步进电机与直流电机控制实验

第1篇一、实验目的1. 熟悉步进电机的工作原理和特性。

2. 掌握步进电机的驱动方式及其控制方法。

3. 学会使用常用实验设备进行步进电机的调试和测试。

4. 了解步进电机在不同应用场景下的性能表现。

二、实验设备1. 步进电机：选型为双极性四线步进电机，型号为NEMA 17。

2. 驱动器：选型为A4988步进电机驱动器。

3. 控制器：选型为Arduino Uno开发板。

4. 电源：选型为12V 5A直流电源。

5. 连接线、连接器、电阻等实验配件。

三、实验原理步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移或线位移的电机。

它具有以下特点：1. 转动精度高，步距角可调。

2. 响应速度快，控制精度高。

3. 结构简单，易于安装和维护。

4. 工作可靠，寿命长。

步进电机的工作原理是：通过控制驱动器输出脉冲信号，使步进电机内部的线圈依次通电，从而产生步进运动。

四、实验步骤1. 搭建实验电路（1）将步进电机连接到驱动器上，确保电机线序正确。

（2）将驱动器连接到Arduino Uno开发板上，使用连接线连接相应的引脚。

（3）连接电源，确保电源电压与驱动器要求的电压一致。

2. 编写控制程序（1）使用Arduino IDE编写程序，实现步进电机的正转、反转、调速等功能。

（2）通过串口监视器观察程序运行情况，调试程序。

3. 调试步进电机（1）测试步进电机的正转、反转功能，确保电机转动方向正确。

（2）调整步进电机的转速，观察电机运行状态，确保转速可调。

（3）测试步进电机的步距角，确保步进精度。

4. 实验数据分析（1）记录步进电机的正转、反转、调速等性能参数。

（2）分析步进电机的运行状态，评估其性能。

五、实验结果与分析1. 正转、反转测试步进电机正转、反转功能正常，转动方向正确。

2. 调速测试步进电机转速可调，调节范围在1-1000步/秒之间。

3. 步距角测试步进电机的步距角为1.8度，与理论值相符。

4. 实验数据分析步进电机的性能指标符合预期，可满足实验要求。

机械设计制造及其自动化专业实验——机电控制实验步进电机控制技术综合实验————可编程控制器控制滑台的速度、位置实验指导书重庆理工大学重庆汽车学院实践教学及技能培训中心2012年10月学生实验守则1．学生应按照实验教学计划和约定的时间，准时上实验课，不得迟到早退。

2．实验前认真阅读实验指导书，明确实验目的、步骤、原理，预习有关的理论知识，并接受实验教师的提问和检查。

3．进入实验室必须遵守实验室的规章制度。

不得高声喧哗和打闹，不准抽烟、随地吐痰和乱丢杂物。

4．做实验时必须严格遵守仪器设备的操作规程，爱护仪器设备，服从实验教师和技术人员指导。

未经许可不得动用与本实验无关的仪器设备及其它物品。

5．实验中要细心观察，认真记录各种试验数据。

不准敷衍，不准抄袭别组数据，不得擅自离开操作岗位。

6．实验时必须注意安全，防止人身和设备事故的发生。

若出现事故，应立即切断电源，及时向指导教师报告，并保护现场，不得自行处理。

7．实验完毕，应主动清理实验现场。

经指导教师检查仪器设备、工具、材料和实验记录后方可离开。

8．实验后要认真完成实验报告，包括分析结果、处理数据、绘制曲线及图表。

在规定时间内交指导教师批改。

9．在实验过程中，由于不慎造成仪器设备、器皿、工具损坏者，应写出损坏情况报告，并接受检查，由领导根据情况进行处理。

10．凡违反操作规程，擅自动用与本实验无关的仪器设备、私自拆卸仪器而造成事故和损失的，肇事者必须写出书面检查，视情节轻重和认识程度，按学院有关规定予以赔偿。

重庆理工大学说明1.同学可以登录学校的“实验选课系统”（从学校首页登陆：或从数字校园登录），自己进行实验项目的选择。

希望同学们能在每个实验项目开放的时间内尽早进行实验预约（预约时间必须比实验上课时间提前3天），因为学生数量比较多，如果某实验项目开放的时间内同学未能进行实验预约，则错过该实验项目的实验机会，补做就要在该实验项目下一次开放时进行。

2.如有什么问题，同学可以拨打电话62563127联系张君老师。

实验五 步进电机驱动实验一、实验目的1．学习步进电机工作原理。

2．学习步进电机与单片机的接口电路设计和编程。

二、实验设备1．USB 线2．单片机最小系统系统教学实验模块 3．步进电机实验模块 三、实验要求1.要求采用4相8拍的工作方式通过按键控制步进电机的正转、反转和停止。

2.用Proteus 仿真软件画出实验电路图，将在uVision3 IDE 软件中生成*.hex 下载到Proteus 仿真电路图中的单片机芯片中，观察实验现象。

四、实验原理步进电机可以通过给相应磁极加以脉冲，来对旋转角度和转动速度进行高精度的控制。

采用单片机来进行步进电机的控制，接口电路简单，控制灵活，因此有比较广泛的应用。

1. 步进电机的控制实验装置上采用的步进电机为四相6线制混合型步进电机，电源＋12VDC ，如图8－1所示。

通过单片机口线按顺序给A 、B 、C 、D 绕相组施加有序的脉冲直流，就可以控制电机的转动，从而完成了数字→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。

2. 步进电机的驱动电路ULN2003是一个大电流驱动器，为达林顿管阵列电路，可输出500mA 电流，同时起到电路隔离作用，各输出端与COM 间有起保护作用的反相二极管。

步进电机与单片机的接口电路如图5-1所示。

P1.0P1.1P1.2P1.3P3.0P3.1P3.2k1k3k2图5-1 步进电机的驱动电路3. 步进电机的工作方式 四相步进电机的工作方式：单相四拍工作方式：电机控制绕组A、B、C、D相的正转通电顺序为A→B→C→D→A；反转的通电顺序为：A→D→C→B→A；4相8拍工作方式：正转绕组的通电顺序为A→AB→B→BC→C→CD→D→DA；反转绕组的通电顺序为DA→D→DC→C→CB→B→BA→A。

双4拍的工作方式：正转绕组通电顺序为AB→BC→CD→DA；反转绕组通电顺序为AD→CD→BC→AB。

第1篇一、实验目的1. 理解步进电机的工作原理及控制方法。

2. 掌握单片机与步进电机驱动模块的接口连接方法。

3. 学习使用C语言编写程序，实现对步进电机的正反转、转速和定位控制。

4. 通过实验，加深对单片机控制系统的理解。

二、实验原理步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移或线位移的电机，其特点是控制精度高、响应速度快、定位准确。

步进电机控制实验主要涉及以下几个方面：1. 步进电机驱动模块：常用的驱动模块有ULN2003、A4988等，它们可以将单片机的数字信号转换为步进电机的控制信号。

2. 单片机：单片机是整个控制系统的核心，负责接收按键输入、处理数据、控制步进电机驱动模块等。

3. 步进电机：步进电机分为单相、双相和三相等类型，本实验使用的是双相四线步进电机。

三、实验设备1. 单片机开发板：例如STC89C52、STM32等。

2. 步进电机驱动模块：例如ULN2003、A4988等。

3. 双相四线步进电机。

4. 按键。

5. 数码管。

6. 电阻、电容等元件。

7. 电源。

四、实验步骤1. 硬件连接（1）将步进电机驱动模块的输入端（IN1、IN2、IN3、IN4）分别连接到单片机的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3口。

（2）将按键的输入端连接到单片机的P3.0口。

（3）将数码管的段选端连接到单片机的P2口。

（4）将步进电机驱动模块的电源端连接到电源。

（5）将步进电机连接到驱动模块的输出端。

2. 编写程序（1）初始化单片机I/O端口，设置P1口为输出端口，P3.0口为输入端口，P2口为输出端口。

（2）编写按键扫描函数，用于读取按键状态。

（3）编写步进电机控制函数，实现正反转、转速和定位控制。

（4）编写主函数，实现以下功能：a. 初始化数码管显示；b. 读取按键状态；c. 根据按键状态调用步进电机控制函数；d. 更新数码管显示。

3. 调试程序（1）将程序烧写到单片机中；（2）打开电源，观察数码管显示和步进电机运行状态；（3）根据需要调整程序，实现不同的控制效果。

实验报告
课程名称：
实验项目：
实验地点：
专业班级：
学号：
学生姓名：
指导教师：
年月日
一、实验目的和要求
1、通过实验加深对步进电动机的驱动电源和电机工作情况的了解。

2、掌握步进电机基本特征的测定方法。

二、实验内容
1、空载突跳频率的测定
2、空载最高连续工作频率的测定
三、主要仪器设备
四、操作方法与实验步骤
图1-9 步进电机实验接线图
1、空载突跳频率的测定
控制系统连续运行状态，按执行键，电机连续运转后，调节速度旋钮使频率调高至某频率（自动指示当前频率）。

按设置键步进电动机停转，再重新起动电机（按执行键），观察电机能否运行正常，如正常，则继续提高频率，直至电机不失步启动的最高频率，则该频率为步进电机的空载突跳频率。

2、空载最高连续工作频率的测定
步进电机空连续运转后缓慢调节速度旋钮使频率提高，仔细观察电机是否不失步，如不失步，则缓慢提高频率，直至电机能连续运转的最高频率，则该频率为步进电机空载最高连续工作频率。

五、实验数据记录
空载突跳频率为Hz
空载最高连续工作频率为Hz
六、实验结果与分析（必填）
七、讨论、心得（可选）。

实现直流电机正反转及调速的实验报告一实验任务自己规划出合适的方案，主要利用单片机与原件，芯片实现直流电机的正反转与调速。

要求能够明确体现正反转，并能明显观察出调速时速度的变化。

二实验方案及原理脉宽调制的全称为：Pulse WidthModulator、简称PWM、直流电机调速器就是调节直流电动机速度的设备, 由于直流电动机具有低转速大力矩的特点,是交流电动机无法取代的, 因此调节直流电动机速度的设备—直流调速器,由于它的特殊性能、常被用于直流负载回路中、灯具调光或直流电动机调速、HW-1020型调速器、就是利用脉宽调制(PWM)原理制作的马达调速器、PWM调速器已经在:工业直流电机调速、工业传送带调速、灯光照明调解、计算机电源散热、直流电扇等、得到广泛应用。

设计的系统以单片机为控制核心，通过单片机里所编写的程序控制直流电机出现正反转的条件，以及规定速度的等级及调节速度变化时的条件。

并且程序要实现通过电路板上的数码管把直流电机所处的正反转的状态以及当下的转速等级在数码管上显示出来。

显示部分显示各段设定的转速值。

单片机主要完成参数设置、参数显示和控制输出等功能。

然后通过单片机输出控制量连接相对应的硬件电路从而推动电机的状态变化。

通过单片机以后连接的硬件电路主要是恒压恒流桥式2A驱动芯片L298,该芯片内部包含4通道逻辑驱动电路，可以方便的驱动两个直流电机或一个两相电机，这里我们只采用一个两相电机，然后在通过L298以后再连接一个电机即可。

（一共四个按键，其中一个按键是转向切换键，起始时的默认状态时正转，一个按键是停止键，一个是增速键一个是减速键，一共两个数码管，前面的一个数码管显示工作状态，后面的显示速度等级。

）实现正反转的原理：通过电枢电压的极性来改变直流电机的转速。

实现调速的原理：通过脉冲宽度调制来控制电动机的速度。

其作用过程如下：在脉冲作用下，当电机通电时，速度增加；电机断电时，速度逐渐减少。

步进电机控制实验报告步进电机的控制实验报告一、实验目的1. 学习步进电机的工作原理。

2. 了解步进电机的驱动电路。

3. 学会用单片机控制步进电机。

二、实验器件1. TIVA C 系列芯片，电机模块和LCD显示模块。

2. 电脑以及CCS开发软件。

三、实验内容设计一个简单的程序驱动步进电机并控制转速，通过LCD板上的滚轮装置可以调节步进电机的转速。

四、实验原理双极性四线步进电机：一般双极性四线步进电机线序是A B A/ B/, 其中A 与A/是一个线圈，B和B/是一个线圈，一般这种驱动需要的是H桥电路。

H双极性四线步进电机驱动相序：1.单相四拍通电驱动时序正转：A/ B A B/反转：B/ A B A/2.双相通电四拍驱动时序正转：A/B AB AB/ A/B/反转：A/B/ AB/ AB A/B3.半步八拍驱动时序正转：A/ A/B B AB A AB/ B/ A/B/A/B/ B/ AB/ A AB B A/B A/反转：*****驱动芯片：*****为玩具、打印机及其他机电一体化应用提供了一款双通道桥式电机驱动器解决方案。

该器件具有两个H桥驱动器，并能够驱动两个直流(DC)电刷电机、一个双极性步进电机、螺线管或其他电感性负载。

每个H桥的输出驱动器模块由N沟道功率MOSFET组成，这些MOSFET被配置成一个H桥，以驱动电机绕组。

每个H桥都包括用于调节或限制绕组电流的电路。

借助正确的PCB设计，*****的每个H桥能够连续提供高达1.5-ARMS（或DC）的驱动电流（在25℃和采用一个5VVM电源时）。

每个H桥可支持高达2A的峰值电流。

在较低的VM电压条件下，电流供应能力略有下降。

该器件提供了利用一个故障输出引脚实现的内部关断功能，用于：过流保护、短路保护、欠压闭锁和过热。

另外，还提供了一种低功耗睡眠模式。

*****内置于16引脚HTSSOP封装或采用PowerPAD?的QFN封装（绿色环保：RoHS和无Sb/Br）。

步进电机与直流电机调速的控制引言1).步进电动机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的精密执行元件, 由于步进电机具有控制方便、体积小等特点, 所以在数控系统、自动生产线、自动化仪表、绘图机和计算机外围设备中得到广泛应用。

微电子学的迅速发展和微型计算机的普及与应用, 为步进电动机的应用开辟了广阔前景, 使得以往用硬件电路构成的庞大复杂的控制器得以用软件实现, 既降低了硬件成本又提高了控制的灵活性, 可靠性及多功能性。

市场上有很多现成的步进电机控制机构, 但价格都偏高。

我们采用AVR的高端单片机ATMEGA128来实现对步进电机的控制，同时采用高性价比的L298驱动芯片来驱动步进电机。

2).直流无刷电机是同步电机的一种,直流电机具有响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能，但直流电机的优点也正是它的缺点，因为直流电机要产生额定负载下恒定转矩的性能，则电枢磁场与转子磁场须恒维持90°，这就要藉由碳刷及整流子。

故我们使用ATMEGA128来输出脉冲宽度调制（pulse wide modulator，pwm）波对直流电机进行转速的控制，同时通过光电开光对电机进行测速，还通过比例积分微分（PID）对直流电机进行稳速。

因此，我们整个系统以ATMEGA128为控制核心，配合测速模块，PID模块，显示模块，驱动模块可以实现对直流电机和步进电机的控制，组成一个高性能，价格低的控制系统。

二、总体方案设计方案一：本方案采用L297与L298N组合使用的，配合单片机AT89C52对步进电机进行控制，系统框图1如下：图1.方案一系统框图方案一的硬件电路如下图2：图2. 方案一硬件电路方案一通过时钟信号实现对步进电机速度的控制，通过CW端实现步进电机的正反转，通过HALF端实现步进电机一步或半步的运转方式。

该方案的优点是软件设计简单，缺点是电路比较复杂，步进电机转速慢，不能实现对直流电机的复杂PID控制。

MSP430单片机_步进电机与直流电机控制设计步进电机和直流电机是常用于控制系统中的电机类型，它们在工业自动化、机器人、医疗设备等领域有着广泛的应用。

本文将重点介绍MSP430单片机控制步进电机和直流电机的设计。

步进电机是一种将电脉冲信号转化为角位移或线性位移的电机，它具有定步进角、驱动简单、精度高等特点。

下面是步进电机控制设计的主要步骤：1.确定电机的参数：步进电机的参数包括相数、相电阻、相感应、步距角等，这些参数决定了控制步进电机的电流大小和步进角度。

2.选择正确的驱动电路：常见的步进电机驱动电路有双极性驱动和四相八线驱动。

双极性驱动适用于电流较大的步进电机，而四相八线驱动适用于电流较小的步进电机。

3.设计控制电路：步进电机的控制电路通常是由一个逻辑电平产生器和一个驱动电路组成。

逻辑电平产生器用于产生脉冲信号，而驱动电路则根据脉冲信号控制步进电机的运行方向和速度。

4.编写控制程序：使用MSP430单片机编写控制程序，通过控制IO口输出脉冲信号，将步进电机驱动起来。

控制程序需要根据步进电机的参数来确定脉冲频率和方向，以实现步进电机的转动。

5.调试和优化：通过调试和优化控制程序，调整脉冲频率和方向，使步进电机能够按照预定的角度或线性位移进行运动。

直流电机是一种常见的电动机，在各种控制系统中被广泛应用。

下面是直流电机控制设计的主要步骤：1.确定电机的参数：直流电机的参数包括额定电压、电流和功率等，这些参数决定了控制直流电机的电流大小和速度。

2.选择正确的驱动电路：常见的直流电机驱动电路有H桥驱动和单向驱动。

H桥驱动适用于正反转控制，而单向驱动只能实现单一方向的运动。

3.设计控制电路：直流电机的控制电路通常由一个PWM信号发生器和一个驱动电路组成。

PWM信号发生器产生调制信号，控制电机的转速和转向，驱动电路则根据PWM信号给电机供电。

4.编写控制程序：使用MSP430单片机编写控制程序，通过控制IO口产生PWM信号，将直流电机驱动起来。

一、 实验要求利用P0输出脉冲序列，74LS244输入开关量，开关K2-K8控制步进电机转换（分6挡），K0、K1控制步进电机转向。

必须要K2-K8中一开关和K0、K1中一开关同时为‘1’时步进电机才启动，其他情况步进电机不工作。

进电机才启动，其他情况步进电机不工作。

步进电机驱动原理是通过对它每线圈中的电流的顺序切换来使电机作步进式旋转。

驱动电路又脉冲信号来控制，所以调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速。

微电脑控制步进电机最合适。

机最合适。

二、 试验目的1、 了解步进电机控制的基本原理。

了解步进电机控制的基本原理。

2、 掌握控制步进电机转动编程方法。

掌握控制步进电机转动编程方法。

三、步进电机工作原理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。

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。

控制、位置控制等方面得到了广泛的应用。

步进电机的使用至少需要三个方面的配合，一是电脉冲信号发生器，它按照给定的设置重复为步进电机输送电脉冲信号，目前这种信号大多数由可编程控制器或单片机来完成；二是驱动器（信号放大器），它除了对电脉冲信号进行放大、驱动步进电机转动以外，还可以通过它改善步进电机的使用性能，事实上它在步进电机系统中起着重要的作用，一般一种步进电机可以根据不同的工况具有多种驱动器；进电机可以根据不同的工况具有多种驱动器；三是步进电机，三是步进电机，它有多种控制原理和型号，它有多种控制原理和型号，现现在常用的有反应式、感应子式、混合式等。

一、实验目的1. 了解电机驱动的基本原理和电路结构。

2. 掌握电机驱动电路的设计与调试方法。

3. 熟悉电机驱动在工程中的应用。

二、实验原理电机驱动是将电能转换为机械能的过程，主要包括直流电机、交流电机和步进电机等类型。

本实验以直流电机为例，介绍电机驱动的基本原理和电路结构。

直流电机驱动电路主要由以下几部分组成：1. 电源：提供稳定的直流电压，作为电机驱动电路的能量来源。

2. 电机：将电能转换为机械能，实现电机转动。

3. 驱动电路：控制电机转速和转向，包括启动、停止、正转、反转等功能。

4. 保护电路：防止电机过载、短路等故障。

三、实验设备1. 直流电机：额定电压、电流和功率符合实验要求。

2. 电源：提供稳定的直流电压，输出电压范围与电机额定电压相匹配。

3. 电机驱动模块：具有启动、停止、正转、反转等功能。

4. 电流表、电压表：测量电机驱动电路的电流和电压。

5. 万用表：测量电路中各元件的电压、电流和电阻。

四、实验步骤1. 搭建实验电路：根据实验原理，将电源、电机、驱动模块和保护电路连接成完整的电机驱动电路。

2. 测量电路参数：使用万用表测量电路中各元件的电压、电流和电阻，确保电路参数符合设计要求。

3. 启动电机：使用驱动模块控制电机启动，观察电机转速和转向是否正常。

4. 调速实验：调整驱动模块的PWM波占空比，观察电机转速变化，验证调速功能。

5. 转向实验：改变驱动模块的PWM波极性，观察电机转向变化，验证转向功能。

6. 保护实验：模拟电机过载、短路等故障，观察保护电路是否正常工作。

五、实验结果与分析1. 电机启动成功，转速和转向正常。

2. 调速功能正常，通过调整PWM波占空比实现电机转速调节。

3. 转向功能正常，通过改变PWM波极性实现电机转向控制。

4. 保护电路正常工作，在模拟故障情况下，电路能够及时断开，保护电机不受损坏。

六、实验总结1. 通过本次实验，掌握了电机驱动的基本原理和电路结构。

2. 学会了电机驱动电路的设计与调试方法。

电机驱动实训报告电机驱动实训报告一、研究背景随着现代工业技术的发展，越来越多的工业设备采用电机驱动，这种方式具有高效、可靠的特点，可广泛应用于各行各业。

学习电机驱动技术已成为现代工程领域中不可或缺的一部分。

为了更好地学习和掌握电机驱动技术，我们开展了一系列的电机驱动实训活动。

本报告将详细介绍这些实训内容、过程和结果，并对电机驱动技术进行全面阐述。

二、实训内容本次实训的主要任务是设计和制作一台基于电机的驱动系统，包括了电机控制器、电机驱动电路、控制程序等部分。

具体实施内容如下：1.选材与选型我们需要根据实际需求来确定所需电机的参数，例如功率、转速、电压等，这些参数将有助于我们筛选出符合要求的电机。

在本次实训中，我们选用了几款常用的电机，分别为直流电动机、步进电机和交流异步电动机。

2.设计电机控制器电机控制器是整个电机驱动系统中重要的一部分。

我们采用C8051F560芯片作为控制核心，通过采集电机运行状态，实现电机的转速控制、电流控制等功能。

控制器还可以通过串口通信与上位机进行连接，实现对电机驱动的远程控制。

3.搭建电机驱动电路电机驱动电路的选择和设计对电机控制效果具有重要影响。

在本次实训中，我们采用了直流电机控制电路、步进电机控制电路和交流异步电机控制电路等电路形式。

通过对电机控制电路进行搭建，我们可以将控制器中的信号转换成电机操作所需的实际电信号，从而实现对电机的控制。

4.编写控制程序编写控制程序是实现电机驱动控制的关键，我们通过C语言编写电机控制程序。

程序中包括了启动电机、停止电机、改变电机转速等功能，同时程序还需要保证对电机的实时监测和异常处理。

三、实训过程1.选材与选型在电机的选材与选型过程中，我们首先需要了解所需电机的参数，然后根据工作要求进行筛选。

例如在本次实训中，我们需要控制直流电机、步进电机和交流异步电机的转速，因此需要选择适合的电机，这些电机的参数如下：- 直流电动机：轴功率2.2kW、额定转速1400r/min、额定电压220V；- 步进电机：步距角1.8°、相电压4V、相电流1.5A；- 交流异步电动机：轴功率3kW、额定转速1420r/min、额定电压380V。

步进电机控制实验一、实验目的步进电机作为一种数字控制电机，可以准确的控制角度和距离应用非常广泛，本实验利用SPCE061A单片机通过自己编写程序实现步进电机的控制使我们加深对步进电机的了解，同时学会使用步进电机的驱动芯片WZM-2H042M。

另外要求我们掌握单片机控制步进电机的硬件接口电路，以及熟悉步进电机的工作特性。

二、实验内容根据步进电机驱动电路，使用单片机驱动步进电机，控制步进电机正转、反转操作。

三、实验要求按实验内容编写程序，并在实验仪上调试和验证。

四、实验说明1．步进电动机有三线式、五线式、六线式三种，但其控制方式均相同，必须以脉冲电流来驱动。

若每旋转一圈以20个励磁信号来计算，则每个励磁信号前进18度，其旋转角度与脉冲数成正比，正、反转可由脉冲顺序来控制。

2．步进电动机的励磁方式可分为全部励磁及半步励磁，其中全步励磁又有1相励磁及2相励磁之分，而半步励磁又称1-2相励磁。

图为步进电动机的控制等效电路，适应控制A、B、/A、/B的励磁信号，即可控制步进电动机的转动。

每输出一个脉冲信号，步进电动机只走一步。

因此，依序不断送出脉冲信号，即可步进电动机连续转动。

a．1相励磁法：在每一瞬间只有一个线圈导通。

消耗电力小，精确度良好，但转矩小，振动较大，每送一励磁信号可走18度。

若欲以1相励磁法控制步进电动机正转，其励磁顺序如图所示。

若励磁信号反向传送，则步进电动机反转。

励磁顺序： A→B→C→D→AA B C DSTEP1 1 0 0 02 0 1 0 03 0 0 1 04 0 0 0 1b．2相励磁法：在每一瞬间会有二个线圈同时导通。

因其转矩大，振动小，故为目前使用最多的励磁方式，每送一励磁信号可走18度。

若以2相励磁法控制步进电动机正转，其励磁顺序如图所示。

若励磁信号反向传送，则步进电动机反转。

励磁顺序： AB→BC→CD→DA→ABSTEP A B C D1 1 1 0 02 0 1 1 03 0 0 1 14 1 0 0 1c．1-2相励磁法：为1相与2相轮流交替导通。

机电传动控制实验报告实验⼀：机电控制系统与传动系统认知实验实验⽬的：认识直流电机，交流电机，步进电机，伺服电机及对应的驱动器与变频器，认识可编程控制器，理解机电系统基本组成及控制原理实验⼯具：电梯模型，柔性制造中⼼，机电装调实训台，三轴运动实训台，变频⽔泵系统。

实验内容：认识柔性制造单元：24V直流电机经过涡轮减速器减速后带动⽪带传送装置，传送被加⼯件；电磁吸和装置、步进电机、直流电机与丝杠及其他结构件构成了机械臂完成空间移动箱体的功能；直流电机、⽪带及槽轮机构完成放置箱体的功能；电机与⽓动装置配合完成给箱体加盖与插销的功能；喷漆装置与加热装置完成喷漆与烘⼲功能；转盘与摇臂装置完成传送物件的转弯功能；液压装置完成给箱体盖盖章功能；光电传感器、霍尔传感器、颜⾊传感器完成质检功能；最后通过伺服电机及丝杠传动完成合格品的⼊库功能；通过⽓动吸盘与三相异步电动机将不合格产品抛弃。

柔性制造系统共有13个单元及模块构成，各个单元通过可编程控制器进⾏控制，各个控制器之间通过以太⽹进⾏通信。

认识三轴运动实训系统：三轴运动实训系统通过步进电机与丝杠结构进⾏运动控制，步进电机是可编程控制器通过控制步进电机驱动器进⾏控制，利⽤此基本原理可实现3D打印，激光雕刻等功能。

认识电梯实训系统：电梯基本原理是通过可编程控制器控制三相异步交流电动机带动钢丝绳实现电梯的上下运动，通过位置传感器、接触开关来判断电梯位置，通过拉⼒传感器判断电梯是否过载，可编程控制器通过采集电梯按键数据以控制电梯上下运动。

认识机电装调实验台：机电装调试验台是通过可编程控制器对材料进⾏分拣，通过霍尔传感器判断材料是否⾦属，将⾦属材料分拣出来。

认识变频⽔泵系统：变频⽔泵系统通过压⼒传感器判断⽔位⾼低，通过可编程控制器控制变频器控制三相交流异步电动机转动带动⽔泵以调节⽔箱⽔位，使⽔箱保持恒定⽔位。

实验⼆：液压控制回路的搭建实验⽬的：认识液压控制系统，通过搭建液压控制回路理解控制的基本原理实验⼯具：液压试验台，电磁换向阀，液压缸，霍尔传感器实验内容：搭建液压顺序控制回路：利⽤霍尔传感器检测液压缸缸体运动位置，将位置信号传送回可编程控制器，可编程控制器依据接收到的位置信号控制两电磁阀的通断电，以完成下⼀步动作。

单片机步进电机控制实验报告1. 实验背景步进电机是一种特殊的直流电机，具有精确定位、运行平稳等特点，广泛应用于自动化控制系统中。

本实验旨在通过单片机控制步进电机的转动，加深对步进电机原理和控制方法的理解。

2. 实验器材和原理实验器材•单片机开发板•步进电机•驱动模块•连接线实验原理步进电机按照一定步进角度进行转动，每转动一定步数，即转动特定的角度。

步进电机的控制需要通过驱动模块来实现，驱动模块与单片机进行连接，通过单片机的输出控制步进电机的转动。

3. 实验步骤步骤1：连接电路将单片机开发板与驱动模块通过连接线连接，确保连接线的接口正确连接。

步骤2：编写程序使用C语言编写控制步进电机的程序，并上传到单片机开发板中。

程序需要实现控制步进电机转动的功能，可以根据需要设置转动的方向和步数。

步骤3：设置参数根据实际情况设置步进电机的转动参数，例如转动方向、转动速度等。

确保设置的参数符合实验要求。

步骤4：开始实验将步骤1和步骤2准备好的电路和程序连接在一起，并开启电源。

通过单片机的输出控制步进电机的转动，观察步进电机的转动情况。

步骤5：记录实验结果记录步进电机的转动情况，包括转动方向、转动步数等信息。

观察步进电机的转动是否符合预期，记录任何异常情况。

步骤6：实验总结根据实验结果进行总结和分析，评估步进电机控制的效果。

分析实验中可能出现的问题和改进方向，并提出改进措施。

4. 实验注意事项•在实验过程中，严格按照操作步骤进行，避免出现操作失误。

•注意检查电路连接是否正确，确保连接稳固可靠。

•在进行步进电机控制时，注意控制信号的稳定性和准确性。

•注意观察步进电机的转动情况，及时记录转动信息。

•实验过程中如有异常情况出现，应立即停止实验并进行排查。

5. 实验结果根据实验步骤和注意事项进行实验，步进电机的转动情况符合预期，控制效果良好。

6. 实验总结本次实验通过单片机控制步进电机的转动，加深了对步进电机原理和控制方法的理解。

实验五PWM配置及步进电机控制一、实验目的1. 了解步进电机驱动原理;2. 了解步进电机的控制原理;3. 熟悉使用PWM控制步进电机的运行。

二、实验主要内容1. DSP的初始化;2. ePWM模块初始化与配置;3. 步进电机的驱动程序。

三、实验基本原理1. 步进电机的驱动：图1 是单极性步进电机驱动的典型电路，图中的方块为驱动开关。

针对SEED-DEC 中直流电机系统的动作要求，步进电机驱动电路设计思路如下：1）电机采用15V直流电源供电;2）4路控制信号由DSP提供，信号为CMOS标准电平，通过排线接入并下拉;3）使用达林顿管TIP31C代替IRL549作为电机驱动开关，基级串接100欧电阻减小MOS管的寄生震荡;4）使用快速二极管IN4007完成保护功能，以免电机换向时烧毁电机;图 1 步进电机驱动电路2. 步进电机的控制一般分为四相四拍与四相八拍两种方式，其中前者称为全步，后者称为半步。

步进电机在这个实验中选择的时M35SP-7N，其步进角为7.5°，是一种单极性步进电机。

它的结构如图2：图 2 步进电机结构四、实验过程和关键程序解读1. 启动CCS，进入CCS的操作环境，并导入stepmotor工程。

2. 加载stepmotor工程，添加xml文件3. 阅读源代码1）初始化系统控制寄存器与要使用的GPIO：2）关中断、初始化PIE、初始化PIE向量表3）关ePWM时钟，配置后打开时钟，并更新中断向量表4）ePWM初始化函数（以EPwm1为例）：EPWM2的其他配置与1相同，不用的在于一些事件产生的动作不同：其产生的pwm波为CMPAABCD线圈按照ACBD的次序导通步进电机接线示意图（2b-A、1b-B、1a-C、2a-D）：则步进电机顺时针旋转4. 按照老师要求修改源代码1）改变步进电机的转速在使用直流电机时，通常是用占空比来调节转速的，但是在步进电机中，是通过改变PWM的频率来调整的，因为在一个PWM周期中，步进电机改变的相位是一样的，所以PWM频率越高，改变相同相位就越快，所以转速也越快，程序中我们只需改变TBPRD的值即可。