基于單片機的對步進電機的有效控制畢業(yè)論文.doc

-34目錄第1章緒論.11.1課題來源.11.2課題目的.11.3課題意義.21.4應(yīng)解決的主要問題.21.5技術(shù)要求.2第2章方案論證.42.1可行性研究.42.1.1經(jīng)濟可行性研究.42.1.2技術(shù)可行性研究.42.1.3方案提出.52.1.4方案分析.52.1.3方案確定.72.2需求分析.7第3章過程論述.83.1概要設(shè)計.83.1.1系統(tǒng)功能設(shè)計.83.1.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計.83.2詳細設(shè)計.93.2.1硬件設(shè)計.93.2.2軟件設(shè)計.19第4章系統(tǒng)測試.284.1硬件測試.284.2軟件測試.284.2.1單元測試.284.2.2集成測試.304.2.3功能測試.314.2.4測試結(jié)果.32-34結(jié)論.33后記.34參考文獻.35附錄.36-34第1章緒論1.1課題來源本畢業(yè)設(shè)計課題是屬于教師擬定性課題，主要是研究基于單片機的對步進電機的有效控制。步進電機是一種能將數(shù)字輸入脈沖轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)或直線增量運動的電磁執(zhí)行元件，每輸入一個脈沖電機轉(zhuǎn)軸步進一個步距角增量。電機總的回轉(zhuǎn)角與輸入脈沖數(shù)成正比例，相應(yīng)的轉(zhuǎn)速取決于輸入脈沖頻率。步進電機是機電一體化產(chǎn)品中關(guān)鍵部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。步進電機慣量低、定位精度高、無累積誤差、控制簡單等特點。廣泛應(yīng)用于機電一體化產(chǎn)品中，如：數(shù)控機床、包裝機械、計算機外圍設(shè)備、復(fù)印機、傳真機等。選擇步進電機時，首先要保證步進電機的輸出功率大于負載所需的功率。而在選用功率步進電機時，首先要計算機械系統(tǒng)的負載轉(zhuǎn)矩，電機的矩頻特性能滿足機械負載并有一定的余量保證其運行可靠。在實際工作過程中，各種頻率下的負載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內(nèi)。一般地說最大靜力矩Mjmax大的電機，負載力矩大1。選擇步進電機時，應(yīng)使步距角和機械系統(tǒng)匹配，這樣可以得到機床所需的脈沖當量。在機械傳動過程中為了使得有更小的脈沖當量，一是可以改變絲桿的導(dǎo)程，二是可以通過步進電機的細分驅(qū)動來完成。但細分只能改變其分辨率，不改變其精度。精度是由電機的固有特性所決定。選擇功率步進電機時，應(yīng)當估算機械負載的負載慣量和機床要求的啟動頻率，使之與步進電機的慣性頻率特性相匹配還有一定的余量，使之最高速連續(xù)工作頻率能滿足機床快速移動的需要?；趩纹瑱C的懸掛運動控制系統(tǒng)，具有硬件電路結(jié)構(gòu)簡單，精確度高，抗干擾性強等優(yōu)點。1.2課題目的培養(yǎng)綜合運用四年大學(xué)所學(xué)知識去分析問題和解決實際問題的能力。在實踐中檢驗所學(xué)知識,從而加強理論與實踐的相結(jié)合。體驗一個科研項目開發(fā)的全過程，學(xué)會單片機開發(fā)應(yīng)用方法,鍛煉應(yīng)用能力,動手能力。本課題設(shè)計是具有一定難度的基于單片機的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)項目，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。通過這次畢業(yè)論文及設(shè)計，檢驗的綜合素質(zhì)和專業(yè)教育的培養(yǎng)效果，并且使學(xué)會閱讀、利用英文文獻資料，閱讀并翻譯外文資料的能力，學(xué)會設(shè)計報告和論文。-341.3課題意義隨著社會的發(fā)展、科技的進步以及人們生活水平的逐步提高，各種方便于生活的自動控制系統(tǒng)開始進入了人們的生活，以單片機為核心的自動門系統(tǒng)就是其中之一。同時也標志了自動控制領(lǐng)域成為了數(shù)字化時代的一員3。它實用性強，功能齊全，技術(shù)先進，使人們相信這是科技進步的成果。它更讓人類懂得，數(shù)字時代的發(fā)展將改變?nèi)祟惖纳睿瑢⒓涌炜茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展。通過對“微機控制自動門系統(tǒng)”的研究和設(shè)計，精心撰寫了微機控制自動門系統(tǒng)論文。本論文著重闡述了以單片機為主體，LED點陣顯示芯片及步進電機為核心的系統(tǒng)。本設(shè)計主要應(yīng)用SST89E58作為控制核心，LED點陣顯示芯片、步進電機、壓力傳感器、電位器相結(jié)合的系統(tǒng)。充分發(fā)揮了單片機的性能。其優(yōu)點硬件電路簡單，軟件功能完善，控制系統(tǒng)可靠，性價比較高等特點，具有一定的使用和參考價值。1.4應(yīng)解決的主要問題在基于單片機的懸掛運動控制系統(tǒng)中，主要分三個部分設(shè)計，一個是輸入和鍵盤顯示模塊；另一個是步進電機驅(qū)動模塊；第三個是最小系統(tǒng)和輸出模塊設(shè)計。主要解決的問題是：1.單片機最小系統(tǒng)硬件設(shè)計；2.步進電機驅(qū)動模塊設(shè)計；3.輸出部分的軟硬件設(shè)計；4.主程序設(shè)計；5.繪圖板的設(shè)計。1.5技術(shù)要求設(shè)計一電機控制系統(tǒng)，控制物體在傾斜（仰角100度）的板上運動。在一白色底板上固定兩個滑輪，兩只電機（固定在板上）通過穿過滑輪的吊繩控制一物體在板上運動，運動范圍為80cm