三相步进电机控制系统的设计课程设计论文.doc

武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书课程设计任务书指导教师：工作单位：自动化学院题目:三相步进电机控制系统的设计初始条件：设计三相步进电机控制系统，要求系统具有如下功能：用K0-K2做为通电方式选择键，K0为三相单三拍，K1为三相双三拍，K2为三相六拍；K3为启动/停止控制、K4方向控制、K5加速、K6减速；用4位LED显示工作步数。用3个发光二极管显示状态：正转时黄灯亮，反转时绿灯亮，不转时红灯亮。要求完成的主要任务:硬件设计：系统总原理图软件设计：系统总体流程图、步进电机单三拍，双三拍，三相六拍各模块流程图、显示模块流程图等编写程序：能够完成上述任务并用仿真软件演示完成符合要求的设计说明书时间安排：2015年5月20日~2015年6月1日指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要这次设计是基于单片机来设计三相步进电机系统。80c51单片机作为主控芯片，利用ULN2003A集成电路，采用单极性驱动方式，加入74HC573使步进电机完成步进电机三相单三拍，三相双三拍，三相六拍；启动/停止控制、方向控制；速度控制（加速和减速两档）；用4位LED数码管显示工作步数。用3个发光二极管显示状态：正转时黄灯亮，反转时绿灯亮，不转时红灯亮。电路构造较为简单，设计思路清晰，利用KEIL进行软件编写与仿真，利用Proteus进行电路的设计与仿真，仿真结果符合任务提出的要求。关键字：步进电机、单片机、单极性驱动，控制目录TOC\o"1-3"\h\uHYPERLINK\l_Toc271401设计任务及要求5HYPERLINK\l_Toc188901.1设计任务5HYPERLINK\l_Toc4421.2任务分析6HYPERLINK\l_Toc82112方案比较及选择6HYPERLINK\l_Toc201552.1电机驱动选择方案6HYPERLINK\l_Toc207582.2LED显示选择方案6HYPERLINK\l_Toc237392.3按键状态的读取6HYPERLINK\l_Toc22063系统实现的原理7HYPERLINK\l_Toc173293.1步进电机控制工作原理7HYPERLINK\l_Toc52993.1.1步进电机的启停控制7HYPERLINK\l_Toc81133.1.2步进电机的工作原理7HYPERLINK\l_Toc139793.1.3步进电机的转向控制7HYPERLINK\l_Toc297903.1.4步进电机的启停控制8HYPERLINK\l_Toc299523.1.5步进电机的速度控制8HYPERLINK\l_Toc166503.2系统设计思路8HYPERLINK\l_Toc163993.3系统的整体框图9HYPERLINK\l_Toc293794系统的硬件设计10HYPERLINK\l_Toc327214.1总体设计11HYPERLINK\l_Toc30354.2步进电机控制电路12HYPERLINK\l_Toc97424.2.1启/停控制、正/反转控制、工作模式控制电路分析13HYPERLINK\l_Toc216854.2.2步进电机控制电路11HYPERLINK\l_Toc267384.3显示电路12HYPERLINK\l_Toc183864.3.1发光二极管显示电路12HYPERLINK\l_Toc114834.3.2八段数码管显示电路12HYPERLINK\l_Toc152245系统软件设计13HYPERLINK\l_Toc166175.1总体设计13HYPERLINK\l_Toc75325.1.2系统总体流程图15HYPERLINK\l_Toc325925.2关键模块设计17HYPERLINK\l_Toc311195.2.1.三相步进电机模块设计17HYPERLINK\l_Toc226525.2.2显示模块设计18HYPERLINK\l_Toc26635.5.2步进电机调速模块流程图19HYPERLINK\l_Toc85766系统仿真20HYPERLINK\l_Toc191557小结及体会22HYPERLINK\l_Toc25459参考文献23HYPERLINK\l_Toc31355附录24三相步进电机控制系统的设计1设计任务及要求1.1设计任务设计一个三相步进电机控制系统，要求系统具有如下功能：用K0-K2做为通电方式选择键，K0为三相单三拍，K1为三相双三拍，K2为三相六拍；K3为启动/停止控制、K4方向控制；K5加速控制，K6减速控制；用4位LED