单片机控制电动机
基于单片机的电动车控制系统设计
北京 ：化学工业 出版
此 ，正确合理选择送水泵站的水泵和供水 方式 ，采取最大 限度 的节能措施 ，可 以大幅度地降低 电力 消耗 ，最直接 的
节约生产成本 。
［ 高湘 ． ４ 】 给水工程技 术及工程 实例
出版 社 ，２ ０ ． ０２
北京 ：化学工业
当然 ，也 可以在正确合 理选择水 泵和供水 方式 的基
（ 匕 机化） ０ 年 期 困 塑｜ 行 比较 ，以判断换相 的正确 性 ；Ｍ Ｓ Ｅ Ｏ Ｆ Ｔ驱 动电路 由 Ｉ ２ ０ 把上管 和下管控制信 号 Ｒ １３ 进行放大 ，驱动大功率管。 ｓｔ ｏ、速度传感器接 口 ｓ 、速度限定 接 口 Ｓ Ｐ Ｅ，ａ 位传感 相 器输入接 口 ａｅｓｒ 相位传感器输入接 口ｂ ｅｓｒ 相 Ｓｎｏ，ｂ Ｓｎｏ，ｃ 位传 感器 输入 接 口 ｃｅｓｒ Ｓ ｎｏ、一个 模式 开 关接 口 Ｋ Ｏ Ｍ Ｄ、 刹车开关接 口 ｋ Ｒ 、面板接 口Ｐ ｎｌ ＢＫ ａｅ 。本系统还设置 了过 压 、欠压 、过流 、过热等保护环节 ，并根据简单可靠原则 设计 了系统具体 的保护电路 。
础上 ，通过采用 变频器对 自来水厂送水泵站 中的水泵进行 变速调节 ，从而进一步达到节能降耗的效果 。但是 ，先进 的调速设备价格较为 昂贵 ，一次性投资较大 ，因此当管网
［ 谌永红． ５ ］ 给水排水 工程
社 ，２ ０ ． ０８
北京 ：中 国环境科 学出版
（ 稿 日期 ：２ ０ — ８ ２ ） 收 ０８０—７
开发 研究 与
１ 电动 自行 车控 制器基本功 能
电动车核心技术包括 ３ 个方面 ：电机与传 动、 控制器与控制技术 、电池 ，涉及 电气 、电力电子 、 控制 、机械 等多学科 。 目前 ，我 国对 电动 自行车 的研究 已经进入实用阶段 ，具有相对成 熟的技术 ，
基于AT89C51单片机的步进电动机控制系统设计
重庆科技大学本科毕业论文基于AT89C51单片机的步进电动机控制系统设计考生姓名： XXXXX X 准考证号： XXXXXXXXXXXX 专业层次：本科院（系）：XXXXXXXXXXXXXXXXXXX 指导教师： XXXXXX 职称：讲师重庆科技大学二O一二年月日基于AT89C51单片机的步进电动机控制系统设计考生姓名： XXXXXX准考证号： XXXXXXXXXXXX专业层次：本科指导教师： XXXXXXX院（系）：机械与动力工程学院重庆科技大学二O一二年九月二十日摘要随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，它广泛用于打印机、电动玩具等消费类产品以及数控机床、工业机器人、医疗器械等机电产品中，其在各个国民经济领域都有应用。
研究步进电机的控制系统，对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。
步进电机是一种能将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件，步进电机控制系统主要由步进控制器,功率放大器及步进电机等组成。
采用单片机控制,用软件代替上述步进控制器,使得线路简单,成本低,可靠性大大增加。
软件编程可灵活产生不同类型步进电机励磁序列来控制各种步进电机的运行方式。
本设计是采用AT89C51单片机对步进电机的控制，通过I/O口输出的时序方波作为步进电机的控制信号，信号经过芯片ULN2003驱动步进电机。
实践证明，基于单片机控制的步进电机比传统的步进控制器具有更好的性能，更加简单、方便、可靠。
本设计的主要研究对象就是开环伺服系统中最常用的执行器件——步进电机。
关键词：步进电机，单片机，正反转控制，键盘控制，LCD液晶显示Based on the AT89C51 single-chip stepper motor controlsystem designABSTRACTWith the development of microelectronics and computer technology, the stepper motor demand grow with each passing day, which is widely used in printers, electric toys and other consumer products, industrial robots and CNC machine tools, medical equipment and other mechanical and electrical products, the national economy in various fields are applied. Study of stepping motor control system, to improve the control precision and response speed, energy saving etc have important significance.A stepper motor can be converted into electric pulse signal of angular displacement or line displacement of the mechanical and electrical components, a stepper motor control system is mainly composed of a stepping controller, a power amplifier and a stepper motor. Using single chip microcomputer control, using software to replace the stepping controller, which has the advantages of simple circuit, low cost, reliability is increased. Software programming can produce different types of step motor excitation sequence to control stepper motor operation mode.This design is the use of AT89C51 single-chip stepper motor control, through the I/O port output timing square wave as a stepper motor control signal, the signal through the ULN2003 chip stepper motor driver.Practice has proved, based on the single chip microcomputer to control the step motor than the traditional stepping controller has better performance, more simple, convenient, and reliable. The design of the main research object is the open loop servo system in the most commonly used executive device -- stepping motor.Keywords：Stepper motor, MCU, Positive control, Keyboard control, LCD liquid crystal display目录中文摘要 (I)英文摘要 (II)1 绪论 (1)1.1 步进电机及其发展 (1)1.2 步进电机在我国的发展应用及前景 (1)1.3 设计研究内容 (2)2 控制系统硬件分析与设计 (3)2.1 步进电机 (3)2.1.1 步进电机的原理 (3)2.1.2 步进电机的特点 (4)2.1.3 步进电机的分类 (4)2.1.4 永磁步进电机的控制原理 (5)2.2 单片机的选择 (6)2.2.1 单片机的引脚功能 (6)2.2.2 主要特性 (6)2.3 步进电机控制系统的组成 (7)2.3.1 键盘控制电路 (7)2.3.2 LCD液晶显示电路 (8)2.3.3 步进电机驱动电路 (10)3 控制系统软件分析与设计 (13)3.1 程序流程图 (13)3.2 读键盘子程序流程图 (14)3.3 键盘处理子程序流程图 (14)3.4 电机控制中断程序流程图 (15)4 调试与改进 (17)4.1 调试与改进 (17)4.2 运行结果 (17)结论 (19)致谢 (20)参考文献 (21)附录一 (22)附录二 (27)论文原创性声明1 绪论1.1 步进电机及其发展步进电机又称为脉冲电动机或阶跃电动机，它是基于最基本的电磁感应作用，将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。
单片机控制的电动机Y-△启动电路设计
性的意见。
测量学实验 Ａ ： １ ． 水准仪的操作与使用 ： ２ ．自动安平普通水准测 【 参考 文献 ｌ １ ］ 王宇会， 李锦城． 测量 实验教 学改革【 Ｊ Ｊ ． 实验科学 与技术 ， ２ ０ １ １ ， ９ （ ４ ） ： １ ０ ０ — １ ０ ２ ． 量； ３ ． 四等水 准测量 ； ４ ． 经纬仪 的构造与使用 ； ５ ． 全站仪的认识与使用 ； ［ ［ ２ ］ 徐克 科， 王宏 涛． 高校测 量实验教 学体系探 索［ Ｊ ］ ． 实 验技术 与管理 ， ２ ０ １ １ ， （ ０ １ ） ： ６ ． 全站仪角度和距离测量 ； ７ ． 全 站仪施工放样 ； ８ ． Ｇ Ｐ Ｓ的认识与使用 。 － ８３． 测量学实验 Ｂ： １ ．水准仪的操作与使用 ； ２ ．自动安平普通水准测 ８１ ［ ３ ］ 徐克科， 邓广涛． 高校测量实验教学模式 改革与创新 叨． 实验室科 学， ２ ０ １ ０ ， （ ０ ５ ） ： 量； ３ ． 全 站仪 的认识 与使用 ； ４ ． 全站仪 角度和距离 测量 ； ５ ． Ｇ Ｐ Ｓ 的认识 ２ ５ — ２ ８ ． 与使用
科 技信息
０科教前沿 ０
Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ＆Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ Ｉ Ｎ Ｆ Ｏ Ｒ Ｍ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ
２ ０ １ ３年
第１ １ 期
在启动 时间设置程序 流程 图中 ． ｓ １键为 电动 机启动 时间设置开 始／ 结束按键 ， 第 １次按下 ， 设置开始 ， 再次按下 ． 设 置结束 ， Ｓ ２键为启 动时间加 １键 ， ｓ ３ 键 为启动 时间减 １ 键 本设计中设计 的启动 时间有 上限值 ． 超过上 限值赋予最小值 ． 同时设置了启动时间下限值 ． 小于下 限值 ． 则 赋予最 大值 在按键设置 中注意 了按键 的去抖问题。按键 本身是机械开关 ． 由 于机械触点 的弹性 以及 电压突跳等原因 ． 在触点闭合或者是断开的瞬 间会 出现 电压抖动 的情况 。 在发生抖动时单 片机很难判别此时按键是 否按下 ， 为此 ， 本设计进行按键的去抖处 理。 本设计采用软件方法去抖 动， 用延时程序躲过按键抖动 时间（ 延 时约 １ ０ ｍ ｓ ） ． 待信号稳定后再 进
基于STM32单片机控制的异步电机变频调速设计
Telecom Power Technology设计应用单片机控制的异步电机变频调速设计袁洁仪，仲毅凯，蒋小辉（三峡大学科技学院机电系，湖北宜昌分析异步电动机的控制原理与变频特性后，建立交-直-交变频STM32F103单片机作为主控单元，在利用制原理后，绘制出对应的波表并存储在单片机中。
单片机通过对波表的改变，实现交变频电路；异步电机；SPWM控制技术Inductor Motor Frequency Changer Design Based on STM32 MCU ControlYUAN Jie-yi，ZHONG Yi-kai，JIANG Xiao-huiCollege of Science and Technology of China Three Gorges UniversityThe paper analyzes the frequency character and control method of Inductor Motor. Build the VariableCircuit to analyze the main circuitas the mainly control unit and make the simulation of Sinusoidal Pulse WidthTelecom Power Technology · ７２ ·综上，当变频器输出频率在基频以上时，采用恒压变频调速，使得电机处于恒功率运行；当变频器输出频率在基频以下时，采用恒压频比调速，使得电型单片机作为主体控最高速度达 能够出色完成设计中变频器所需的所有计算，图1 主体控制流程通过外部按键可输入变频器的输出频率，当变频器正常启动时，采样主电路的电流与电压，将信号直接反馈到STM 32自带的A/D 转换模块，后对信号进行积分与绝对值变换后得到控制数据[3]。
此时，对比已经在MCU 内部存储的波表输出对应的SPWM 波形，完成实验系统变频调速的目的，而电机的当前转速会通过液晶显示器实时显示。
基于单片机STC89C52的直流电机PWM调速控制系统
第一章:前言Pwm 电机调速原理对于电机的转速调整，我们是采用脉宽调制（PWM）办法，控制电机的时候，电源并非连续地向电机供电，而是在一个特定的频率下以方波脉冲的形式提供电能。
不同占空比的方波信号能对电机起到调速作用，这是因为电机实际上是一个大电感，它有阻碍输入电流和电压突变的能力，因此脉冲输入信号被平均分配到作用时间上，这样，改变在始能端EN1 和EN2 上输入方波的占空比就能改变加在电机两端的电压大小，从而改变了转速。
此电路中用微处理机来实现脉宽调制，通常的方法有两种：（1）用软件方式来实现，即通过执行软件延时循环程序交替改变端口某个二进制位输出逻辑状态来产生脉宽调制信号，设置不同的延时时间得到不同的占空比。
（2）硬件实验自动产生PWM 信号，不占用CPU 处理的时间。
这就要用到STC89C52的在PWM模式下的计数器1，具体内容可参考相关书籍。
51 单片机PWM 程序产生两个PWM，要求两个PWM 波形占空都为80/256,两个波形之间要错开，不能同时为高电平！高电平之间相差48/256，PWM 这个功能在PIC 单片机上就有，但是如果你就要用51 单片机的话，也是可以的，但是比较的麻烦.可以用定时器T0来控制频率，定时器T1 来控制占空比：大致的的编程思路是这样的：T0 定时器中断是让一个I0口输出高电平，在这个定时器T0的中断当中起动定时器T1，而这个T1 是让IO 口输出低电平，这样改变定时器T0 的初值就可以改变频率，改变定时器T1 的初值就可以改变占空比。
前言：直流电机的定义：将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转电机。
近年来，随着科技的进步，直流电机得到了越来越广泛的应用，直流具有优良的调速特性，调速平滑，方便，调速范围广，过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无极快速起动、制动和反转，需要满足生产过程自动化系统各种不同的特殊要求，从而对直流电机提出了较高的要求，改变电枢回路电阻调速、改变电压调速等技术已远远不能满足现代科技的要求，这是通过 PWM 方式控制直流电机调速的方法就应运而生。
基于单片机的直流电机控制系统
摘要本设计首先介绍了AT89S52单片机，L298驱动电路及直流电机的基本原理与功能；其次,设计直流电机实现转向、速度的控制方案；再次，在这些器件功能与特点的基础上，拟出设计思路，构建系统的总体框架，并利用LED数码管对测试结果进行显示；最后利用Proteus软件绘出电路图，同时写出设计系统的运行流程和相关程序。
整个系统通过写入单片机中的程序分配好控制字的存储单元以及相应的内存地址赋值；启动系统后，从单片机的I/O口输出控制脉冲，经过L298驱动电路对脉冲进行处理，输出能直接控制直流电机的脉冲信号。
本系统采用了低成本的AT89S52单片机芯片作为控制芯片，以按键做为输入达到对直流电机的启停、速度和方向的精确控制。
直流电机的驱动采用的是达林顿集成管L298，并且采用LED的进行显示。
在设计中，采用了PWM技术对电机进行控制，通过对占空比的计算达到精确调速的目的。
总之，本次设计出了操作简单、显示直观的直流电机控制系统。
关键字： AT89S52单片机；L298驱动芯片；直流电机。
AbstractThe design first introduced the AT89S52 single-chip microcomputer, L298 drive circuit and dc motor of the basic principle and function; Second, the design of dc motor to realize, the speed control scheme; and Again, in these devices based on the characteristics of the function and, draw up the design idea, construction of the whole system framework, and use of LED digital tube the results shows; Finally, using the Proteus software draw circuit diagram, at the same time, write design the operation of the system process and procedures. The whole system by writing to the single chip microcomputer program allocation good control of the word and the corresponding storage unit of the memory address assignment; Reboot your system, from single chip I/O mouth output control pulse, after L298 driving circuit pulse processing, the output can directly control dc motor of the pulse signal. This system USES a low cost AT89S52 single-chip microcomputer chip as control chip, with button as input to the keyboard to dc motor of the rev. Stop, speed and direction of the accurate control. Dc motor driver uses is the integration of L298 tube, and using the LED displayed. In the design, adopted PWM technology of motor control, through to the occupies emptiescompared to achieve the purpose of accurate calculation speed. All in all, this design out the operation is simple, direct display of dc motor control system.Key word:AT89S52 single-chip microcomputer; L298 driving chip; DC motor.目录1 绪论 (1)1.1 直流电机调速系统的发展 (1)1.2 开发背景 (2)1.3 选题的目的及意义 (3)1.4 研究方法 (4)2 系统方案设计 (5)2.1 概述 (5)2.2 总体设计任务 (5)2.3 系统总体设计方案论证 (6)2.4 系统总体设计方框图 (7)2.5 直流电机调速概述 (8)2.5.1 直流电机简介 (8)2.5.2 直流电机调速原理 (9)2.5.3 直流调速系统实现方式论证 (9)3 电机调速驱动设计 (11)3.1 PWM控制方式 (11)3.2 PWM控制的基本原理 (11)3.3 PWM 发生电路的设计 (13)3.4 功率放大驱动电路 (16)3.4.1 芯片L 298 性能及特点....................... ..163.4.2 L298芯片引脚的电气特性及功能 (17)3.4.3 L298驱动电机的逻辑功能 (19)4 硬件电路设计 (21)4.1 AT89S52的最小系统电路 (21)4.1.1 单片机芯片AT89S52介绍 (21)4.1.2单片机管脚说明 (22)4.1.3 时钟电路 (25)4.1.4 复位电路 (26)4.2 数码管显示 (27)4.3 排阻的简介 (27)4.4 显示电路与AT89S52单片机接口电路设计 (28)4.5 键盘与AT89S52单片机接口电路设计 (30)4.6 驱动电路与AT89S52单片机接口电路设计 (30)5 系统软件设计 (32)5.1 主程序设计 (33)5.2 子程序设计 (34)5.2.1 键盘子程序设计 (34)5.2.2显示子程序设计 (35)5.2.3 P W M控制程序设计 (36)5.3 系统仿真 (36)5.4 Proteus的简单使用 (37)6 设计总结 (39)致谢 (40)参考文献 (41)附录1 程序清单 (42)附录2 系统总图 (50)绪论1.1 直流电机调速系统的发展直流电气传动系统中需要有专门的可控直流电源，常用的可控直流电源有以下几种: 第一，最初的直流调速系统是采用恒定的直流电压向直流电动机电枢供电，通过改变电枢回路中的电阻来实现调速。
基于单片机步进电机转速测速控制器
摘要在电气时代的今天，电动机在工农业生产与人们日常生活中都起着十分重要的作用。
步进电机作为最常见的一种电机，作为一种数字伺服执行元件，步进电机具有结构简单、运行可靠、控制方便、控制性能好等优点，广泛应用在数控机床、机器人、自动化仪表等领域。
为了实现步进电机的简易运动控制，一般以单片机作为控制系统的微处理器，通过步进电机专用驱动芯片实现步进电机的速度和位置定位控制。
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。
步进电机的调速一般是改变输入步进电机的脉冲的频率来实现步进电机的调速，因为步进电机每给一个脉冲就转动一个固定的角度，这样就可以通过控制步进电机的一个脉冲到下一个脉冲的时间间隔来改变脉冲的频率，延时的长短来具体控制步进角来改变电机的转速，从而实现步进电机的调速。
步进电机是数字控制电机，它将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，因此非常适合于单片机控制。
本设计采用89C52单片机为核心设计，L297和L298为驱动芯片，用单片机内部的定时器改变CP脉冲的频率时间对步进电机的转速控制，实现电机调速与正反转功能，并用数字灯和数码管显示当前状态。
【关键词】步进电机单片机L297 L298IABSTRACTIn the electrical era, the motor plays an important role in indus trial and agricultural production and daily life. Stepper motor as th e most common type of motor, a digital servo actuator, stepper motor has a simple structure, reliable operation, easy to control, good con trol performance, widely used in CNC machine tools, robots, automated instrumentation areas. Generally based onsingle chip as the microproc essor control system for easy movement of the stepper motor control, speed and position of the stepper motor positioning control stepper m otor-specific driver chip.The stepper motor is the electrical pulses into angular displacement or linear displacement of the open-loop con trolcomponents.In the case of non-overloading, motor speed, the stop position depends only on the pulse frequency and pulse number, regard less of load changes, to the motor plus a pulse signal, the motor is turned to a step angle. The existence of this linear relationship, co upled with the characteristics of the stepper motor only periodic err or without accumulated error. Makes the speed, position and control t he stepper motor to control very simple. Governorgeneral of the stepp er motor is to change the frequency of the pulse input stepper motor to achieve the speed control of stepper motor, stepper motors each to a pulse rotating a fixed angle, so that you can control the stepper m otor a pulse to the next pulse time interval to change the frequency of the pulse, the delay length to specifically control the stepping a ngle to change the motor speed, in order to achieve the speed control of stepper motor.Stepper motor is a digital motor control, it will pulse signal ch anges in angular displacement, that is, to a pulse signal, the steppeIIr motor to rotate atan angle, so it is suitable for single-chip contr ol.This design uses a 89C52 microcontroller as the core design, the L297 and L298 driver chip, change the time of the CP pulse frequency of the stepper motor speed control, motor speed control with reversin g function using theinternal timer of the microcontroller, and digita l light and The digital tube displays the current status.【Key words】Stepper motor Microcontroller L297 L298III目录前言 (1)第一章绪论 (2)第一节单片机控制步进电机的背景与意义 (2)第二节国内外研究状况 (2)1.2.1 国外研究状况 (2)1.2.2 国内研究状况 (3)第三节本文主要研究内容 (3)第四节本章总结 (4)第二章系统概述 (5)第一节步进电机介绍 (5)2.1.1 步进电机的概述 (5)2.1.2 步进电机的工作原理 (8)2.1.3 步进电机的选择 (9)第二节步进电机驱动介绍 (10)2.2.1 步进电机驱动系统简介 (10)2.2.2 步进电机绕组的电气的特性 (11)第三节单片机介绍 (13)2.3.1 单片机原理概述 (13)2.3.2 单片机的应用系统 (13)2.2.3 AT89C52 (14)第四节核心芯片介绍 (18)2.4.1 L297的工作原理 (18)2.4.2 L297驱动相序的产生 (19)2.4.3 L298简介 (20)2.4.4 驱动方式的确定 (22)第五节本章总结 (22)- 1 -第三章系统的设计与实现 (23)第一节系统整体设计 (23)3.1.1 系统原理图 (23)3.1.2 系统整图 (23)第二节系统硬件电路的设计 (24)3.2.1 电源电路的设计 (24)3.2.2 按键电路的设计 (26)3.2.3 驱动电路的设计 (27)3.2.3 显示部分电路 (27)3.2.4 时钟部分 (28)3.2.5 抗干扰设计 (28)第三节系统软件程序设计 (29)3.3.1 系统主程序设计 (30)3.3.2 键盘控制程序设计 (30)3.3.3 正反转程序设计 (31)3.3.4 加减速程序设计 (32)3.3.5 显示子程序的设计 (33)3.3.6 定时中断流程图 (34)第四节本章总结 (35)第四章系统的测试 (36)第一节测试的步骤 (36)第二节测试的数据 (37)第三节理论与实际的分析 (38)第四节本章总结 (39)第五章总结与展望 (40)第一节总结 (40)第二节展望 (41)致谢 (42)参考文献 (43)- 2 -附录一 (44)英文原文 (44)英文翻译 (47)附录二 (50)源程序清单 (50)- 3 -前言步进电机广泛应用与ATM机、喷绘机、刻字机、写真机、喷图设备、医疗仪器及设备、计算机外设及海量储存设备、精密仪器、工业控制系统、办公自动化、机器人等领域。
单片机与步进电机细分控制
单片机与步进电机细分控制
1
步进是纯粹的数字控制电动机，它将电脉冲信号改变为角位移，即给一个脉冲，步进电机就转一个角度，因此十分合适控制，在非超载的状况下，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，而不受负载变幻的影响，电机则转过一个步距角，同时步进电机惟独周期性的无累积误差，精度高。
步进电动机有如下特点：
1）步进电动机的角位移与输入脉冲数严格成正比。
因此，当它转一圈后，没有累计误差，具有良好的尾随性。
2）由步进电动机与驱动组成的开环数控系统，既容易、便宜，又十分牢靠，同时，它也可以与角度反馈环节组成高性能的闭环数控系统。
3）步进电动机的动态响应快，易于启停、正反转及变速。
4）速度可在相当宽的范围内平稳调节，低速下仍能获得较大转距，因此普通可以不用减速器而挺直驱动负载。
5）步进电机只能通过脉冲电源供电才干运行，不能挺直用法沟通电源和直流电源。
6）步进电机存在振荡和失步现象，必需对控制系统和机械负载实行相应措施。
步进电机具有和机械结构容易的优点，图1是四相六线制步进电机原理图，这类步进电机既可作为四相电机用法，也可以做为两相电机用法，用法灵便，因此应用广泛。
步进电机有两种工作方式：整步方式和半步方式。
以步进角1.8度四相混合式步进电机为例，在整步方式下，步进电机每接收一个脉冲，旋转1.8度，旋转一周，则需要200个脉冲，在半步方式下，步进电机每接收一个脉冲，旋转0.9度，旋转一周，则需要400个脉冲。
控制步进电机旋转必需按一定时序对步进电机引线输入脉冲，以上述四
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教 学 设 计 课程名称 电机控制技术 课 型 新授课 课 时 180分钟（4节课）
课 题 单片机控制三相异步电动机 班 级 18机电（32人）
教 材 《电工技能与实训》高等教育出版社会 《单片机技术及应用》电子工业出版社 授课时间 2019年
教 学 目 标
知识目标 1、通过复习“电动机可逆运转控制电路”，理解三相异步电动机正反转原理，能读懂并且绘制三相异步电动机正反转的主电路 2、通过制作单片机控制板，理解单片机内、外部资源和单片机运行的最小系统 3、通过参与系统的调试，初步知道怎样用C语言控制单片机，并能单独修改调试控制系统
能力目标 1、通过同学之间讨论和网络查资料或老师解答，能按要求完成单片机控制板的制作 2、通过收集资料和观摩成品，能完成整体电路的接线 3、通过参与、模仿，敢和会调试控制系统并能解决遇到问题
情感目标 1、通过参与项目制作调试，培养团队意识， 2、通过项目调试的成功，激发学习兴趣，达到爱学习，自主学习的高度 3、通过评价竞争，培养清洁、清扫、安全规范职业素养
教学重点 按要求准确制作、连接控制电路实现预期功能并达到一定的工艺要求
教学难点 系统的调试和故障的排查
学情分析 1、个性特征：中职二年级学生，对新鲜事物特别感兴趣，好动，活跃，喜
欢被人关注，喜欢表现。基础知识不扎实，学习积极性不高，学习依赖性强。 2、学生底子：已经学相关课程— 电工基础（三相异步电动机原理、电动
机点动、长动、正反转等接触继电器控制电路）；单片机原理及应用；电子元器件的识别等 3、能力及情感：具备初步的收集、分析和利用信息能力，有一定发现问
题和解决问题能力。对自己喜欢或者是追求的知识非常主动认真学习，喜欢动手操作，但对理论的学习是比较被动的。
教材 处理 思路
本课题内容综合了电动机继电器控制和单片机技术，并且学生为二年级学生，已经对用继电器控制电动机和单片机简单应用技术有一定的基础，所以《电工技能与实训》和《单片机技术与应用》这两本教材作为学生的查阅资料和复习资料，接触器组成的主电路学生比较熟悉，所以《电工技术与实训》仅为学生复习电动机正反转原理使用，有个别对主电路不熟悉的也作为参考用，在实训场仅放置几本供学生查阅。《单片机原理与应用》这本书，这生会用得多，因为单片次的内外资源比较多，不但硬件电路比较复杂，而且程序的理解和编写修改更加需要查阅，所以引导学生看重点章节。
教学方法 项目教学法、现场教学法、实习作业法、理论实践一体化教学法
教学环境及资源准备
教学资源（套）： 1、控制板材料：万能板、电子元件、电烙铁和焊锡（学生自备或提供）
2、主电路：工具、导线、木板、接触器（线圈220V）、接线端子、
三相异步电动机 3、调试：电脑、编程器
教学环境：电工实训室（配备若干台电脑）
教学过程
教学 环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计 意图
组织 教学
1、布置实习场地（附） 2、分好小组（4人/组）：【2人焊接电
路板，2人制作主电路，其中一个为组长，学习能力较好、动手强的同学，负责协调小组进度】
备好设备和教具 准备上课 营造良 好的课 堂氛围 课 前 准 备 （8分钟）
1、清点班级人数， 2、按小组分发控制板材料和主电路材料 3、分发零件清单、任务书、任务完成评价表、故障排除表
4、 分发电工工具 5、 强调安全规范，大声朗读“听从指挥、安全第一” 总指挥，安排好所要准备的元件、器材等。
领取工具及电气元件、器材等 小组共同合作，互助互学，提高学生对学习兴趣。
情 景 引 入 （10分钟）
1、前奏：通过视频或图片让学生回忆继
电接触器和PLC控制方法，提示学生思考更加柔性的单片机控制，进而引入新课。
2、导入：简单讨论单片机的功能，引导
学生思考单片机能否控制电动机，又应该如何控制。
教师播放视频或展示图片，并提问相关问题引导学生思考。 问：“继电器控和PLC各有什么优缺点，还有什么办法可以控制吗?” 学生发表看法后教师展示成品（控制的视频） 从成本、制作简单周期短、功能强大并且增减容易等方面引导学生，并展示成品（多功能控制） 学生讨论迁移：继电接触器控制接线复杂，PLC简单，但对非开关量输入不灵活，并且成本高，单片机控制怎么样？ 通过观看视频，学生讨论思考 引入生活中相关视频和图片、演示，提高学生学习兴趣，从而调动学生积极性。
学生有总体思路，信单片机能控制电动机,大概了解怎么控制，激发学习欲望 确 立 任 务 （20分钟）
1、 单片机控制板的制作 2、 电动机主控电路的制作 3、调试控制板（程序下载、通电测试） 4、综合调试
指导学生根据任务书确立任务，知道要做什么，并提示学生怎么做。 在教师的引导下，分析任务书，结合任务完成评价表讨论、制定工作计划书，并用文字板书出来。 提高学生的总结归纳能力。落实知识目标。
实 施 任 务 （90分钟）
任务一：单片机控制板制作。 学生在操作过程中，出现的问题加以纠正与指导。 任务二：电动机主电路制作。 学生在操作过程中，出现的问题加以纠正与指导。 指导学生安装元件情况及检查元原件好坏的方法 课堂中巡回指导学生操作情况，指出 小组合作，利用万用表检查元件好坏，并按照样板插好元件焊接。 学生采取小组合作方式， 教师引导提示，学生动手操作，加强学生的动手操作能力。
教师引导提示，学生动手操作，
加强学生的动手
注：任务一与任务二同步
任务三：控制板调试，程序下载、通电测试。
观察指示灯是否正常 测试钮及对应继电器触点是否正确运行 任务四：综合调试 连接控制板与电动机主电路 检测无误后，先通电运行控制板，再接380V综合调试。
在过程中出色的地方及存在的不足。 引导学生掌握电路调试的步骤和方法 老师指导学生检查线路，发现问题，指导学生解决问题，并指导学生填好故障排除表 根据电动机主电路原理图进行安装接线。 学生编译下载程序并调试控制板 四人合作，连接检测，配合老师做好调试工作，遇到故障，排除并填写故障排除表 操作能力。通过学生动手操作顺利突破重点、难点。 成 果 展 示 （20分钟）
1、老师协助组长做好任务评价表 2、老师指导学习过程评价表 2、优秀作品评选 【优秀作品拍照在微信交流群发表】 指导学生如何进行评分。 教师点评，好的好在哪，不足的地方又在哪。 共同参与，学生进行小组自评、互评环节，评选优秀作品。 学生对自己所学知识进行归纳总结
总 结 评 价 （8分钟）
教师进行综合性评价 教师对本次课学生完成情况进行总结评价 每小组派一代表将小组自评、互评分数填写在黑板白纸上。 评价学生对本次课掌握的情况 并给出建议。
拓 展 延 伸 （16分钟）
分发“练习归纳总结”，学生讨论、练习，学以致用，进一步检验和巩固知识 引导学生解决问题 通过训练，调动学生自主探究的主动性，达到迁移和升级的目的 课内知识巩固，课外活动拓展能力。达到迁移应用的效果
教学 反思
本课优点：1、熟悉的内容但又特殊应用，培养学生综合应用知识的能力；有趣的项
目又能培养激发学生的学习兴趣。 2、充分体现了做中学，做中教，与学生活动过程中加强交流与沟通。 不足之处：1、个别同学参与不够积极。
2、知识多繁杂，难度较大，有出现效果不理想的现象 附一：零件清单 姓名： 姓名： 组别： 序号 清单 备注 序号 清单 备注 1 12
2 13 3 14 4 15 5 16 6 17 7 18 8 19 9 20 10 21 11 22 附二：任务书 单片机控制三相异步电动机项目 安装与调试任务书
1、根据给出的电动机正反转主电路图（图1），选择恰当的电气元件安装电路。
图1 2、 根据电动机正反转控制板电路图（图2），选择恰当的电气元件安装电路。
图2 3、根据控制要求连接主电路和控制板并调试功能。（程序指定文件夹） 附三：练习归纳总结 练习归纳总结
1、讨论：怎样接线才安全，快速和美观？
2、相互解释什么叫互锁，这个项目哪个地方用吗？目的又是什么？ 3、 如何增加热继电器的保护功能，请画出原理图并说明 4、修改程序，例如把SB1与SB2功能交换。 5、修改程序，SB1实现正转点动功能 6、修改程序，SB1启动，SB2停止，且启动时，先正转1min，自动转换为反转。