基于单片机的步进电机控制系统设计文献综述

 2021-11-07 22:33:16

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文献综述

一、选题背景

随着科技日新月异的飞速发展,人们生活水平的不断提高,对一切系统的使用和性能提出了更高的要求。从社会发展的角度来看,基于单片机的步进电机控制系统的性能稳定,而且精度准,可以提高工作效率;从企业的角度来看,如我们传统的电焊机是通过人工来控制,包括行走路线和送线等,而现在通过单片机来控制步进电机不但可以使其行走路线更加准确,而且还可以达到智能化的生产,提高生产效率。

控制系统对步进电机的控制通过步进电机驱动器来完成。因此他已经被广泛的用于自动控制系统中作为执行元件。原来的步进电机控制系统采用分立元件或者集成电路组成的控制回路,不仅调试安装复杂,要消耗大量元器件,实现起来成本高,费时多,而且一旦成型后,电路就很难改动,因此不得不完全重新设计控制器。

步进电动机是用电脉冲信号进行控制,将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的微电动机。它最突出的优点是可以在宽广的频率范围内通过改变脉冲频率来实现调速、快速起停、正反转控制及制动等,并且用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。随着微电子和计算机技术的发展,步进电动机的需求量与日俱增,研究步进电机驱动器及其控制系统,实现对步进电机的有效控制具有十分重要的意义。

在电气时代的今天,电动机一直在现代的生产和生活起着十分重要的作用。据资料统计现在有90%以上的动力源来自于电动机,我国生产的电能大约有60%用于电动机。步进电机是机电一体化产品中的关键组件之一,是一种性能良好的执行元件,电动机与人们的生活密切相关。近30年来,数字技术、计算机技术和永磁材料的迅速发展,步进电机的需求量与日俱增,在国民经济各个领域都有应用,为步进电机的应用开辟了广阔的前景。鉴此,设计开发了一种基于单片机的步进电机控制系统。

二、本课题设计内容

步进电机是一种进行精确不仅运动的机电执行元件,它广泛应用于工业机械的数字控制,为系统的可靠性、通用性、可维护性以及性价比最优,根据控制系统功能要求及步进电机应用环境,确定了设计系统硬件和软件的功能划分,从而实现基于单片机的三相步进电机的控制系统。控制系统通过单片机、键盘、LCD显示屏、驱动电路、复位电路以及晶振电路的设计。实现了步进电机的启动、停止、加减速、正反转。

本系统是以单片机最小系统为核心,控制电路、驱动电路、显示电路构成。晶振电路与复位电路是为了使单片机正常工作。控制电路主要由开关按键组成,由操作者根据相应的工作需要进行操作。显示电路为LCD显示电机的转向和转速。驱动电路主要是对单片机输出的脉冲进行功率放大,从而驱动电机转动。

参考文献

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