东北石油大学步进电机的PLC控制课程设计

东北石油大学课程设计

课程PLC控制系统课程设计题目步进电机的PLC控制

院系电气信息工程学院自动化系专业班级自动化11-班

学生姓名

学生学号1106011401

指导教师

2014年11月28日

东北石油大学课程设计任务书

课程PLC控制系统课程设计

题目步进电机的PLC控制

专业自动化姓名学号1106011401

主要内容：

1. 设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等；

2. 系统有启动、停止功能；

3. 运用功能指令进行PLC控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序；

4. 用组态王监控组态软件，设计出上位监控系统；

5. 程序结构与控制功能自行创新设计；

6. 进行系统调试，实现步进电机的控制要求。

基本要求：

1.在步进电机为二相混合式，供电电压24VDC，功率30 W，电流1.7A（或1.2A），转矩0.35NM，步矩角1.8°/0.9°，并配有细分驱动器，实现细分运行，减少振荡；

2.控制器为S7-200PLC，设计出PLC的控制程序，实现速度、方向、定位、细分等控制功能。

主要参考资料：

[1] 张凤珊．可编程序控制器[M]．北京: 中国轻工业出版社，2003．

[2] 齐占庆．电气控制技术[M]．北京: 机械工业出版社，2002．

[3] 张万忠．可编程控制器应用技术[M]．北京: 化学工业出版社，2001．

[4] 李道霖．PLC原理及应用[M]．北京: 电子工业出版社，2004．

[5] 郁汉琪．可编程序控制器应用技术[M]．南京: 东南大学出版社，2003．

完成期限2014.11.24~2014.11.28

指导教师

专业负责人

2014年11 月24 日

目录

第一章控制工艺流程分析 (1)

1.1 步进电机PLC控制的控制过程描述 (1)

1.2 步进电机PLC控制的控制工艺分析 (1)

第二章控制系统总体方案设计 (3)

2.1 系统硬件组成 (3)

2.2 控制方法分析 (4)

2.3 I/O分配 (5)

2.4 系统接线图设计 (6)

第三章控制系统梯形图程序设计 (8)

3.1 控制程序流程图设计 (8)

3.2 控制程序时序图设计 (8)

3.3 控制程序设计思路 (9)

第四章监控系统设计 (10)

4.1 PLC与上位监控软件通讯 (10)

4.2 上位监控系统组态设计 (10)

4.3 实现的效果 (11)

第五章系统调试及结果分析 (12)

5.1系统调试及解决的问题 (12)

5.2 结果分析 (12)

课程设计心得 (14)

参考文献 (15)

附录 (16)

第一章控制工艺流程分析

1.1 步进电机PLC控制的控制过程描述

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

通常电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序，电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。

步进电机驱动器，它是把控制系统发出的脉冲信号转化为步进电机的角位移，或者说：控制系统每发一个脉冲信号，通过驱动器就使步进电机旋转一个步距角。也就是说步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比。所以控制步进脉冲信号的频率，就可以对电机精确调速；控制步进脉冲的个数，就可以对电机精确定位。步进电机驱动器有很多，应以实际的功率要求合理的选择驱动器。

步进电机需要提供具有一定驱动能力的脉冲信号才能正常工作，脉冲信号由单片机输出的激励信号经过脉冲分配产生。脉冲分配可以通过硬件模拟分配电路实现，也可以利用软件方便地实现。一个完整的驱动电路不仅需要激励信号，还需有足够的功率。在一般的电路驱动中，需将由CPU产生的脉冲信号经过功率放大后，再接到步进电机输入端。随着大规模集成电路技术的发展，逐渐出现了很多专门用于步进电机控制的脉冲分配芯片，它们配合功率放大的驱动电路可以实现步进电机的驱动。

1.2 步进电机PLC控制的控制工艺分析

可编程序控制器简称PLC，是在继电器控制和计算机控制的基础上开发出来的，并逐渐发展成以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通讯技术融为一体的新型工业自动控制装置。它具有可靠性高、环境适应性好、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等优点，因此迅速普及并成为当代工业自动化的支柱设备之一。

PLC所有的I/O接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离；各输入端均采用RC滤波器，其滤波时间常数一般为10～20ms；各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰；采用性能优良的开关电源：具有良好的自诊断功能．一旦电源或其他软、硬件发生异常情况，CPU立即采用有效措施，以防止故障扩大；简化编程语言，对信息进行保护和恢复．设置警戒时钟WDT；对程序和动态数据进行电池后备。上

述措施使PLC有高的可靠性。而采用循环扫描工作方式也提高其抗干扰能力。

PLC在工业自动化领域起着举足轻重的作用。在国内外已广泛应用于机械、冶金、石油、化工、轻工、纺织、电力、电子、食品、交通等行业。实践证明80％以上的工业控制可以使用PLC来完成。PLC可用于逻辑顺序控制、过程控制、运动及位置控制、数据处理、通信联网等。使用PLC可实现步进电机的控制。可使步进电机动作的抗干扰能力强、可靠性高。

时至今日，软件以及电子设备等相关技术都有了长足发展。虽然软件的发展速度比不上硬件的发展速度那么迅速，但已能满足现在的工业需求。对步进电机的传统控制通常完全由硬件电路搭接而成。随着PLC的普及，现在已普遍采用硬件与软件相结合的方式对其进行控制，这种控制方法有很多优点，比如：可以实现高精度的控制，降低成本，降低控制难度，简化控制电路等。今后步进电机的总体发展趋势是向着低功耗、高频率精度、多功能、高度自动化和智能化的方向发展。

PLC作为简单化了的计算机，功能完备、灵活、通用、控制系统简单易懂，价格便宜，可现场修改程序，体积小、硬件维护方便，价格便宜等优点，在全世界广泛应用，为生产生活带来巨大效益方便。因此，通过研究用PLC来控制步进电动机的，既可实现精确定位控制，又能降低控制成本，还有利于维护。以往的步进电动机需要靠驱动器来控制，随着技术的不断发展完善，PLC具有了通过自身输出脉冲直接步进电动机的功能，这样就有利于步进电动机的精确控制。

PLC对步进电机的控制主要包括三个方面，即步进电机的转速控制、方向控制、步数控制。改变步进电机定子绕组的通电顺序，就改变步进电机的旋转方向，改变脉冲频率，就改变步进电机的转速，改变脉冲个数。步进电机是一种将电脉冲信号转换成直线位移或角位移的执行元件。步进电机的输出位移量与输入脉冲个数成正比，其转速与单位时间内输入的脉冲数(即脉冲频率)成正比，其转向与脉冲分配到步进电机的各相绕组的相序有关。所以只要控制指令脉冲的数量、频率及电机绕组通电的相序。便可控制步进电机的输出位移量、速度和转向。

步进电机具有较好的控制性能，其启动、停车、反转及其它任何运行方式的改变，都在少数脉冲内完成，且可获得较高的控制精度，因而得到了广泛的应用。步进电机控制的最大特点是开环控制，不需要反馈信号。因为步进电机的运动不产生旋转量的误差累积。本系统PLC选用S7-200PLC。

第二章控制系统总体方案设计

2.1 系统硬件组成

可编程控制器有两种基本的工作状态，即运行（RUN）状态与停止（STOP）状态。在运行状态中，可编程控制器通过执行反应控制来实现用户的控制要求。为了使可编程控制器的输出及时地响应随时可能变化的输入信号，用户程序不仅仅执行一次，而是反复不断地重复执行，直到可编程控制器停机或切换到STOP工作状态。

下面用一个简单的例子来进一步说明可编程序控制器的扫描工作过程。图2-1所示的PLC的输入输出接线图，起动按钮SB1和停止按钮SB2的常开触点分加别接在编号为X000和X001的可编程控制器的输入端，接触器KM的线圈接在编号为YO00的可编程控制器的输出端。图(b)是这3个输入/输出变量对应的I/O映像寄存器。图（c）是可编程控制器的梯形图，它与图2-1所示的继电器电路的功能相同。但是应注意，梯形图是一种程序，是可编程控制图形化的程序。图中的X000等是梯形图中的编程元件，XO00与X001是输入继电器，Y000是输出继电器。编程元件X000与接在输入端子XO00的SB1的常开触点和输入映像寄存器XO00相对应，编程元件Y000与输出映像寄存器Y000和接在输出端子Y000的可编程控制器内部的输出电路相对应。PLC控制系统的硬件结构图如图2-2所示。

(a) (b) (c) (d)

图2-1 PLC的外部接线图与梯形图

图2-2 PLC控制系统的硬件结构图

梯形图以指令的形成储存在可编程控制器的用户程序存储器中，梯形图与下面的4条指令对应“；”之后是该指令的注解。

LD X000 ；接在左侧母线上的X000的常开触点。

OR Y000 ；与X00O的常开触点并联的Y000的常开触点。

ANI X001 ；与并联电路串联的X001的常闭触点。

OUT Y000 ；Y000的线圈。

在输入处理阶段，CPU将SB1，SB2的常开触点的状态读入相应的输入映像寄存器，外部触点接通时存入寄存器的是二进制数“1”，反之存入“0”。

执行第一条指令时，从输入映像寄存器X000中取出二进制数并存入运算结果寄存器。

执行第二条指令时，从输出映像寄存器Y000中取出二进制数，并与运算结果寄存器中的二进制数相“或”（触点的并联对应“或”结算），然后存入运算结果寄存器。

执行第三条指令时，取出输入映像寄存器X001中的二进制数，因为是常闭触点，取反后与前面的运算结果相“与”（电路的串联对应“与”运算），然后存入运算结果寄存器。

在输出处理阶段，CPU将各输出映像寄存器中的二进制数传送给输出模块并锁存起来，如果输出映像寄存器Y000中存放的是二进制数“1”，外接的KM线圈将通电，反之将断电。

X000，X001和Y000的波形高电平表示按下按钮或KM线圈通电,当T

2.2控制方法分析

步进电机是将给定的电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。给定一个电脉冲信号，步进电机转子就转过相应的角度，这个角度就称作该步进电机的步距角。目前常用步进电机的步距角大多为1.8度（俗称一步）或0.9度（俗称半步）。以步距角为0.9度的进步电机来说，当我们给步进电机一个电脉冲信号，步进电机就转过0.9度；给两个脉冲信号，步进电机就转过1.8度。以此类推，连续给定脉冲信号，步进电机就可以连续运转。由于电脉冲信号与步进电机转角存在的这种线性关系，使得步进电机在速度控制、位置控制等方面得到了广泛的应用.步进电机的位置控制是靠给定的脉冲数量控制的。给定一个脉冲，转过一个步距角，当停止的位置确定以后，也就决定了步进电机需要给定的脉冲数。其工作原理如下：

设A相首先通电，转子齿与定子A、A′对齐。然后在A相继续通电的情况下接通B 相。这时定子B、B′极对转子齿2、4产生磁拉力，使转子顺时针方向转动，但是A、A′极继续拉住齿1、3，因此，转子将转到两个磁拉力平衡为止。即转子顺时针转过了15°。

接着A相断电，B相继续通电。这时转子齿2、4和定子B、B′极对齐，转子从图(b)的位置又转过了15°。这样，如果按A→A、B→B→B、C→C→C、A→A…的顺序轮流通电，则转子便顺时针方向一步一步地转动，步距角15°。电流换接六次，磁场旋转一周，转子前进了一个齿距角。如果按A→A、C→C→C、B→B→B、A→A…的顺序通电，则电机转子逆时针方向转动。过程如图2-3所示。

图 2-3 步进电机通电方式原理图

三相步进电动机有三个绕组: A、B、C

正转通电顺序为：A→AB→B→BC→C→CA

反转通电顺序为：A→CA→C→BC→B→AB

用7个开关控制其工作

#1开关控制其运行 ( 启 )。

#2开关控制其运行 ( 停 )。

#3 号开关控制其低速运行 (转过一个步距角需 0.5 s)。

#4 号开关控制其中速运行 (转过一个步距角需 0.1 s)。

#5 号开关控制其高速运行 (转过一个步距角需 0.04 s)。

#6 号开关控制其转向 ( ON 为正转 )。

#7 号开关控制其转向 ( OFF 为反转)。

2.3 I/O分配

步进电动机以最常用的三相六拍通电方式工作，并要求步进电动机设有快速、慢速控制、正反转及单步控制4种控制方式。根据要求，可选用C28P—CDT—D的PLC进行控制并设计出步进电动机的PLC控制系统I/O接线图。

图2-4 步进电动机的PLC控制系统I/O接线图

步进电动机PLC控制系统梯形图设计如图2-5所示。

图2-5 步进电动机的PLC控制系统梯形图

2.4 系统接线图设计

PLC机型选择的基本原则是：在功能满足要求的前提下，选择最可靠、维护使用最方便以及性价比最优的机型。通常做法是，在工艺过程比较固定、环境条件较好的场合，建议选用整体式结构的PLC；其他情况则最好选用模块式结构的 PLC；对于开关量控制以及以开关量控制为主、带少量模拟量控制的工程项目中，一般其控制速度无须考虑，因此，选用带 A/D转换、D/A转换、加减运算、数据传送功能的低档机就能满足要求；而在控制比较复杂，控制功能要求比较高的工程项目中（如要实现PID运算、闭环控制、通信联网等），可视控制规模及复杂程度来选用中档或高档机（其中高档机主要用于大规模过程控制、全PLC的分布式控制系统以及整个工厂的自动化等）。本次设计选择的是三菱系列的

FX1N系列。

图2-6 控制系统原理图

图2-6是控制系统的原理接线图，图2-6中Y7输出的脉冲作为步进电机的时钟脉冲，经驱动器产生节拍脉冲，控制步进电机运转。同时Y7接至PLC的输入接点X0，并经X0送至PLC内部的HSC。HSC计数Y7的脉冲数，当达到预定值时发生中断，使Y7的脉冲频率切换至下一参数，从而实现较准确的位置控制。控制梯形图如图2-7所示。

图2-7 控制梯形图

控制系统的运行程序：第一句是将DT9044和DT9045清零，即为HSC进行计数做准备;第二句～第五句是建立参数表，参数存放在以DT20为首地址的数据寄存器区;最后一句是启动SPD0指令，执行到这句则从DT20开始取出设定的参数并完成相应的控制要求。由第一句可知第一个参数是K0，是PULSE方式的特征值，由此规定了输出方式。第二个参数是K70，对应脉冲频率为500Hz，于是Y7发出频率为500Hz的脉冲。第三个参数是K1000，即按此频率发1000个脉冲后则切换到下一个频率。而下一个频率即最后一个参数是K0，所以当执行到这一步时脉冲停止，于是电机停转。故当运行此程序时即可使步进电机按照规定的速度、预定的转数驱动控制对象，使之达到预定位置后自动停止。

第三章控制系统梯形图程序设计3.1 控制程序流程图设计

3-1 步进电机控制流程图

3.2控制程序时序图设计

图3-2 控制电机的时序图

3.3控制程序设计思路

在进行程序设计时,首先应明确对象的具体控制要求。由于CPU对程序的串行扫描工作方式,会造成输入/输出的滞后,而由扫描方式引起的滞后时间,最长可达两个多扫描周期,程序越长,这种滞后越明显,则制精度就越低。因此,在实现控制要求的基础上,应使程序尽量简捷、紧凑。另一方面,同一个控制对象,根生产的工艺流程的不同,控制要求或控制时序会发生变化,此时,要求程序修改方便、简单,即要求程序有较好的柔性。梯形图如下图3-3所示。

3-3 步进电机梯形图

第四章监控系统设计

4.1 PLC与上位监控软件通讯

对于上位机接口软件的编制，选择查询方式来进行接收，完成一次传输的步骤是：执行一条输入指令，读取FIFO当前状态，判断外设是否处于“准备就绪”或者“未准备就绪”状态进行进行相应步骤程序执行。上位机向微处理器发出中断请求。PLC微处理器响应中断请求后，接收数据。通过使用接收中断，发送中断，发送指令(XMT)和接收指令(RCV)，用户程序可以实现在自由口模式下对通信端口的控制，在自由口模式下，通信协议完全由用户程序控制。使用通信端口0与计算机通信时，通过SMB30允许自由口模式，而且只有在PLC处于RUN模式时才能允许，当PLC处于STOP模式时，自由口通信停止，通信口转换成正常的PPI协议操作。由于通信只使用A、B两线制进行数据传送，不能利用硬件信号作为检测手段，故在上位机与PLC通信发生误码时，将不能通过硬件判断是否发生误码，或者当上位机与PLC工作速率不一样时就会发生冲突。这些通信错误将导致PLC控制程序不能正常工作，因此必须使用软件，以保证通信的可靠性。

4.2 上位监控系统组态设计

随着工业自动化水平的迅速提高，计算机在工业领域的广泛应用，人们对工业自动化的要求越来越高，种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，使得传统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求。已开发成功的工控软件又由于每个控制项目的不同而使其重复使用率低，导致它的价格非常昂贵；在修改工控软件的源程序时，倘若动而离去时，则必须同其他人员或新手进行源程序的修改，因而更是相当困难。因为它能够很好地解决传统工业控制软件存在的种种问题，使用户能根据自己的控制对象和控制目的的任意组态，完成最终的自动化控制工程。上位监控系统组态与接线图见下图4-1。

图4-1 上位监控系统组态与上位机接线图

组态（Configuration）为模块化任意组合。通用组态软件主要特点:（1）延续性和可扩充性。用通用组态软件开发的应用程序，当现场（包括硬件设备或系统结构）或用户需求发生改变时，不需作很多修改而方便地完成软件的更新和升级;（2）封装性（易学易用），通用组态软件所能完成的功能都用一种方便用户使用的方法包装起来，对于用户，

不需掌握太多的编程语言技术（甚至不需要编程技术），就能很好地完成一个复杂工程所要求的所有功能;（3）通用性，每个用户根据工程实际情况，利用通用组态软件提供的底层设备（PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等）的I/O Driver、开放式的数据库和画面制作工具，就能完成一个具有动画效果、实时数据处理、历史数据和曲线并存、具有多媒体功能和网络功能的工程，不受行业限制。

4.3 实现的效果

每有一个电脉冲发放时，移位指令动作一次，使移位寄存器内数据右移一位，且保存到移位寄存器内。同时计数器C21计数一次，到达预置值10时C21动作，使图3-5中传送指令动作，再次给移位寄存器赋初值。这样保证移位寄存器每移位10次循环一次，从而保证了电动机有规律的运行。

组态软件大都支持各种主流工控设备和标准通信协议，并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。对应于原有的HMI（人机接口软件，Human Machine Interface）的概念，组态软件还是一个使用户能快速建立自己的HMI的软件工具或开发环境。在组态软件出现之前，工控领域的用户通过手工或委托第三方编写HMI应用，开发时间长，效率低，可靠性差；或者购买专用的工控系统，通常是封闭的系统，选择余地小，往往不能满足需求，很难与外界进行数据交互，升级和增加功能都受到严重的限制。组态软件的出现使用户可以利用组态软件的功能，构建一套最适合自己的应用系统。随着它的快速发展，实时数据库、实时控制、SCADA、通讯及联网、开放数据接口、对I/O设备的广泛支持已经成为它的主要内容监控组态软件将会不断被赋予新的内容。

第五章系统调试及结果分析

5.1系统调试及解决的问题

实验中可能会有许多原因会引起调试的不成功，其中包括硬件方面的，和软件方面的。硬件方面的主要是连线的错误，或者其他硬件方面的问题。比如硬件线路的接法不同也可能导致实验的不成功。还有软件方面的问题，比如因为软件版本存在差异，使得一些语句不能实现，或者达不到预期的效果。这就要求我们在做实验时要仔细的分析实验中遇到的问题。

5.2 结果分析

分析实验过程中获得的数据，波形，现象或问题的正确性和必然性，分析产生不正确不正确的原因和处理方法。现象：启动步进电机，按下模块上的正转按钮，步进电机正转180度，当步进电机转到180度后，停止。此外，当步进电机正转90度以后按下S2，步进电机会立刻反转90度。也可工作到PLC设计的步数后停止。程序编写输入完成之后就要进行调试，调试的目的是检验程序是否满足要求，不满足的话就要从新编写程序直到调试符合要求。在这我们用SF200仿真模拟器进行程序调试。调试结果如下图所示。

图5-1 低速正转运行状态

图5-2 中速正转运行状态

图5-3高速反转状态

课程设计心得

本次设计研究了PLC控制步进电动机的设计原理与实现方法，主要是程序的设计，将PLC应用到步进电动机控制系统中，充分发挥PLC高可靠性和实用性，外部接线简单、灵活，维修方便。

实际应用中还应结合实际情况，考虑各部分的容量及其实际的技术参数，供电电源的设计、系统接地问题、电缆设计与铺设、PLC输出端保护等问题，以使系统达到安全可靠的工作，所以要想用于实际中，必须得通过现场调试。这就又给我们提出了更高层次的问题，毕竟一个较好的和较完善的应用软件不是在短时间内就可以完成它的需要，要不断的完善和发展，需要我们做大量的工作和时间的检验。现在的系统虽然满足了基本的要求，还需要增加很多新的功能和先进的科学技术，才能实现更安全、可靠、节约地控制。

这次设计让我学到的东西太多，使我受益非浅，它让我知道了工作上的辛苦，让我知道工作并不像在学校里学习一样轻松。不过，虽然辛苦了点，但能让我学到不同的东西，我心里还是高兴的。人非生而知之，要学得知识，一靠学习，二靠实践。没有实践，学习就是无源之水，无本之木。

借此机会，在这里我还要特别感谢大学学习期间给我诸多教诲和帮助的各位老师，你们给予我的指导和教诲我将永远记在心里！

参考文献

[1] 张凤珊．可编程序控制器[M]．北京: 中国轻工业出版社，2003．

[2] 齐占庆．电气控制技术[M]．北京: 机械工业出版社，2002．

[3] 张万忠．可编程控制器应用技术[M]．北京: 化学工业出版社，2001．

[4] 李道霖．PLC原理及应用[M]．北京: 电子工业出版社，2004．

[5] 郁汉琪．可编程序控制器应用技术[M]．南京: 东南大学出版社，2003．

附录

START bit 01H MinSpd EQU 9 MaxSpd EQU 75 Speed DATA 23H ORG 0000H

LJMP DJSD

ORG 0010H

LJMP MAIN

ORG 0030H

MAIN:

MOV SPEED,#MinSpd

m_NEXT1:

MOV A,Speed

MOV B,#10

DIV AB

CMP A,#0

JE DISPS0

CMP A,#1

JE DISPS1

CMP A,#2

JE DISPS2

CMP A,#3

JE DISPS3

CMP A,#4

JE DISPS4

CMP A,#5

JE DISPS5

CMP A,#6

JE DISPS6

CMP A,#7

JE DISPS7

CMP A,#8

JE DISPS8

CMP A,#9

JE DISPS9

DISPS0:

MOV P0,#0FCH JMP Next

DISPS1: MOV P0,#060H JMP Next DISPS2: MOV P0,#0DAH JMP Next DISPS3: MOV P0,#0F2H JMP Next DISPS4: MOV P0,#066H JMP Next DISPS5: MOV P0,#0B6H JMP Next DISPS6: MOV P0,#0BEH JMP Next DISPS7: MOV P0,#0E0H JMP Next DISPS8: MOV P0,#0FEH JMP Next DISPS9: MOV P0,#0F6H JE DISPG0 CMP B,#1 CMP B,#5

JE DISPG5 CMP B,#6

JE DISPG6 CMP B,#7

JE DISPG7 CMP B,#8

JE DISPG8

步进电机课程设计

汇编及接口技术课程设计 题目：步进电机控制系统 班 级： 070609 学 号： 070609313 姓 名： 赵明 时 间： 2009年12月 成绩：

目录 (一)设计任务与要求-3- (二)设计方案（包括设计思路、使用到哪些芯片、各个 芯片的作用）-------------------------------------------------3 (三)硬件线路设计（包括线路图及连线说明）----------4 (四)软件设计（包括程序流程图）-------------------------4 (五)源程序（要有注释）-------------------------------------5 (六)调试过程（包括实验过程中的硬件连线，实验步骤、 出现的问题、解决的方法、使用的实验数据等）-----8 (七)总结（在整个设计过程中的心得和体会，150字左 右）----------------------------------------------------8

课程设计题目：步进电机控制系统 一．设计任务与要求 （一）设计目的 1.了解步进电机控制的基本原理，掌握控制步进电机转动的编程方 法。 2.进一步熟练8255的使用。 （二）设计内容 编程控制步进电机，使其能够正常运转，要求： 1.开关K8控制电机的启动与停止：当K8向上拨时，电机启动，否则电机停 止； 2.开关K1～7控制电机的转速：K1向上拨时，得到最低转速，…… K7向上 拨时，得到最高转速。 3.每个开关对应一个发光二极管，要求开关向上拨时，对应的发光二极管亮。二．设计方案 （一）步进电机原理 步进电机驱动原理是通过对每相线圈中的电流的顺序切换（实验中的步进电机有四相线圈，每次有二相线圈有电流，有电流的相顺序变化），来使电机作步进式旋转。驱动电路由脉冲信号来控制，所以调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速。 本实验使用的步进电机线圈由四相组成，驱动方式为二相激磁方式，如图3.1 所示。 图3.1 步进电机原理图 如表3.1所示，首先使HA线圈和HB线圈有驱动电流，接着使HB和HC、HC和HD、HD和HA，又返回到HA和HB有驱动电流，按这种顺序切换，电机轴按顺时针方向旋转。 表3.1 步进电机激磁方式

小功率调频发射机的设计课程设计报告正文

东北石油大学课程设计 课程高频电子线路 题目小功率调频发射机的设计 院系电子科学学院 专业班级电信XXXXXXX班 学生姓名XX 学生学号XXXXXXXXXXXX 指导教师 2013年3月1日

东北石油大学课程设计任务书 课程高频电子线路 题目小功率调频发射机的设计 专业电子信息工程姓名XX 学号XXXXXXXXX 主要内容、基本要求、主要参考资料等 1、主要内容 利用所学的高频电路知识，设计一个小功率调频发射机。通过在电路设计、安装和调试中发现问题、解决问题，加深对高频电子线路课程理论知识的理解，提高电路设计及电子实践能力。 2、基本要求 设计一个小功率调频发射机，主要技术指标为： (1) 载波中心频率 06.5MHz f=； (2) 发射功率100mW A P>； (3) 负载电阻75 L R=Ω； (4) 调制灵敏度25kHz/V f S≥； 3、主要参考资料 [1] 阳昌汉. 高频电子线路. 哈尔滨：高等教育出版社，2006. [2] 张肃文，陆兆雄. 高频电子线路(第三版). 北京：高等教育出版社，1993. [3] 谢自美. 电子线路设计·实验·测试. 武汉：华中科技大学出版社，2000. [4] 高吉祥. 电子技术基础实验与课程设计. 北京：电子工业出版社，2002.完成期限2月25日-3月1 日 指导教师 专业负责人 2013 年 2 月22 日

一、电路基本原理 1. 总设计方框图 与调幅电路相比,调频系统由于高频振荡输出振幅不变, 因而具有较强的抗干扰能力与效率.所以在无线通信、广播电视、遥控测量等方面有广泛的应用。如图1所示： 图1 变容二极管直接调频电路组成方框图 2.电路基本框图 图2 电路的基本框图 实际功率激励输入功率为1.56mW 拟定整机方框图的一般原则是，在满足技术指标要求的前提下，应力求电路简单、性能稳定可靠。单元电路级数尽可能少，以减少级间的相互感应、干扰和自激。 由于本题要求的发射功率Po 不大，工作中心频率f0也不高，因此晶体管的参量影响及电路的分布参数的影响不会很大，整机电路可以设计得简单些，设组成框图如图2所示，各组成部分的作用是： (1)LC 调频振荡器：产生频率f0=6MHz 的高频振荡信号，变容二极管线性调频，最大频偏，整个发射机的频率稳定度由该级决定。 (2)缓冲隔离级：将振荡级与功放级隔离，以减小功放级对振荡级的影响。因为功放级输出信号较大，当其工作状态发生变化时（如谐振阻抗变化），会影响振荡器的频率稳定度，使波形产生失真或减小振荡器的输出电压。整机设计时，为减小级间相互影响，通常在中间插入缓冲隔离级。缓冲隔离级电路常采用射极跟随器电路。 (3)功率激励级：为末级功放提供激励功率。如果发射功率不大，且振荡级的 LC 调频振荡器缓冲隔离器 功率激励 末级功放 调制信号变容二极管直接调频电路调频信号 载波信号

基于单片机的步进电机课程设计报告

设计题目：基于单片机的步进电机控制系统设计 设计目的： 综合运用所学的《单片机原理及应用》的理论知识，通过实践加强对所学知识的理解，具备设计单片机应用设计系统的能力。以单片机为核心设计一个步进电机控制系统，要求能够通过键盘设置步进电机的正转和反转，加速和减速。并在LED 数码管显示器上显示步进电机转速。通过了解系统的软硬件构成及其特点，详细掌握怎样通过单片机控制其输出来控制步进电机的运转，并对应地在数码管上显示出来，更加系统的了解步进电机的组成，工作原理，控制方法。 设计要求： 【1】进行方案论证，说明步进电机控制系统的工作原理 【2】设计控制系统所需的硬件电路，给出电路原理图和元器件清单。 【3】给出软件流程图并编写程序源代码。 【4】完成系统的调试，给出调试结果并分析。 【5】了解单片机的内部结构，组成，学习单片机的工作原理以及内部工作状态，并熟悉在不同时刻，单片机的输入输出情况 【6】了解步进电机的分类和用途，掌握步进电机的内部结构以及工作原理，并学习单片机简单控制步进电机的正转和反转，加速和减速 【7】使用keil和proteus等软件进行系统的仿真，并在开发板硬件上实现。锻炼自己的编程，调试能力。 设计条件： 步进电机的工作原理 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件步进电机。在非超载的情况下，电机的转速，停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号时，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。称为“步距角”。它的旋转是以固定的角度一步一步运行的，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的，同时也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 电机的位置和速度与导电次数（脉冲数）和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定

微机原理步进电机控制课程设计报告

河北科技大学 课程设计报告学生姓名：学号： 专业班级： 课程名称： 学年学期： 2 0 —2 0 学年第学期指导教师： 2 0 年月 课程设计成绩评定表

目录 一、设计题目………………………………………………………………. 二、设计目的………………………………………………………………. 三、设计原理及方案………………………………………………………. 四、实现方法………………………………………………………………. 五、实施结果………………………………………………………………. 六、改进意见及建议……………………………………………………….

七、设计体会………………………………………………………………. 、 一、设计题目 编程实现步进电机的控制 二、设计目的 1.了解步进电机控制的基本原理 2.掌握控制步进电机转动的编程方法 3.了解8086控制外部设备的常用电路 4.掌握8255的使用方法 三、设计原理及方案 设计原理 步进电机驱动原理是通过对每相线圈中的电流的顺序切换（实验中的步进电机有四相线圈，每次有二相线圈有电流，有电流的相顺序变化），来使电机作步进式旋转。 驱动电路由脉冲信号来控制，所以调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速。 利用 8255对四相步进电机进行控制。当对步进电机施加一系列连续不断的控制脉冲时，它可以连续不断地转动。每一个脉冲信号对应步进电机的某一相或两相绕组的通电状态改变一次，也就对应转子转过一定的角度（一个步距角）。当通电状态的改变完成一个循环时，转子转过一个齿距。四相步进电机可以在不同的通电方式下运行，常见的通电方式有单（单相绕组通电）四拍（A-B-C-D-A…），双（双相绕组通电）四拍（AB-BC-CD-DA-AB…），八拍（A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A…）等。 通过编程对8255的输出进行控制，使输出按照相序表给驱动电路供电，则步进电机的输入也和相序表一致，这样步进电机就可以正向转动或反向转动。 硬件连接图 四．实现方法 ．步进电机控制程序流图

东北石油大学钻井工程课程设计赵二猛

东北石油大学课程设计

东北石油大学课程设计任务书 课程：石油工程课程设计 题目：钻井工程设计 专业：石油工程姓名：赵二猛学号：100302240115 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 1、设计主要内容： 根据已有的基础数据，利用所学的专业知识，完成一口井的钻井工程相关参数的计算，最终确定出钻井、完井技术措施。主要包括井身结构、钻具组合、钻井液、钻井参数设计和完井设计。 2、设计要求： 要求学生选择一口井的基础数据，在教师的指导下独立地完成设计任务，最终以设计报告的形式完成专题设计，设计报告的具体内容如下：（1）井身结构设计；（2）套管强度设计；（3）钻柱设计；（4）钻井液设计；（5）钻井水力参数设计；（6）注水泥设计；（7）设计结果；（8）参考文献；设计报告采用统一格式打印，要求图表清晰、语言流畅、书写规范、论据充分、说服力强，达到工程设计的基本要求。 3、主要参考资料： 王常斌等，《石油工程设计》，东北石油大学校内自编教材 陈涛平等，《石油工程》，石油工业出版社，2000 《钻井手册（甲方）》编写组，《钻井手册》，石油工程出版社，1990 完成期限2013年7月19日 指导教师毕雪亮 专业负责人李士斌 2013 年7 月 1 日

目录 前言 0 第1章设计资料的收集.............................................................. 错误!未定义书签。 1.1预设计井基本参数.......................................................... 错误!未定义书签。 1.2 邻井基本参数................................................................. 错误!未定义书签。第2章井身结构设计.. (6) 2.1钻井液压力体系 (6) 2.2井身结构的设计 (7) 2.3井身结构设计结果 (9) 第3章套管柱强度设计 (10) 3.1套管柱设计计算的相关公式 (10) 3.2表层套管柱设计.............................................................. 错误!未定义书签。 3.3技术套管柱设计.............................................................. 错误!未定义书签。 3.4油层套管柱设计.............................................................. 错误!未定义书签。 3.5套管柱设计结果 (20) 第4章钻柱设计 (21) 4.1钻柱设计原理 (21) 4.2钻柱的设计 (21) 4.3钻柱设计结果................................................................... 错误!未定义书签。第5章钻井水力参数的设计...................................................... 错误!未定义书签。 5.1钻井水力参数的计算公式............................................... 错误!未定义书签。 5.2水力参数计算................................................................... 错误!未定义书签。 5.3泵的设计结果 (43) 第6章注水泥设计 (45) 6.1水泥浆排量的确定 (45) 6.2注水泥浆井口压力 (48) 6.3水泥浆体积的确定 (59) 6.4设计结果 (60) 第7章钻井液设计 (61) 7.1钻井液用量计算公式 (61) 7.2钻井液用量计算 (61) 7.3钻井液用量设计结果 (64) 7.4钻井液体系设计 (64) 第8章设计结果 (65) 参考文献 (67) 附录 (68)

步进电机实验报告剖析

北华航天工业学院 课程设计报告（论文） 课程名称：微机控制技术课程设计 设计课题：步进电机的控制系统 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 设计时间：2013年06月11日

北华航天工业学院电子工程系 微机控制技术课程设计任务书 姓名：专业：班级： 指导教师：职称：教授时间：2013.6.11 课程设计题目：步进电机的控制系统 设计步进电机单片机控制系统，其功能如下： 1．具有对步进电机的启停、正反转、加减速控制； 2．控制按钮分别为正转、反转、加速、减速、以及停止键； 3．能够通过三位LED数码管（或液晶显示器）显示当前的转动速度，并且由两只不同颜色的发光二极管分别指示正转和反转，因此可以清楚的显示当前转动方向和转速； 4．要求每组选择的步进电机控制字不同； 5．用单片机做控制微机； 应用软件：keil protues 成果验收形式： 1.课程设计的仿真结果 2.课程设计的报告书 参考文献： 【1】张家生. 电机原理与拖动基础【M】. 北京：北京邮电大学出版社，2006. 【2】马淑华，王凤文，张美金. 单片机原理与接口技术【M】.北京：北京邮电大学出版社，2007. 【3】顾德英，张健，马淑华.计算机控制技术【M】. 北京：北京邮电大学出版社，2006. 【4】张靖武，周灵彬. 单片机系统的PROTEUS设计与仿真【M】. 北京：电子工业出版社，2007 第16周 时间 安排 指导教师教研室主任： 2013年06 月11日

内容摘要 步进电机是一种进行精确步进运动的机电执行元件，它广泛应用于工业机械的数字控制，为使系统的可靠性、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，从而实现了基于8051单片机的四相步进电机的开环控制系统。控制系统通过单片机存储器、I/O接口、中断、键盘、LED显示器的扩展、步进电机的环形分频器、驱动及保护电路、人机接口电路、中断系统及复位电路、单电压驱动电路等的设计，实现了四相步进电机的正反转，急停等功能。为实现单片机控制步进电机系统在数控机床上的应用，系统设计了两个外部中断，以实现步进电机在某段时间内的反复正反转功能，也即数控机床的刀架自动进给运动，随着单片机技术的不断发展，单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，自六十年代初期以来，步进电机的应用得到很大的提高。 关键词：步进电机单片机数码管显示

东北石油大学单片机课程设计自动打铃控制器解析

第1章绪论 本设计是根据我们所学习的单片机课程，按照大纲要求对我们进行的一次课程检验，是进行单片机课程训练的必要任务，也对我们掌握单片机应用有很大的帮助。掌握单片机技术是一门不可或缺的技术，对我们将来的工作以及生活和学习都有很密切的联系。近年来，随着电子技术和微机计算机的迅速发展，单片机的档次不断提高，其应用领域也在不断的扩大，已在工业控制、尖端科学、智能仪器仪表、日用家电、汽车电子系统、办公自动化设备、个人信息终端及通信产品中得到了广泛的应用，成为现代电子系统中最重要的智能化的核心部件。 当今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统，正以前所未有的速度被单片机智能控制系统所取代。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。目前，一个学习与应用单片机的高潮正在工厂、学校及企事业单位大规模地兴起。而本文是用AT89C51单片机设计的一个自动打铃系统。

第2章总体设计思想 2.1 基本原理 利用单片机的基本原理和功能，控制自动打铃控制器，掌握单片机的最小电路和单片机最常见的外围扩展电路，利用C语言编程并结合单片机开发板上的功能设计实现一个综合程序“单片机多功能打铃器控制器”，完成常见外围组件的驱动。 2.2 设计框图 图2.1 硬件电路设计 设定51单片机工作在定时器工作方式1，每100ms产生一次中断，利用软件将基准100ms单元进行累加，当定时器产生10次中断就产生1S信号，这时秒单元加1。同理，对分单元时单元和上下午单元计数，从而产生秒，分，时，上下午的值，通过五位七段显示器进行显示。 本系统采用四个按键，1键为功能键，另外三个做控制键。按一下1键进入时间设置，接着按2键选择需要调整的位，按3键进行加数，按4键进行减数，按两下1键调整结束时钟继续走动。当时钟时间与设置时间一致时，驱动电路动作进行打铃，按时间点不同打铃规则不同，此时按2键强制灭铃。

机器人课程设计报告范例

机器人课程设计报告范例

**学校 机器人课程设计名称 院系电子信息工程系 班级10电气3 姓名谢士强 学号107301336 指导教师宋佳

目录 第一章绪论 (2) 1.1课程设计任务背景 (2) 1.2课程设计的要求 (2) 第二章硬件设计 (3) 2.1 结构设计 (3) 2.2电机驱动 (4) 2.3 传感器 (5) 2.3.1光强传感器 (5) 2.3.2光强传感器原理 (6) 2.4硬件搭建 (7) 第三章软件设计 (8) 3.1 步态设计 (8) 3.1.1步态分析： (8) 3.1.2程序逻辑图： (9) 3.2 用NorthStar设计的程序 (10) 第四章总结 (12) 第五章参考文献 (13)

第一章绪论 1.1课程设计任务背景 机器人由机械部分、传感部分、控制部分三大部分组成．这三大部分可分成驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人一环境交互系统、人机交互系统、控制系统六个子系统现在机器人普遍用于工业自动化领域，如汽车制造，医疗领域，如远程协助机器人，微纳米机器人，军事领域，如单兵机器人，拆弹机器人，小型侦查机器人（也属于无人机吧），美国大狗这样的多用途负重机器人，科研勘探领域，如水下勘探机器人，地震废墟等的用于搜查的机器人，煤矿利用的机器人。如今机器人发展的特点可概括为：横向上，应用面越来越宽。由95%的工业应用扩展到更多领域的非工业应用。像做手术、采摘水果、剪枝、巷道掘进、侦查、排雷，还有空间机器人、潜海机器人。机器人应用无限制，只要能想到的，就可以去创造实现；纵向上，机器人的种类会越来越多，像进入人体的微型机器人，已成为一个新方向，可以小到像一个米粒般大小；机器人智能化得到加强，机器人会更加聪明 1.2课程设计的要求 设计一个机器人系统，该机器人可以是轮式、足式、车型、人型，也可 以是仿其他生物的，但该机器人应具备的基本功能为：能够灵活行进，能感知光源、转向光源并跟踪光源；另外还应具备一项其他功能，该功能可自选（如亮灯、按钮启动、红外接近停止等）。 具体要求如下： 1、根据功能要求进行机械构型设计，并用实训套件搭建实物。 2、基于实训套件选定满足功能要求的传感器； 3、设计追光策略及运动步态； 4、用NorthStar设计完整的机器人追光程序；

单片机课程设计-单片机控制步进电机

课程设计报告 题目单片机控制步进电机 课程名称单片机原理及接口技术 院部名称 专业自动化 班级M10自动化 学生姓名 学号 课程设计地点 课程设计学时 指导教师高峰 金陵科技学院教务处制 【注：根据课程设计大纲第四项具体要求撰写课程设计报告】

目录 1设计任务和要求 (3) 2设计思路 (4) 3系统硬件设计 (5) 3.1 硬件电路的工作原理 (5) 3.2步进电机模块 (5) 3.3控制模块 (6) 3.4主要元件介绍： (6) 4软件编程 (11) 5 调试过程与结果 (20) 5.1正转结果显示： (20) 5.1.1正转加速： (21) 5.1.2正转减速： (21) 6 总结与体会 (24) 7 参考资料 (26) 8 附录 (26)

1设计任务和要求 单片机课程设计是考察学生利用所学过的专业知识，进行综合的电机控制系统设计并最终完成实际系统连接，能够使学生对电气与自动化的专业知识进行综合应用，培养学生的创新能力和团队协作能力，提高学生的动手实践能力。最终形成一篇符合规范的设计说明书，并参加综合实践答辩，为后期的毕业设计做好准备。 本次设计考核的能力主要有： 1)专业知识应用能力，包括电路分析、电子技术、单片机、检测技术、电 气控制、电机与拖动、微特电机及其驱动、计算机高级语言、计算机辅 助设计、计算机办公软件等课程，还包括本专业的拓展性课程如变频器、组态技术、现场总线技术、伺服电机等课程。 2)项目设计与运作能力，团队协作能力，技术文档撰写能力，PPT汇报与 口头表达能力。 3)电气与自动化系统的设计与实际应用能力。 要求完成的工作量包括： 1)现场仿真演示效果。 2)学生结合课题进行PPT演讲与答辩。 3)学生上交课题要求的各类设计技术文档。

步进电机实验报告

单片机实验 课程名称：步进电机表实验 授课班级：2010级自动化三班 任课教师：文远熔 计划学时：32学时 实验组员：张藤耀赵福亮王聪慧 秦菱蔚梁钦郑欢

目录 摘要………………………………………………………………………… 第一章概述…………………………………………………………………………………………. 1.1实验目的………………………………………………………………………… 1.2实验要求………………………………………………………………………… 1.3步进电机的介绍…………………………………………………………………… 1.4 研究思路………………………………………………………………………… 第二章硬件设计………………………………………………………….. 2.1 51单片机介绍…………………………………………………………………… 2.2 UIN2003A…………………………………………………………………………… 2.3 ZLG7290…………………………………………………………………………… 2.3.1 7290工作原理………………………………………………………………… 2.3.2 7290引脚图…………………………………………………………………… 第三章相关图像………………………………………………………………. 3.1 总电路图……………………………………………………………………… 3.2 7290控制数码管……………………………………………………………………… 3.3 程序流程图………………………………………………………………………… 3.3.1 控制框图………………………………………………………………………… 3.3.2 流程图………………………………………………………………………… 第四章调试………………………………………………………………………第五章心得体会…………………………………………………………………附录【一】系统程序……………………………………………………………附录【二】参考文献…………………………………………………………….

加油站设计说明书

东北石油大学课程设计 课程油库设计与管理 题目加油站的平面布置与工艺设计院系石油工程学院油气储运工程系专业班级储运07 学生姓名 学生学号 指导教师刘承婷王志华 2011年3月20日

东北石油大学课程设计任务书 课程油库设计与管理 题目加油站的平面布置与工艺设计 专业油气储运工程姓名学号070202140 主要内容、基本要求、主要参考资料等 主要内容 严格遵循汽车加油站设计原则及相关规范技术要求，通过调查分析、综合选址及加油站规模（油罐的大小、个数）、加油机台数、类型及油罐的抗浮等设计计算，完成基本设计参数条件下的某加油站平面布置设计及其加油工艺流程设计。 基本要求 1.根据油品的年销量选择油罐的大小和个数； 2.确定加油站内加油机的台数，以及加油机类型的选择和校核； 3.油罐的抗浮设计计算； 4.完成加油站总平面布置图； 5.完成加油站的工艺流程图。 主要参考资料 [1] 郭光臣，董文兰，张志廉．油库设计与管理[M]．东营：中国石油大学出版社，2006. [2] 徐至钧．加油站设计与经营指南[M]．北京：中国石化出版社，1997. [3] 杨筱蘅．输油管道设计与管理[M]．东营：中国石油大学出版社，2006. [4] 中华人民共和国国家标准.《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156-2002）[S].北京：中国计划出版社，2002. [5] 中华人民共和国国家标准.《小型石油库及汽车加油站设计规范》（GB50156-92）[S].北京：中国计划出版社，1992. 完成期限 指导教师 专业负责人 2011年3月20日

目录 一、课程设计的基本任务 (1) （一）设计的目的及意义 (1) 1 .设计目的 (1) 2 .设计意义 (1) （二）设计任务 (1) 1. 项目简介 (1) 2. 设计内容 (2) 二、设计说明及计算 (3) (一) 总述 (3) (二) 选址依据 (3) (三) 加油站平面布置及特点 (4) 1. 加油区 (4) 2. 油罐群 (4) 3. 进出车道和停车场地 (5) 4. 消防设施 (5) (四) 加油站工艺计算 (5) 1. 确定油罐的容积 (5) 2. 确定加油机数目 (7) 3. 油罐的抗浮设计计算 (8) 三、结束语 (10) 附录 (11)

微机原理步进电机控制课程设计报告

科技大学 课程设计报告 学生：学号： 专业班级： 课程名称： 学年学期：2 0 —2 0 学年第学期 指导教师： 20 年月

课程设计成绩评定表

目录 一、设计题目………………………………………………………………. 二、设计目的………………………………………………………………. 三、设计原理及方案……………………………………………………….

四、实现方法………………………………………………………………. 五、实施结果………………………………………………………………. 六、改进意见及建议………………………………………………………. 七、设计体会………………………………………………………………. 、 一、设计题目 编程实现步进电机的控制 二、设计目的 1.了解步进电机控制的基本原理 2.掌握控制步进电机转动的编程方法 3.了解8086控制外部设备的常用电路 4.掌握8255的使用方法 三、设计原理及方案 3.1设计原理 步进电机驱动原理是通过对每相线圈中的电流的顺序切换（实验中的步进电机有四相线圈，每次有二相线圈有电流，有电流的相顺序变化），来使电机作步进式旋转。驱动电路由脉冲信号来控制，所以调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速。 利用8255对四相步进电机进行控制。当对步进电机施加一系列连续不断的控制脉冲时，它可以连续不断地转动。每一个脉冲信号对应步进电机的某一相或两相绕组的通电状态改变一次，也就对应转子转过一定的角度（一个步距角）。当通电状态的改变完成一个循环时，转子转过一个齿距。四相步进电机可以在不同的通电方式下运行，常见的通电方式有单（单相绕组通电）四拍（A-B-C-D-A…），双（双相绕组通电）四拍（AB-BC-CD-DA-AB…），八拍（A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A…）等。 通过编程对8255的输出进行控制，使输出按照相序表给驱动电路供电，则步进电机的输入

数字电压表设计课程设计

东北石油大学课程设计 2

东北石油大学课程设计任务书 课程硬件课程设计 题目数字电压表设计 专业 主要内容、基本要求等 一、主要内容： 利用EL教学实验箱、微机和QuartusⅡ软件系统，使用VHDL语言输入方法设计数字钟。可以利用层次设计方法和VHDL语言，完成硬件设计设计和仿真。最后在EL教学实验箱中实现。 二、基本要求： 1、A/D转换接口电路的设计，负责对ADC0809的控制。 2、编码转换电路设计，负责把从ADC0809数据总线中读出的电压转换成BCD码。 3、输出七段显示电路的设计，负责将BCD码用7段显示器显示出来。 三、参考文献 [1] 潘松.EDA技术实用教程[M].北京：科学出版社, 2003.11-13. [2] 包明.《EDA技术与数字系统设计》.北京航天航空大学出版社. 2002. [3] EDA先锋工作室.Altera FPGA/CPLD设计[M].北京：人民邮电出版社 2005.32-33. [4] 潘松.SOPC技术实用教程[M] .清华大学出版社.2005.1-15. 完成期限第18-19周 指导教师 专业负责人

摘要 本文介绍了基于EDA技术的8位数字电压表。系统采用CPLD为控制核心，采用VHDL语言实现，论述了基于VHDL语言和CPLD芯片的数字系统设计思想和实现过程。在硬件电子电路设计领域中，电子设计自动化(EDA)工具已成为主要的设计手段，而VHDL语言则是EDA的关键技术之一，。VHDL的英文全名是 Very-High-Speed Integrated Circuit HardwareDescription Language,它采用自顶向下的设计方法，即从系统总体要求出发，自上至下地将设计任务分解为不同的功能模块，最后将各功能模块连接形成顶层模块，完成系统硬件的整体设计。 电子设计自动化技术EDA的发展给电子系统的设计带来了革命性的变化，EDA软件设计工具，硬件描述语言，可编程逻辑器件（PLD）使得EDA技术的应用走向普及。CPLD是新型的可编程逻辑器件，采用CPLD进行产品开发可以灵活地进行模块配置，大大缩短了产品开发周期，也有利于产品向小型化，集成化的方向发展。而 VHDL语言是EDA的关键技术之一，它采用自顶向下的设计方法，完成系统的整体设计。 本文用CPLD芯片和VHDL语言设计了一个八位的数字电压表。它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，另外还具有校时功能和闹钟功能。总的程序由几个各具不同功能的单元模块程序拼接而成，其中包括分频程序模块、时分秒计数和设置程序模块、比较器程序模块、三输入数据选择器程序模块、译码显示程序模块和拼接程序模块。 关键词：数字电压表；QuartusⅡ软件；EDA（电子设计自动化）

步进电机实验报告

步进电机实验报告 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

Arduino步进电机实验报告 步进电机是将电信号转变为或的开环控制电机，是现代数字程序控制系统中的主要执行元件，应用极为广泛。在非超载的情况下，的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制来控制电机转动的和，从而达到调速的目的。 实验目的： （1）了解步进电动机工作原理。 （2）熟悉步进电机驱动器使用方法。 （3）掌握步进电动机转向控制编程。 实验要求： （1）简要说明步进电动机工作原理。 （2）熟记步进电机驱动器的使用方法。 （3）完成步进电动机转速转向控制编程与实现。 （4）提交经调试通过的程序一份并附实验报告一份。 实验准备： 1. ArduinoUNOR3开发板 Arduino是一块基于开放原始代码的Simplei/o平台，并且具有开发语言和开发环境都很简单、易理解的特点。让您可以快速使用Arduino做出有趣的东西。它是一个能够用来感应和控制现实物理世界的一套工具。它由一个基于单片机并且开放源码的硬件平台，和一套为Arduino板编写程序的开发环境组成。Arduino可以用来开发交互产品，比如它可以读取大量的开关和传感器信号，并且可以控制各式各样的电灯、电机和其他物理设备。Arduino项目可以是单独的，也可以在运行时和你电脑中运行的程序（例如：Flash，Processing，MaxMSP）进行通讯。

基于单片机控制的步进电机控制器课程设计

基于单片机控制的步进电机控制器课程设计任务书一．设计要求 （一）基本功能 1．实现步进电机的正反转控制。 2．实现步进电机的加速控制。 3．实现步进电机的减速控制。 如过载保护、欠压保护、短路保护和防飞车等功能。 （二）扩展功能 任意设定一点为圆心，实现一个直径为10cm的圆形轨迹运动。 二．设计内容 （1）画出电路原理图，正确使用逻辑关系； （2）确定元器件及元件参数； （3）进行电路模拟仿真； （4）SCH文件生成与打印输出； 三．编写设计报告 写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 四．答辩 在规定时间内，完成叙述并回答问题。 五．计划完成时间三周 1．第一周完成软件和硬件的整体设计，同时按要求上交设计报告一份。 2．第二周完成软件的具体设计和硬件的制作。 3．第三周完成软件和硬件的联合调试。

目录 1引言 (1) 2总体设计方案 (1) 2.1设计思路 (1) 2.1.1 硬件设计 (1) 2.1.2软件设计 (1) 2.2总体设计方框图 (2) 3 设计原理分析 (2) 3.1 控制按钮分析 (2) 3.2 复位电路和晶振电路分析 (3) 3.3 保护电路分析 (3) 3.4 输出驱动电路 (4) 4 总结与体会 (5) 参考文献 (6) 附录（一） (7) 附录（二） (8)

基于单片机控制的步进电机控制器 摘要：本设计为电子工程专业学生在校期间的单片机课程设计实习。是基于单片机控制的步进电机控制器。在科学技术迅速发展的今天，自动化控制技术日益完善和成熟，对步进电机的要求也越来越高，社会上所需这方面的人才也越来越多，通过本次实习，可以提高学生的动手动脑，全面综合的运用所学专业知识的能力，增强学习专业知识和技能的兴趣，掌握单片机的运用方法和技巧，深入了解步进电机的工作原理。学会用科学技术来解决生活，生产中遇到的实际问题，真正做到学以致用，造福社会。本设计是通过单片机按顺序给绕组施加有序的脉冲电流，就可以控制步进电机的转动，从而实现数字和角度的转换，转动的角度大小与施加的脉冲数成正比，转动的速度与脉冲频率成正比，而转动方向则与脉冲的顺序有关。 关键词：单片机步进电机控制系统 1 引言 步进电动机是数字控制电动机。它将电脉冲信号转换成角位移，即给一个脉冲信号，步进电动机就转动一个角度或直线位移一步，也由此称为“步进电动机”，又称“脉冲电动机”。近十年来，数字技术，计算机技术和永磁材料的迅速发展，推动了步进电动机的发展，为步进电动机的应用开避了广阔的前景。步进电动机运用广泛，常用于军事雷达，机器人，CNC数控机床等精密控制系统。 目前，在工业中主要使用的是反应式步进电动机，它由定子和转子两部分组成。一般相数为2，3，4，5，6，每相两个绕组套在一对定子磁极上，成为控制绕组，转子是无绕组铁心。其具有力矩/惯性比高，频率响应快，步进频率高，不通电时可以自由转动，可以正反方向旋转，而且结构简单，工作寿命长。 2 总体设计方案 2.1 设计思路 2.1.1 硬件设计 （1）中心电路：中心电路采用TA89S51单片机芯片，晶振采用12MHZ，具有上电自动复位和手动复位功能。 （2）输入电路：输入电路由5个按钮组成，功能分别为正转，反转，加速，减速和停止，经过上拉电阻分别接到单片机P1口对应端。 （3）输出电路：由单片机P2口相应端输出有序的电脉冲，经过74LS04反相，驱动模拟灯有规律点亮，并经过2803A驱动器驱动，带动步进电机转动。 （4）保护电路：由模拟飞车保护电路，过载保护电路，欠压保护电路和短路保护电路组成。当电路异常时，有灯指示，并且将保护信号送到单片机P0.0口进行停车保护。 2.1.2 软件设计

题库管理系统课程设计报告

目录 第1章系统分析 (1) 1.1 开发背景 (1) 1.2 需求分析 (1) 1.3 开发环境 (2) 第2章系统设计 (3) 2.1 系统总体示意图 (3) 2.2 系统数据流图 (3) 2.3数据库设计 (4) 2.4 功能模块图 (9) 第3章系统实现 (11) 3.1 系统登录界面 (11) 3.2系统注册界面 (12) 3.3 教师主界面 (13) 3.4 试题管理界面 (14) 3.5 试卷生成界面 (17) 3.6 科目添加界面 (19) 3.7 个人密码修改界面 (19) 3.8 用户信息管理界面 (21) 第4章系统测试 (23) 4.1 软件测试基础理论 (23) 4.2 系统测试 (23) 第5章结论 (24) 参考文献 (25)

第1章系统分析 1.1 开发背景 题库管理的信息处理，包含很多的信息数据的管理，现今，在很多的地方都是初步开始使用计算机文档管理系统进行信息管理，甚至尚未使用计算机进行信息管理。根据调查得知，他们以前对信息管理的主要方式是基于文本、表格等纸介质的手工处理，对于人事情况的统计和核实等往往采用对员工的人工检查进行，对员工的实际情况、以及职位等情况用人工计算、手抄进行。数据信息处理工作量大，容易出错；由于数据繁多，容易丢失，且不易查找。总的来说，缺乏系统，规范的信息管理手段。尽管有些单位有计算机，但是尚未用于信息管理，没有发挥它的效力，资源闲置比较突出，这就是管理信息系统的开发的基本环境。 1.2 需求分析 目前，大部分学校期末考试仍采用任课教师考前集中出题的方式。为解决考前透题、漏题、补（缓）考试题与正式考试试题题量及难度差异等问题，教务管理部门通常要求教师同时出A、B两套试卷，其题量与难度要求相同。这样做虽然能够解决一些问题，但给教师增加了很大的工作负担。若上下届学生的同一门课程由同一教师承担，则难免几届学生用相同几套试卷；若由不同教师出题，则上下届学生的成绩之间又不具有可比性。基于此问题若建立题库，每次考试前由题库中随机抽取题目生成试卷，则可较好地解决教考分离的问题，充分调动学校教学积极性，客观评价教学质量，有效提高工作效率，也可将广大教师从每学期末繁重的命题工作中解放出来。 主要功能： 一、用户管理：用户可以进行注册，注册时，已注册过的用户名不能被重复注册。注册成功后根据不同的用户类型进行登录。用户类型分为：管理员、教师和学生三类。用户登录时根据不同的用户类型进入不同的操作界面。 二、课程信息管理：用户可以在根据需要修改密码，修改密码前要输入旧密码，旧密码输入正确才可修改密码，密码修改成功后要返回登录界面从新登录。同时也可以查看自己的注册信息。 三、试题库管理：可以对选择、判断、填空、问答题四种题型试题库进行管理，功能包括增加试题、删除试题、修改试题。同时还可以增加科目。 四、试卷生成：可以指定试卷的所属科目、试卷编号和试卷包含的各题型的数量，从试题库里随机或按指定方式抽取试题生成一份原始试卷。 五、学生在线测试：当用户登陆试题库管理系统后通过在线测试子系统利用

步进电机课程设计报告

摘要：步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给步进电机加一个脉冲信号，步进电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性频率来实现步进电机的调速，并且步进电机没有积累误差。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变得非常的简单。步进电机的调速一般是改变输入步进电机的脉冲的转动一个固定的角度，这样就可以通过控制步进电机的一个脉冲到下一个脉冲的时间间隔来改变脉冲的频率，延时的长短来具体控制步进角来改变电机的转速，从而实现步进电机的调速。在本次设计中步进电机的给定速度由电位器通过A/D转换输入。 关键词：步进电机调速单片机 A/D转换器

前言 把电脉冲信号变换成角位移以控制转子转动的微特电机。在自动控制装置中作为执行元件。每输入一个脉冲信号，步进电动机前进一步，故又称脉冲电动机。步进电动机多用于数字式计算机的外部设备，以及打印机、绘图机和磁盘等装置。步进电动机的驱动电源由变频脉冲信号源、脉冲分配器及脉冲放大器组成，由此驱动电源向电机绕组提供脉冲电流。步进电动机的运行性能决定于电机与驱动电源间的良好配合。主要用于数字控制系统中，精度高，运行可靠。如采用位置检测和速度反馈，亦可实现闭环控制。步进电动机已广泛地应用于数字控制系统中，如数模转换装置、数控机床、计算机外围设备、自动记录仪、钟表等之中，另外在工业自动化生产线、印刷设备等中亦有应用。 现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）和单相式步进电机等。永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度；反应式步进电机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。这种步进电机的应用最为广泛，本次设计使用四相步进电机。

油库设计课程设计

东北石油大学 课程设计 课程油库设计与管理 题目油库简单流程设计 院系石油工程学院油气储运系 专业班级储08-7 学生姓名 学生学号 指导教师 2012年2月20日 注：此页字体为华文行楷，横线末端要对齐。打印时将本行删掉。

目录 一、课程设计的基本任务 (1) （一）设计的目的意义 (1) （二）设计任务 (1) 二、油库平面布置图及罐区布置图设计 (3) （一）油罐平面布置图设计及说明 (3) （二）确定油库容量、油罐个数 (3) （三）罐区平面布置图设计 (4) 三、防火堤高度的计算 (8) （一）汽油区防火堤高度计算 (8) （二）柴油区防火堤高度计算 (8) （三）粘油区防火堤高度计算 (8) 四、鹤管数的确定 (8) （一）装卸各种油品需要的鹤管数 (9) （二）作业线长度计算 (10) 五、工艺流程图设计 (12) 结束语 (13) 重新排版后要对目录重新更新，更新域。注意目录中只显示一级标题和二级标题。目录的字号为小四，字体为宋体。

一、课程设计的基本任务（黑体小二） （一）设计的目的意义（黑体小三） 目的：油库流程的设计是根据联合站油库及商业油库的一般情况，进行的简单流程设计。在老师指导下，根据给定的油品的年周转量、油品的密度、周转系数等基础数据，按规范要求独立地完成油库简单流程的设计。 意义：为了满足油田和企业生产的需要，原油从井口出来后，首先要到联合站进行分离，分离后所得合格原油将被输到油库进行储存和输送到炼油厂，生产出各种油品后进行外输。 合理的设计油库的容量及合理的油库流程，保证供应，完成油品的正常输转对满足企业的生产和生活的要求，都有着十分重要的意义。 重要性：*******（内容自己写） 正文宋体小四，数字、字母为Time New Roman，行间距20磅。注意每段开头空两格。上下角标要规范，例如：93#，不能写成93#。 （二）设计任务 1.基础数据