步进电机运行控制器设计(附件)【字数：7451】
论文首先说明了Hbrid stepping motor（混合式的步进电机）相应的构造与其基本的规律，解释并改进了步进电机动作机能的细分启动，研究并且促成正弦波细分驱动等步骤。论文中的控制电路是由AT89C51单片机、解码控制器等等构成。当然，在控制系统中的重点是宏处理器，我也会细致的说明整个系统的组成，驱动器件的实现和硬件电路的特性。
目 录
引言 1
一、步进电机的概述 2
（一）步进电机概括 2
（二）步进电机的特点 2
（三）步进电机驱动系统概述 2
二、步进电机驱动系统的方案验证 3
（一）步进电机驱动系统注释 3
（二）步进电机驱动器的特点 4
（三）混合式步进电机的驱动电路分类和性能比较 5
（四）方案的确定 6
三、Hbrid stepping motor驱动控制系统硬件设计 6
（一）单片机最小系统 9
（二）红外遥控电路 9
（三）LCD显示电路 10
（四）双机通讯 11
（五）步进电机驱动部分 11
（六）电源电路 12
四、软件设计 12
（一）主机LCD显示菜单程序 13
（二）双机通讯程序 14
（三）步进电机下位机的驱动程序 15
五、驱动器试验结果 16
（一）概述 16
（二）试验内容和结论 16
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
附录程序 20
引言
论文介绍了一些步进电机的主要构造,脉冲波长的调制技术，包括电机的优缺点和工作的原理。驱动的程序使用了单个元件控制步进马达，用H桥驱动。左右系统的焦点在于运用了AT89C51的宏处理器，并且改良了步进电机系统的有效程序。另外还包括液晶显示芯片ST7920使用汉字库自动更新显示，不仅降低了CPU的成本，还有效的提高了电路的可靠性和效率。从外部遥控器的前/后操作信号输入不同的模式信号将检查系统的性能并确定相应的结论。生活中也有很多的设施运用了步进电机，一步一 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
步的前进，所以都应用于一些确定方位的东西。
步进电机的概述
（一）步进电机的概括
步进电机的意思就是当一定的脉冲信号转变成直线运动或者角度运动时，开环运动系统由步进电机连同功率驱动组成，若要使步进电机沿着提前决定好的旋转角运动，就一定要接收到脉冲信号。因为互为正比，脉冲输入越大，角度就越大，所以角度偏移可以通过增加数量来得到准确的脉冲控制，要有速度的控制，也可调节其脉冲率。步进发动机建成后可分为无功功率（又称VR、磁阻）三种类型，混合式步进电机具有永磁、致残等优点。
（二）步进电机的特点
本身的速度和位置容易确定和操控；可以直接进行开环控制；可靠性好，误差比较小。当电机的运动速度很高的时候，会发现脉冲频率也会随之升高，所以当电机拥有脉冲信号的时候，想要很好的把握它的旋转角度，就能根据它本身的脉冲数量来决定。因此可以在很宽的范围内平稳地设定工作速度。由于步进误差不会持续很长时间，因此不需要速度或位置传感器。相反，它可以形成一个很开放的控制系统。
（三）步进电机驱动系统概述
对于任何一个步进脉冲，驱动器按照准备好的规则给发动机的每个相位绕组上电，然而产出相应的扭矩并且会让转子运动。分为以下三种类型：
1.单电压运动
通常绕组上都会出现电阻的串联，是因为可以降低一些成本，也可以使得电路看起来简单、方便，这样不仅可以提高电路的时间常数，还可以提升发动机的性能。但是串联电阻会产生很大的热量，最不利于高频工作的时候，所以它只适用于低功率或低性能的步进电机。
2.高低压驱动
如果绕组连接上发动机的每一相的时候，必须先高压，这样会让电流很快上升，升高到额定的数值时，高压就会被阻断，电路由低压供电，这样电流波形大大改善，改善了发动机的转矩频率特性，大大提高了发动机的起动和驱动频率，由于反向转矩势的影响，电流波形的峰值容易降低，发动机器的起动力矩就会下降，因而必须具有双重性能。
3.斩波恒流驱动
若想要获得更高的起动力矩并拥有平衡的高低压驱动电流，就要研制电路，在一定的额定值下进行切割，弯曲一定的绕组电流。相应地，沿绕组流动的有效电流增加。发动机的起始点在没有外部电阻的情况下增加。降低了系统的总消耗，提高了效率。
二、步进电机的驱动系统的方案验证
（一）步进电机驱动系统注释
电机需要运用自己单一的设备来控制。它的驱动性能不仅取决于发动机本身的性能，还取决于驱动器的质量。脉冲或频率来决定支配步进电机的启动或结束。通常控制步进电机需要运用也要做到保护电路和电源的设置。假如电机接收到左右齿轮和步进脉冲，电路根据设定的发动机功率产生步进发动机各相激励线圈的输入输出信号。因此它不可以向步进电机供应必要的输出功率，因此需要增加输出。
（二）步进电机驱动器的特性
1.每个线圈作为一个开关，发动机的绕组线连续连接到直流电源，但是绕组的电流并不是接连不断的，而是循序渐进的。它的相位发展是根据脉冲的电源来决定的。步进电机上所有的绕组全部是一个绕在铁芯上的线圈，具有很大的感应性，当绕组加电时，功率增加受到限制，从而会影响发动机的绕组电流。
2.当绕组线被切断时，感应线圈收集的磁场能量不会突然改变绕组线中的电流，不能立即切断待分离的相，在开关过程中，有很大的反向潜力；当发动机工作的时候，通过绕组会形成旋转电位。旋转转速越高，电位就会越大，当绕组电流减小的时候，发动机扭矩随转速的增加而减小。
目 录
引言 1
一、步进电机的概述 2
（一）步进电机概括 2
（二）步进电机的特点 2
（三）步进电机驱动系统概述 2
二、步进电机驱动系统的方案验证 3
（一）步进电机驱动系统注释 3
（二）步进电机驱动器的特点 4
（三）混合式步进电机的驱动电路分类和性能比较 5
（四）方案的确定 6
三、Hbrid stepping motor驱动控制系统硬件设计 6
（一）单片机最小系统 9
（二）红外遥控电路 9
（三）LCD显示电路 10
（四）双机通讯 11
（五）步进电机驱动部分 11
（六）电源电路 12
四、软件设计 12
（一）主机LCD显示菜单程序 13
（二）双机通讯程序 14
（三）步进电机下位机的驱动程序 15
五、驱动器试验结果 16
（一）概述 16
（二）试验内容和结论 16
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
附录程序 20
引言
论文介绍了一些步进电机的主要构造,脉冲波长的调制技术，包括电机的优缺点和工作的原理。驱动的程序使用了单个元件控制步进马达，用H桥驱动。左右系统的焦点在于运用了AT89C51的宏处理器，并且改良了步进电机系统的有效程序。另外还包括液晶显示芯片ST7920使用汉字库自动更新显示，不仅降低了CPU的成本，还有效的提高了电路的可靠性和效率。从外部遥控器的前/后操作信号输入不同的模式信号将检查系统的性能并确定相应的结论。生活中也有很多的设施运用了步进电机，一步一 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
步的前进，所以都应用于一些确定方位的东西。
步进电机的概述
（一）步进电机的概括
步进电机的意思就是当一定的脉冲信号转变成直线运动或者角度运动时，开环运动系统由步进电机连同功率驱动组成，若要使步进电机沿着提前决定好的旋转角运动，就一定要接收到脉冲信号。因为互为正比，脉冲输入越大，角度就越大，所以角度偏移可以通过增加数量来得到准确的脉冲控制，要有速度的控制，也可调节其脉冲率。步进发动机建成后可分为无功功率（又称VR、磁阻）三种类型，混合式步进电机具有永磁、致残等优点。
（二）步进电机的特点
本身的速度和位置容易确定和操控；可以直接进行开环控制；可靠性好，误差比较小。当电机的运动速度很高的时候，会发现脉冲频率也会随之升高，所以当电机拥有脉冲信号的时候，想要很好的把握它的旋转角度，就能根据它本身的脉冲数量来决定。因此可以在很宽的范围内平稳地设定工作速度。由于步进误差不会持续很长时间，因此不需要速度或位置传感器。相反，它可以形成一个很开放的控制系统。
（三）步进电机驱动系统概述
对于任何一个步进脉冲，驱动器按照准备好的规则给发动机的每个相位绕组上电，然而产出相应的扭矩并且会让转子运动。分为以下三种类型：
1.单电压运动
通常绕组上都会出现电阻的串联，是因为可以降低一些成本，也可以使得电路看起来简单、方便，这样不仅可以提高电路的时间常数，还可以提升发动机的性能。但是串联电阻会产生很大的热量，最不利于高频工作的时候，所以它只适用于低功率或低性能的步进电机。
2.高低压驱动
如果绕组连接上发动机的每一相的时候，必须先高压，这样会让电流很快上升，升高到额定的数值时，高压就会被阻断，电路由低压供电，这样电流波形大大改善，改善了发动机的转矩频率特性，大大提高了发动机的起动和驱动频率，由于反向转矩势的影响，电流波形的峰值容易降低，发动机器的起动力矩就会下降，因而必须具有双重性能。
3.斩波恒流驱动
若想要获得更高的起动力矩并拥有平衡的高低压驱动电流，就要研制电路，在一定的额定值下进行切割，弯曲一定的绕组电流。相应地，沿绕组流动的有效电流增加。发动机的起始点在没有外部电阻的情况下增加。降低了系统的总消耗，提高了效率。
二、步进电机的驱动系统的方案验证
（一）步进电机驱动系统注释
电机需要运用自己单一的设备来控制。它的驱动性能不仅取决于发动机本身的性能，还取决于驱动器的质量。脉冲或频率来决定支配步进电机的启动或结束。通常控制步进电机需要运用也要做到保护电路和电源的设置。假如电机接收到左右齿轮和步进脉冲，电路根据设定的发动机功率产生步进发动机各相激励线圈的输入输出信号。因此它不可以向步进电机供应必要的输出功率，因此需要增加输出。
（二）步进电机驱动器的特性
1.每个线圈作为一个开关，发动机的绕组线连续连接到直流电源，但是绕组的电流并不是接连不断的，而是循序渐进的。它的相位发展是根据脉冲的电源来决定的。步进电机上所有的绕组全部是一个绕在铁芯上的线圈，具有很大的感应性，当绕组加电时，功率增加受到限制，从而会影响发动机的绕组电流。
2.当绕组线被切断时，感应线圈收集的磁场能量不会突然改变绕组线中的电流，不能立即切断待分离的相，在开关过程中，有很大的反向潜力；当发动机工作的时候，通过绕组会形成旋转电位。旋转转速越高，电位就会越大，当绕组电流减小的时候，发动机扭矩随转速的增加而减小。
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