平
OUTDX,AL；电机停止转动
MOVDX,8001H；PB口地址
INAL,DX；读开关状态
TESTAL,01H；PB0位（K0=0吗）
JNZK1；不是零转K1
JMPSTEP8；是零转单/双八拍工作方式K1:
INAL,DX；读开关状态
TESTAL,02H；PB1位（K1=0吗）
JNZK2；不是零转K2
JMPSTEP4；是零转双四拍工作方式
K2:
INAL,DX；读开关状态
TESTAL,04H；PB2位（K2=0吗）
JZSTEP41；是零转单四拍反转工作方式
JMPK0；循环
;单/双八拍工作方式：A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A STEP8:
MOVBX,9000H;设置初始延时时间
MOVDX,8000H;PA口地址
MOVAL,ASTEP
OUTDX,AL
CALLDELAY
MOVAL,ASTEP+BSTEP
OUTDX,AL
CALLDELAY
MOVAL,BSTEP
OUTDX,AL
CALLDELAY
MOVAL,BSTEP+CSTEP
OUTDX,AL
CALLDELAY
MOVAL,CSTEP
OUTDX,AL
CALLDELAY
MOVAL,CSTEP+DSTEP
OUTDX,AL
CALLDELAY
MOVAL,DSTEP
OUTDX,AL
CALLDELAY
MOVAL,DSTEP+ASTEP
OUTDX,AL
CALLDELAY
JMPK0
;双四拍工作方式:AB→BC→CD→DA→AB
STEP4:
MOVBX,5000H;设置延时时间
MOVDX,8000H;PA口地址
MOVAL,ASTEP+BSTEP;PA0PA1(AB相)输出高电平OUTDX,AL
CALLDELAY；调延时
MOVAL,BSTEP+CSTEP；BC输出高电平OUTDX,AL
CALLDELAY；调延时
MOVAL,CSTEP+DSTEP;CD输出高电平OUTDX,AL
CALLDELAY；调延时
MOVAL,DSTEP+ASTEP;DA输出高电平OUTDX,AL
CALLDELAY；调延时
JMPK0
;单四拍反转工作方式:D→C→B→A→D STEP41:
MOVBX,1000H;设置延时时间
MOVDX,8000H;PA口地址
MOVAL,DSTEP;D输出高电平OUTDX,AL
CALLDELAY;调延时
MOVAL,CSTEP;C输出高电平
OUTDX,AL
CALLDELAY;调延时
MOVAL,BSTEP;B；输出高电平
OUTDX,AL
CALLDELAY;调延时
MOVAL,ASTEP;A输出高电平
OUTDX,AL
CALLDELAY;调延时
JMPK0
DELAYPROCNEAR；延时子程序
PUSHCX
MOVCX,BX
DD1:
NOP?
LOOPDD1
POPCX
RET?
DELAYENDP；延时子程序结束CODEENDS；代码段结束
ENDSTART
五．实施结果
5.1．操作步骤
1、硬件测试
【WINXP】【步进电机】
2、在硬件测试通过后，要注意三个相一致
（1）PNP地址和数据段中的端口地址。
（2）控制字和接线。
（3）代码段中的端口地址和接线。
3、把程序代码烧进写实验箱中
5.2．运行结果
（2）K1扳下表示顺时针转，速度慢。
（3）K2扳下表示逆时针，即倒转，速度快。
六．改进意见及建议
程序设计没有实现加速和减速，在步进电机的转动函数里，每次循环都改变延时的大小即可实现变速。
延时时间依次变长则步进电机减速，延时时间依次变短则步进电机加速。
再配合开关即可实现加速减速的任意控制。
七.设计体会
这次做的实验是一个比较综合的实验，实验中主要是微机原理的编程，但还涉及到步进电机的有关知识以及一些专业基础课的知识，所以要做好这次实验我们需要做的有很多。
首先，在查找资料的过程中，我更加理解了8255在微型计算机中的重要作用，理解了8255的基本的编程结构和基本控制字的设计方法，也锻炼了自己的动手能力和创新意识。
其次，在编写汇编程序过程中，由于早先对汇编语言学习的不扎实，我们遇到了很大的困难，但是随着对问题理解的逐渐深入，这些问题最终都一一化解了。
通过这次步进电机控制代码的编写，让我有了一个更深刻的认识：要想写好汇编语言的程序，必须认真对待代码的每一个细节，还必须熟练的掌握debug命令，这对程序的调试是非常重要的。
在这个过程中，不仅提高了实际动手操作能力，培养了治学严谨的态度，激发了我学习此专业课程的兴趣，而且让我们深刻的体验到理论知识与实践经验的密切联系，要成为一个高技术人才，必须理论与实践两手都要硬。
在设计时，对不同方案的构思、分析、比较到最后的方案确定，这些工作，可以增强了我们分析、解决问题的能力，培养了我们的创新意识。