三相单三拍步进电机控制系统设计

中 北 大 学

课程设计任务书

11/12学年第 一 学期

学 院： 专 业： 学 生 姓 名： 课程设计题目：

信息与通信工程学院

自动化

许亚辉

学 号： 0805054137

三相单三拍步进电机控制系统设计

起 迄 日 期: 2011年12 月26日~2012年1 月6日 课程设计地点: 指 导 教 师: 系

下达任务书日期: 2011 年 12 月 26日

主

任

: 中北大学 张艳兵 王忠庆

课 程 设 计 任 务 书

1．设计目的： 设计一个计算机步进电机程序控制系统，可以对步进电机的转速、转向以及位置进行控制。通过设计，掌握步进电机的工作原理、掌握步进电机控制系统的设计原理、设计步骤，进一步提高综合运用知识的能力。 2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）： （1） 选择步进电机，设计接口电路和驱动电路，对步进电机进行控制。 （2） 选择控制算法，编写控制程序，实现三相步进电机在单三拍工作方式下先正转180度，然后再反转120度，要求其速度可调，转向可控。 （3） 写出设计说明书。 3. 设计工作任务及工作量的要求（包括课程设计计算说明书、图纸、实物样品等）： （1）查阅资料，确定设计方案 （2）选择器件，设计硬件电路，并画出原理图和PCB图 （3）画出流程图，编写控制程序 （4）撰写课程设计说明书

课 程 设 计任 务 书

4．主要参考文献： [1]张艳兵，王忠庆.计算机控制技术.北京：国防工业出版社，2006.8 [2]何立民，张俊谟．单片机中级教程：第2版[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2002． [3]王鸿钰.步进电机控制入门[M].上海:同济大学出版社,1990. [4]房玉明,杭柏林.基于单片机的步进电机开环控制系统[J].电机与控制应用，2006，33（4）：64-64. [5]张强,吴红星.基于单片机的电动机控制技术.北京：中国电力出版社，2008 [6]王晓明.电动机的单片机控制（第二版）.北京：北京航空航天出版社，2007.8 5.设计成果形式及要求： 课程设计说明书1份 原理图和PCB图各1份 程序清单1份 6．工作计划及进度： 起 迄 日 期 11年12月26日 ~ 12月27 日 12月 28日 ~ 12月31日 12年1月2日 ~ 1月3 日 1 月 3日 ~ 1月4 日 1 月 5日 ~ 1月6 日 工 作 内 容 查阅资料，确定设计方案 设计硬件电路 画出流程图，编写控制程序 撰写课程设计说明书 课程设计答辩 系主任审查意见： 签字： 年 月 日

步进电机的选择

步进电动机是一种将脉冲信号变换成相应的角位移（或线性位移）的电磁装置，是一种特殊的电动机。步进电动机由于精确性以及其良好的性能，其组成的开环系统既简单、廉价，又非常可行，因此在打印机等办公自动化设备以及各种控制装置等众多领域有着极其广泛的应用。 三相步进电机选型:

本设计的重点在于对步进电机的控制和驱动，设计中受控电机为三相六线步进电机（内阻1.3 Ohm，步进1.2°，额定电流5.2）

Model No. 相数 步距角 保持转矩 额定电流 相电感 相电阻 引线数量 转子惯量 定位转矩 电机重量 机身长

(°) N.M

A 5.2

mH

Ohm

g.cm2 Kg.cm Kg 110

0.21

0.4

mm 42

573S05 3 1.2 0.45

1.4 1.3 6

CPU选型

单片机的内核8051， 8051内核的芯片型号AT89C51。本实验选取AT89C51单片机。 管脚说明：

VCC：供电电压。