步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)控制課程設(shè)計(jì)

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1、微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)控制學(xué)院專業(yè)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)年級(jí)指導(dǎo)教師職稱二〇年月步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)控制摘要:本設(shè)計(jì)采用電壓為DC12V的四相八拍35BYJ46型步進(jìn)電機(jī),以8255A作為8086并行輸出接口,并通過(guò)編寫(xiě)匯編語(yǔ)言控制8255A的A口,進(jìn)而控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速狀態(tài)。通過(guò)輸入預(yù)先設(shè)定好的轉(zhuǎn)速狀態(tài)對(duì)應(yīng)值,即可控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速狀態(tài)。轉(zhuǎn)向可以通過(guò)查表來(lái)實(shí)現(xiàn),以逐次遞增方向查表,則步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn);以逐次遞減方向查表,則步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)速則通過(guò)調(diào)用延時(shí)子程序,當(dāng)調(diào)用延時(shí)較長(zhǎng)的子程序時(shí),則步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速慢,當(dāng)調(diào)用延時(shí)較短的子程序時(shí),步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速加快。關(guān)鍵詞:步進(jìn)電機(jī);8255A;控

2、制16目錄第1章緒論11.1研究背景11.2選題的目的和意義11.3本課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容2第2章步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)控制32.1設(shè)計(jì)方案32.2硬件系統(tǒng)基本原理32.2.1步進(jìn)電機(jī)35BYJ4632.2.2可編程并行接口芯片8255A62.3系統(tǒng)軟件82.3.1軟件框圖82.3.2程序代碼10第3章結(jié)束語(yǔ)15參考文獻(xiàn)1716**大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告第1章緒論1.1研究背景在普通旋轉(zhuǎn)電機(jī)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的各種控制電機(jī)與普通電機(jī)本質(zhì)上并沒(méi)有差別,只是著重點(diǎn)不同。普通旋轉(zhuǎn)電機(jī)主要是進(jìn)行能量變換,要求有較高的力能指標(biāo),而控制電機(jī)主要是對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行傳遞和變換,要求有反應(yīng)快、精度高、運(yùn)行可靠等控制

3、性能??刂齐姍C(jī)因其各種特殊的控制性能而常在自動(dòng)控制系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件、檢測(cè)元件和解算元件。步進(jìn)電機(jī)就是一種應(yīng)用非常廣泛的控制電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)環(huán)控制元件。在非超載的情況下,電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù),而不受負(fù)載變化的影響,即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào),電機(jī)則轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角。當(dāng)電機(jī)連續(xù)不斷地收到脈沖信號(hào),電機(jī)就一步一步地轉(zhuǎn)動(dòng),這就是步進(jìn)電機(jī)名稱的由來(lái)。這一線性關(guān)系的存在,加上輸入的脈沖與其位移量有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系,不會(huì)產(chǎn)生步距腳累積誤差的特點(diǎn)。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來(lái)控制變化非常簡(jiǎn)單。如各種數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)繪圖儀、

4、機(jī)器人等。[1]步進(jìn)電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,已成為除直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)以外的應(yīng)用最廣泛的第三類電動(dòng)機(jī)。在開(kāi)環(huán)高分辨率的定位系統(tǒng)中,至今還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)更合適取代它的產(chǎn)品,特別是在一些功率相當(dāng)小的系統(tǒng)中,步進(jìn)電機(jī)更具有無(wú)可替代的主流地位。預(yù)計(jì)未來(lái)步進(jìn)電機(jī)的研究還會(huì)持續(xù)深入下去,研究方向之一是電機(jī)與驅(qū)動(dòng)的一體化,使步進(jìn)電機(jī)體積更小巧、性能更優(yōu)越,性價(jià)比更高,在大量的民用設(shè)備中批量化使用,如家庭機(jī)器人、民用智能化設(shè)備等;研究方向之二是在功率或機(jī)座號(hào)相對(duì)較大的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)中,與屬于BIDCM(稀土永磁無(wú)刷直流電機(jī))的交流伺服電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)會(huì)合,具體來(lái)說(shuō)可能會(huì)借鑒交流伺服系統(tǒng)的控制技術(shù),但保留

5、了部分步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn),形成一種新的“步進(jìn)伺服電動(dòng)機(jī)”或“伺服步進(jìn)電動(dòng)機(jī)”,在克服低頻振蕩、高頻過(guò)載能力小、快速性不足和效率低等方面取得突破性進(jìn)展,從而在現(xiàn)代軍事、精密機(jī)械加工、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越深入。[2]1.2選題的目的和意義16**大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用并且其應(yīng)用前景十分樂(lè)觀,因此學(xué)習(xí)和掌握步進(jìn)電機(jī)是非常必要的。但步進(jìn)電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī),交流電機(jī)在常規(guī)下使用。它必須由形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此通過(guò)運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí),掌握四相步進(jìn)電機(jī)接口電路原理和步進(jìn)電機(jī)正、反轉(zhuǎn)工作原理以及轉(zhuǎn)速控制原理,設(shè)計(jì)出相應(yīng)硬件電路和軟件實(shí)

6、現(xiàn)對(duì)四相步進(jìn)電機(jī)的實(shí)時(shí)控制,達(dá)到加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握,運(yùn)用所學(xué)的理論和方法進(jìn)行實(shí)踐、解決問(wèn)題和認(rèn)識(shí)步進(jìn)電機(jī)、簡(jiǎn)單控制步進(jìn)電機(jī)的目的。1.3本課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容1)闡述步進(jìn)電機(jī)與8255A的接口電路原理。2)編寫(xiě)出使步進(jìn)電機(jī)低速正、反轉(zhuǎn)和高速正、反轉(zhuǎn)以及顯示轉(zhuǎn)速狀態(tài)的程序。3)在實(shí)驗(yàn)箱上調(diào)試程序,達(dá)到所設(shè)計(jì)的結(jié)果。16**大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告第2章步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)控制2.1設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)采用電壓為DC12V的四相八拍步進(jìn)電機(jī)35BYJ46型電機(jī),用ULN2003作為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路主芯片,以8255A作為8086并行輸出接口,8086對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制信號(hào)則通過(guò)8255A送到

7、ULN2003。通過(guò)輸入預(yù)先設(shè)定好的轉(zhuǎn)速狀態(tài)對(duì)應(yīng)值,即可控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速狀態(tài)。轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速,通過(guò)查表的方式實(shí)現(xiàn),以逐次遞增方向查表,依次輸出表中數(shù)據(jù),則步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn);以逐次遞減方向查表,則步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn),即通過(guò)一個(gè)表實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)速則通過(guò)調(diào)用延時(shí)子程序,當(dāng)調(diào)用延時(shí)較長(zhǎng)的子程序時(shí),則步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速慢,當(dāng)調(diào)用延時(shí)較短的子程序時(shí),步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速加快。2.2硬件系統(tǒng)基本原理2.2.1步進(jìn)電機(jī)35BYJ461)四相步進(jìn)電機(jī)勵(lì)磁線圈及其勵(lì)磁順序本設(shè)計(jì)采用的步進(jìn)電機(jī)為35BYJ46型四相八拍電機(jī),電壓為DC12V

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