基于单片机的步进电机控制系统设计开题报告

 2022-10-27 22:36:27

1. 研究目的与意义

选题的背景及意义一直以来,国内外对步进电机的研究一直很活跃。

这是因为步进电机的控制应用已经深深渗透到国民生活、生产的各个领域。

为了达到现在人们对智能化和网络化的需求,步进电机的控制技术也在不断更新发展,功能强大的单片机也越来越多地应用到步进电机控制系统,实现了强强联合,势不可挡!随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。

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2. 课题关键问题和重难点

课题的关键问题及难点课题的关键问题是通过软硬件的结合实现对步进电机的驱动控制,该系统驱动步进电机工作于多种步距角下,能否实现按指数规律升速启动。

难点一:要通过C8051F040单片机内的两个12位DAC转换器分别输出正弦阶梯变化的电压,进而控制绕组电流,实现等幅均匀细分驱动。

难点二:搭建硬件驱动控制电路,包括RS232串行通讯接口、控制电路、细分驱动电路及过流保护电路和键盘、LCD接口电路等各部分硬件。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

文献综述(或调研报告)目前广为使用的是两相混合式步进电动机,它的典型结构是定子8个极,转子齿数为50个,步距角为1.8度。

它是上世纪60年代的美国专利,70年代初因应用于计算机外设,且专利保护的取消而迅速发展。

但是它存在着两个明显的固有缺点,一个是步距角较大,使得低速转动时有较严重的振动和噪声,另一个是当频率突变过大时容易堵转、丢步或者过冲,这两个缺点对定位系统的精度会产生较大的影响[[3]。

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4. 研究方案

方案(设计方案、研制方案、研究方案)论证本系统采用C8051F040单片机作为核心控制器件,采用全桥脉宽调制驱动电路3955作为功率驱动器件,同时系统通过RS232串口与上位计算机的串口连接,实现控制器与上位机的实时通讯,单片机可以接收PC机通过串口发来的控制信号,这些信号包括转速大小、细分数,步数,工作方式,开机/停机信号、电机旋转方向。

用于上位机对控制器工作状态的监控。

也可以通过键盘输入参数产生相应的控制信号。

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5. 工作计划

工作进度要求(按周次填写)第1周收集资料第2周阅读相关资料,单片机工作及设计原理第3周整理资料,做初步计划并完成开题报告第4周设计思路及架构,串口通信的工作原理第5周电路设计原理,学习c语言与汇编语言第6周完成硬件电路的设计元器件的选择与电路设计第7周焊接电路板第8周软件的编写第9周硬件和软件的调试第10周 基于单片机的步进电机控制系统设计的组装及调试,进行毕业设计说明书写作。

第11周 修改设计成品;初步完成设计成品第12周 提交论文,指导教师验收成果,写业务总结,接受答辩资格审查;第13-14周 评阅教师评阅论文;参加答辩

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