毕业设计---电机驱动控制器的设计

题目：简易步进电机控制步进电机控制摘要：本设计采用ATMEL公司DIP-40封装的AT89S52单片机实现对四相步进电机的手动和按键控制。

由单片机产生的脉冲信号经过分配后分解出对应的四相脉冲，分解出的四相脉冲经驱动电路功率放大后驱动步进电机的转动。

转速的调节和状态的改变由按键进行选择，此过程由程序直接进行控制。

通过键盘扫描把选择的信息反馈给单片机，单片机根据反馈信息做出相应的判断并改变输出脉冲的频率或转动状态信号。

电机转动的不同状态由液晶LCD1602显示出来。

而设计的扩展部分可以通过红外信号的发射由另一块单片机和红外线LED完成，用红外万能接收头接收红外信号，可以实现对电机的控制进行红外遥控。

关键字：四相步进电机单片机功率放大 LCD1602步进电机控制 (1)摘要 (1)关键字 (1)前言 (3)1系统总体方案设计及硬件设计 (4)1.1步进电机 (4)1.1.1 步进电机的种类 (4)1.1.2 步进电机的特点 (4)1.1.3 步进电机的原理 (5)1.2 控制系统电路设计 (7)1.3 液晶显示LCD1602 (7)1.4 AT89S52核心部件及系统SCH原理图 (9)1.5 LN2003A驱动 (10)2软件设计及调试 (13)2.1程序流程 (13)2.2软件设计及调试 (14)3 扩展功能说明 (15)4设计总结 (16)5 设计源程序 (16)6 附录 (21)参考文献 (22)附2：系统原理图及实物图 (23)步进电机广泛应用于对精度要求比较高的运动控制系统中，如机器人、打印机、软盘驱动器、绘图仪、机械阀门控制器等。

目前，对步进电机的控制主要有由分散器件组成的环形脉冲分配器、软件环形脉冲分配器、专用集成芯片环形脉冲分配器等。

分散器件组成的环形脉冲分配器体积比较大，同时由于分散器件的延时，其可靠性大大降低;软件环形分配器要占用主机的运行时间，降低了速度;专用集成芯片环形脉冲分配器集成度高、可靠性好，但其适应性受到限制，同时开发周期长、需求费用较高。

第1章绪论 (2)1.1引言 (2)1.2步进电机常见的控制方案与驱动技术简介 (4)1.2.1常见的步进电机控制方案 (4)1.2.2步进电机驱动技术 (6)1.3本文研究的内容 (8)第2章步进电机概述 (9)2.1步进电机的分类 (9)2.2步进电机的工作原理 (10)2.2.1结构及基本原理 (10)2.2.2两相电机的步进顺序 (10)2.3 步进电机的工作特点 (13)2.4本章小结 (15)第3章系统的硬件设计 (16)3.1系统设计方案 (16)3.1.1系统的方案简述与设计要求 (16)3.1.2系统的组成及其对应功能简述 (16)3.2单片机最小系统 (18)3.2.1AT89S51简介 (18)3.2.2单片机最小系统设计 (23)3.2.3单片机端口分配及功能 (24)3.3串口通信模块 (24)3.4数码管显示电路设计 (25)3.4.1共阳数码管简介 (25)3.4.2共阳数码管电路图 (26)3.5电机驱动模块设计 (27)3.5.1L298简介 (27)3.5.2电机驱动电路设计 (28)3.6驱动电流检测模块设计 (30)3.6.1OP07芯片简介 (30)3.6.2ADC0804芯片简介 (32)3.6.3电流检测模块电路图 (35)3.7独立按键电路设计 (36)3.8本章小结 (36)第4章系统的软件实现 (37)4.1系统软件主流程图 (37)4.2系统初始化流程图 (38)4.3按键子程序 (39)结论 (43)1第1章绪论1.1引言步进电动机又称脉冲电动机或阶跃电动机，国外一般称为Steppingmotor、Pulse motor或Stepper servo，其应用发展已有约80年的历史。

步进电机是一种把电脉冲信号变成直线位移或角位移的控制电机，其位移速度与脉冲频率成正比，位移量与脉冲数成正比。

步进电机在结构上也是由定子和转子组成，可以对旋转角度和转动速度进行高精度控制。

论文题目：电机驱动系统的数字化控制及性能优化研究摘要本文主要研究了电机驱动系统的数字化控制及性能优化。

首先介绍了电机驱动系统的基本组成、工作原理和发展趋势，然后详细探讨了数字化控制的基本概念、电机驱动系统的数字控制器设计以及数字化控制在电机驱动系统中的应用实例。

接下来，文章分析了电机驱动系统的性能指标，并基于模型预测控制、遗传算法和粒子群优化分别进行了电机驱动系统的优化研究。

最后通过案例分析和仿真验证了所提方法的有效性。

本文的研究有助于提升电机驱动系统的控制精度和运行效率，对于推动相关领域的技术发展具有一定的理论和实际意义。

关键词：电机驱动系统；数字化控制；性能优化；模型预测控制；遗传算法；粒子群优化目录第1章绪论 (1)1.1 研究背景与意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 论文的主要研究内容和结构 (1)第2章电机驱动系统概述 (2)2.1 电机驱动系统的基本组成 (2)2.2 电机驱动系统的工作原理 (2)2.3 电机驱动系统的发展趋势 (2)第3章电机驱动系统的数字化控制技术 (3)3.1 数字化控制的基本概念 (3)3.2 电机驱动系统的数字控制器设计 (3)3.3 数字化控制在电机驱动系统中的应用实例 (3)第4章电机驱动系统的性能优化方法 (4)4.1 电机驱动系统的性能指标分析 (4)4.2 基于模型预测控制的电机驱动系统优化 (4)4.3 基于遗传算法的电机驱动系统优化 (4)4.4 基于粒子群优化的电机驱动系统优化 (4)第5章案例分析与仿真验证 (5)5.1 案例描述 (5)5.2 控制策略的仿真建模 (5)5.3 仿真结果与分析 (5)第6章结论与展望 (6)6.1 主要研究成果总结 (6)6.2 存在的问题与未来研究方向 (6)致谢 (7)第1章绪论1.1 研究背景与意义随着工业自动化和智能化水平的不断提升，电机驱动系统作为众多机械设备的核心部件，其控制精度和运行效率对整个系统的性能至关重要。

电动汽车无刷直流电机驱动的研究1 电动汽车无刷直流电机驱动介绍交通车辆的废气排放与污染已成为一个世界性的环境问题，近二十年来，世界各国纷纷投入力量，寻找降低或杜绝车辆废气排放与污染的途径， 其中用于轿车和公交客车的电动车/混合动力车技术最为引人注目。

在我国，电动汽车已被列为科技部全面启动实施 12 个重大关键技术攻关与产业化示范科技专项之一。

电动汽车的核心技术是电源系统及驱动系统，电动汽车的驱动将成为现代交流传动技术的一个主要应用领域，具有广阔的市场前景。

无刷直流电机具有小体积、轻重量、高效能、易控制等诸多优点， 既具有直流电机优良的转矩控制特性， 又免除直流电机碳刷需经常维护的弊端，非常适用于电动汽车驱动。

2 直流无刷电机的数学模型为简化电机的数学模型，做如下假设：1) 三相绕组完全对称，气隙磁场为方波，定子电流与转子磁场皆对称分布；2) 忽略齿槽、 换相过程和电枢反应等影响；3) 电枢绕组在定子内表面均匀连续分布；4) 磁路不饱和，不计涡流和磁滞损耗。

于是可以得到三相绕组的电压平衡方程：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡c b a c b a c b a c b a e e e i i i p L MM M L M M M Li i i r r r u u u 000000 (1) 式(1)中，a u 、b u 、c u 为三相相电压；a i 、b i 、c i 为三相相电流；a e 、b e 、c e 为三相反电动势；L 为三相绕组的自感；M 为每两相绕组间的互感；p 为微分算子p = dt d /；由于电机三相采用 Y 型连接，故：0=++c b a i i i (2)0=++c b a Mi Mi Mi (3)将式(2)和式(3)代入式(1)中，得到电压方程：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡c b a c b a c b a c b a e e e i i i p M L M L ML i i i r r r u u u 00000000000 (4)根据式(4)得到电机的等效电路图，如图2-1 所示，电机的反电动势和相电流波形如图2-2 所示。

西南科技大学毕业设计计算说明书题目：基于单片机的步进电动机控制系统设计专业：机械制造与自动化姓名：郭富仙指导教师：朱敏二零一二年十二月目录第一章绪论1.1 课题研究的目的和意义1.2 国内外研究概况1.3 论文的主要研究内容第二章步进电机与单片机简介2.1 步进电机介绍2.1.1 步进电机概述2.1.2 步进电机的工作原理2.1.3 步进电机的分类与选择2.2 步进电机驱动系统介绍2.2.1 步进电机驱动系统简介2.2.2 步进电机绕组的电气特性2.3 单片机原理2.3.1单片机原理概述2.3.2单片机的应用系统2.3.3 AT89C51简介第三章3.1 系统整图3.2 电源部分3.3 按键部分3.4 驱动部分3.5 状态指示部分3.6 时钟部分第4四章系统软件设计4.1 系统开发软硬件环境4.2 系统主程序4.3 查键部分4.4 前进部分4.5 后退部分4.6 加速部分4.7 减速部分第五章系统的调试与检测295.1程序编译时的错误与解决方法5.2 LM7812输出电压错误与解决方法5.3 步进电机转动错误及解决方法5.4 结论与展望参考文献30附录31附录1：源程序清单简介【摘要】：步进电动机由于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。

本文介绍的是一种基于单片机的步进电机的系统设计，用汇编语言编写出电机的正转、反转、加速、减速、停止程序，通过单片机、电机的驱动芯片ULN2004以及相应的按键实现以上功能，并且步进电机的工作状态要用相应的发光二极管显示出来。

本文内容介绍了步进电机以及单片机原理、该系统的硬件电路、程序组成，同时对软、硬件进行了调试，同时介绍了调试过程中出现的问题以及解决问题的方法。

该设计具有思路明确、可靠性高、稳定性强等特点，通过调试实现了上述功能。

【关键词】：步进电机；脉宽调制；驱动机构；单片机；转动序言步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统中。

电机本科毕业设计
电机本科毕业设计可以选择针对电机的控制、功率电子驱动系统或电机的性能测试等方面进行研究和设计。

以下是一些电机本科毕业设计的题目和方向供参考：
1. 电机控制系统设计：设计一套具有高效率和精确控制的电机控制系统，考虑不同的电机类型和负载情况。

2. 功率电子驱动系统设计：设计一种高效率的功率电子驱动系统，用于电机的启动、加速和减速过程。

考虑到不同的负载和运行条件。

3. 电机的故障诊断和保护：设计一套电机的故障诊断和保护系统，能够及时检测电机的故障并采取相应的保护措施。

4. 电机的性能测试方法研究：研究不同的电机性能测试方法，包括扭矩、功率和效率等方面的测试。

比较不同测试方法的准确性和可行性。

5. 电机的优化设计：通过模拟和优化方法，对电机的设计进行改进，以提高电机的效率、功率密度和可靠性。

6. 电机的磁场分析和优化：使用有限元分析方法对电机的磁场分布进行模拟和优化，以提高电机的永磁和电磁特性。

7. 电机的噪音和振动控制：研究电机的噪音和振动产生机理，
并设计相应的控制方法，以减少噪音和振动。

8. 电机的节能控制策略：设计一种节能控制策略，通过控制电机的速度、负载和供电电压等参数，来实现电机的能耗最优化。

9. 电机在新能源领域的应用：研究电机在新能源领域的应用，如电动汽车、风力发电和太阳能发电等方面的应用和优化设计。

以上仅为一些电机本科毕业设计的方向和题目，具体的选择还需要根据个人兴趣、专业背景和导师的指导意见来确定。

电气自动化毕业设计作品
1. 智能家居控制系统：设计一个集成了传感器、执行器、控制器和通信模块的智能家居控制系统，能够实现对家居设备的远程监控和控制。

2. 工业机器人控制系统：设计一个能够实现对工业机器人进行运动轨迹规划、控制和监控的系统，提高生产效率和工作安全性。

3. 自动化仓储系统：设计一个能自动完成货物入库、出库和分拣等操作的仓储系统，提高仓储效率和减少人力成本。

4. 智能交通系统：设计一个能够实现交通信号灯控制、车辆识别和交通流量监测的智能交通系统，提高交通道路的通行效率。

5. 基于PLC的工业自动化系统：设计一个基于可编程逻辑控
制器（PLC）的工业自动化系统，实现对工厂设备的自动控制
和监测。

6. 智能农业系统：设计一个利用传感器、自动控制和数据分析技术的智能农业系统，实现对农作物的远程监测、水肥控制和灌溉管理。

7. 智能电能监测系统：设计一个能够对电能进行实时监测和分析的智能电能监测系统，帮助用户合理管理和节约能源。

8. 电机驱动控制系统：设计一个能够控制和监测电机驱动系统
的控制器，实现对电机的速度和位置控制。

9. 智能楼宇管理系统：设计一个能够对楼宇的照明、空调、安防等设备进行集中控制和监控的智能楼宇管理系统，提高能源利用效率和安全性。

10. 电力系统保护与控制：设计一个能够实现电力系统保护和控制的系统，包括故障检测、报警和断路器控制等功能。

前言单片机是一个单芯片形态、面向控制对象的嵌入式应用计算机系统。

它的出现及发展使计算机技术从通用型数值计算领域进入到智能化的控制领域。

从此，计算机技术在两个重要领域-—通用计算机领域和嵌入式计算机领域都得到了极其重要的发展，并正在深深地改变着我们的社会。

采用8031单片机控制步进电机，可实现步进电动机正反转控制和步进电动机的无级调速。

分析了步进电机的工作原理,讨论了系统硬件和软件的设计方法,并给出了步进电机的四相八拍单片机控制的具体实现方法。

该系统操作简单，降低了成本，提高了系统的可靠性。

步进电机具有控制方便和体积小等特点,因此在智能仪表和位置控制中得到了广泛的应用。

近年来大规模集成电路的发展以及各种单片机的迅速发展和普及,为设计功能强、价格低的步进电机控制驱动器提供了先进的技术和充足的资源.步进电动机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机，它的运行需要专门的驱动电源，驱动电源的输出受外部的脉冲信号控制。

每一个脉冲信号可使步进电机旋转一个固定的角度,这个角度称为步距角。

脉冲的数量决定了旋转的总角度，脉冲的频率决定了电动机旋转的速度，改变绕组的通电顺序可以改变电机旋转的方向。

在数字控制系统中，它既可以用作驱动电动机，也可以用作伺服电动机.它在工业过程控制中得到广泛的应用，尤其在智能仪表和需要精确定位的场合应用更为广泛。

1 单片机的基本知识1。

1 概述单片微型计算机简称单片机，由于它的结构及功能均是按工业控制要求设计的,所以其确切的名称应是单片微控制器（Single Chip Microcontroller）.它是把微型机算计的各个功能部件：中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、并行I/O接口、定时器/计数器及串行通信接口等集成在一块芯片上，构成一个完整的微型计算机系统,故又把它称为单片微型计算机系统（Single Chip Microcomputer）.由于单片机面对的是测控对象，突出的是控制功能，所以它从功能和形态上来说都是应控制领域应用的要求而诞生的.随着单片机技术的发展，它在芯片内集成了许多面对测控对象的接口电路，如ADC、DAC、高速I/O口、PWM、WDT等。

分类号密级无锡职业技术学院毕业设计说明书题目：电动自行车控制器设计英文题目;Design of electric bicycle controller****:***专业：机电一体化指导教师：石炳存职称：副教授毕业设计说明书提交日期：2013年4月15日地址：机电学院毕业设计任务书毕业设计任务书无锡职业技术学院机电工程系2013年2月20日目录目录摘要 (2)英文摘要 (2)第一章引言 (3)1.1电动自行车的意义及发展状况 (3)1.1.1自行车的历史背影及意义 (3)1.1.2 电动自行车的优点 (4)1.1.3电动自行车的发展前景 (4)第二章控制器系统的分析 (5)2.1 智能控制器的系统框图 (5)2.2 系统主要硬件介绍 (6)2.2.1 无刷直流电动机 (6)2.2.2 AT89C51 (8)2.2.3 MC14585B和CD4040B (9)2.3 系统具体实现方法 (10)2.3.1 无刷直流电动机的调速 (11)2.3.2 测速电路 (13)2.3.3 速度预置与显示 (14)2.3.4 电机驱动电路 (15)2.3.5 无刷直流电动机及控制器的保护 (16)第三章系统软件设计 (18)第四章结束语 (20)参考文献 (21)附录 (22)摘要电动自行车用于轻便灵活，节能环保，价格适中而得到人们的广泛使用，成为人们短途出行的理想交通工具。

同时中国具有庞大的自行车市场，电动自行车产业在中国有着非常广阔的应用前景，因此发展电动自行车具有良好的社会意义和客观的经济效益基于单片机系统为核心的，以无刷直流电动机驱动的电动自行车智能控制器的设计方案。

该系统包括PWM控制方案、速度测量和显示方案、刹车控制方案和电路保护方案等。

本设计主要是以单片机为核心，特别采用软硬件相结合的方式，可以极大地提高系统的安全性和可靠性。

关键词：电动自行车；智能控制；脉冲宽度调制；单片机；电机保护Abstrac tElectric bicycle for portable and flexible, energy-saving environmental protection, moderate in price and are widely used in people, an ideal vehicle for the people in the travel. At the same time, China has a huge market of bicycle, electric bicycle industry has a very broad application prospects in China, and so the development of electric bicycle has a good social significance This paper introduces a design program of intelligent control of the electronic bicycle which is based on the single chip computer system. It is derived by no brush DC motor.This system introduces speed PWM control project, speed measure and display project, brake control project, electro circuit protection project. This design is based on the single chip computer,its specialties adopt combining hardware with software for improving credibility and security.Key Words：electric bicycle ；intelligent control ；PWM; single chip computer;electro circuit protection第一章引言随着人们物质生活水平的提高，电动自行车作为一种新兴的交通工具正在越来越多地走进人们的生活。

无刷直流电机控制系统的设计——毕业设计学号：1008421057本科毕业论文（设计）(2014届)直流无刷电机控制系统的设计院系电子信息工程学院专业电子信息工程姓名胡杰指导教师陆俊峰陈兵兵高工助教2014年4月摘要无刷直流电机的基础是有刷直流电机，无刷直流电机是在其基础上发展起来的。

现在无刷直流电机在各种传动应用中虽然还不是主导地位，但是无刷直流电机已经受到了很大的关注。

自上世纪以来，人们的生活水平在不断地提高，人们在办公、工业、生产、电器等领域设备中越来越趋于小型化、智能化、高效率化，而作为所有领域的执行设备电机也在不断地发展，人们对电机的要求也在不断地改变。

现阶段的电机的要求是高效率、高速度、高精度等，由此无刷直流电机的应用也在随着人们的要求的转变而不断地迅速的增长。

本系统的设计主要是通过一个控制系统来驱动无刷直流电机，主要以DSPIC30F2010芯片作为主控芯片，通过控制电路采集电机反馈的霍尔信号和比较电平然后通过编程的方式来控制直流无刷电机的速度和启动停止。

关键词：控制系统；DSPIC30F2010芯片；无刷直流电机AbstractBrushless dc motor is the basis of brushless dc motor, brushless dc motor is developed on the basis of its. Now in all kinds of brushless dc motor drive applications while it is not the dominant position, but the brushless dc motor has been a great deal of attention.Since the last century, constantly improve the people's standard of living, people in the office, industrial, manufacturing, electrical appliances and other fields increasingly tend to be miniaturization, intelligence, high efficiency, and as all equipment in the field of motor is in constant development, people on the requirements of the motor is in constant change. At this stage of the requirements of the motor is high efficiency, high speed, high precision and so on, so is the application of brushless dc motor as the change of people's requirements and continuously rapid growth.The design of this system mainly through a control system to drive the brushless dc motor, mainly dspic30f2010 chips as the main control chip, through collecting motor feedback control circuit of hall signal and compare and then programmatically to control the speed of brushless motor and started to stop.Keywords: Control system; dspic30f2010 chip; brushless DC motor目录摘要 (I)Abstract (III)目录 (IV)1 引言 01.1 研究背景及意义 01.2 国内外研究现状 (1)1.3 设计任务与要求 (1)2 基本理论 (1)2.1 无刷直流电机的结构以及基本原理 (1)2.2 无刷直流电机的运行特性 (4)2.3 无刷直流电机的应用 (5)3 直流无刷直流电机控制系统的设计 (6)3.1 无刷直流电动机系统的组成部分 (6)3.2 无刷直流电机控制系统的设计 (8)4 直流无刷电机的电路设计 (9)4.1 开关电路的设计 (9)4.2 保护电路的设计 (9)4.3 驱动电路的设计 (10)4.4 反馈电路的设计 (10)4.5 电源电路的设计 (11)5 直流无刷电机控制系统的软件设计 (11)5.1 系统功能的实现 (12)5.2 软件流程图 (12)6 实物成果及展望 (13)致谢 (16)参考文献 (16)附录 (19)1 引言近年来随着微电子技术自动控制技术和新型永磁材料的发展，无刷直流电机的应用越来越广泛。

摘要汽车真空助力刹车系统中的真空泵，采用电子控制完成其工作，既实现了智能化，又达到了节能环保的目的。

电动真空泵系统可实现在真空度达到85kPa时，使真空泵的电机停止工作，在真空度低于60kPa时，使真空泵的电机开始工作，改善了传统的机械式真空助力刹车系统的能源浪费及环境污染问题。

本论文完成电动真空泵驱动用无刷直流电机控制器的设计，主要包括控制器的原理设计、主驱动电路设计、信号采集及处理电路以及各种保护电路的设计等，并完成控制软件的编写。

根据相应的技术指标设计出一套完善的电动真空泵控制器，而且画出其原理图及PCB图，并进行PCB板的实物加工与制作。

关键词：电动真空泵；无刷直流电机；控制器AbstractVacuum booster brake system of car vacuum pump and electronic control to finish its work, namely realized intelligent and reach the purpose of saving energy and environmental protection. Electric vacuum pump system can realize in the vacuum degree to 85 kPa, make the vacuum pump motor to stop working, and in the vacuum degree below 60 kPa, make the vacuum pump motor begins to work, improve the traditional mechanical vacuum power braking system energy waste and environmental pollution. This thesis finish electric vacuum pump drive with brushless dc motor controller design, including the controller design, the principle of the main driver circuit design, signal acquisition and processing circuit and other protection circuit design, and complete the writing of the control software. According to the corresponding technical indicators designed a set of perfect electric vacuum pump controllers, and draw the principle diagram and PCB figure, and PCB machining and make real.Key words：electric vacuum pump；brushless DC motor；controller目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题设计的背景及意义 (1)1.2 课题的发展概况及国内外研究的现状 (2)1.2.1 课题的发展概况 (2)1.2.2 国内外电动真空泵控制器的研究现状 (2)1.3 本文研究的主要内容 (4)第2章电动真空泵控制器的系统设计 (5)2.1 电动真空泵控制器的组成 (5)2.2 电动真空泵控制器的设计方案 (6)2.2.1 设计方案比较 (6)2.2.2 电动真空泵控制器系统组成框图 (8)第3章电动真空泵控制器的硬件及软件设计 (10)3.1 微控制芯片的选取与设计 (10)3.1.1 dsPIC30F4011单片机简介 (10)3.1.2 dsPIC30F4011单片机时钟电路 (12)3.1.3 dsPIC30F4011单片机复位电路 (13)3.2 CAN总线通信设计 (13)3.2.1 CAN总线通信硬件设计 (13)3.2.2 CAN总线通信软件设计 (14)3.3 电动真空泵控制器的电机驱动信号处理 (16)3.3.1 无刷直流电机转角信号获取与处理 (16)3.3.2 无刷直流电机转速信号获取与处理 (18)3.4 电动真空泵控制器保护电路信号处理 (19)3.4.1 无刷直流电机过、欠压保护 (19)3.4.2 无刷直流电机母线过流保护 (20)3.4.3 无刷直流电机过热保护 (21)3.4.4 电动真空泵真空度的信号处理 (21)3.5 无刷直流电机控制器驱动电路 (22)第4章 PCB制板设计 (24)4.1 电动真空泵控制器PCB设计分析 (24)4.2 PCB板布线设计规则 (24)第5章测试数据及总结 (28)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录I (36)附录II (37)附录III (38)附录IV (42)哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计第1章绪论1.1 课题设计的背景及意义从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。

基于PLC步进电机控制系统的设计毕业论文基于PLC步进电机控制系统的设计毕业论文目录基于PLC步进电机控制系统的设计.............................................. I 摘要........................................................................ I Stepping motor control system based on PLC (II)Abstract ................................................................... II 第一章绪论. (1)1.1 PLC的发展及应用前景 (1)1.1.1 可编程控制器（PLC）的发展趋势 (1)1.1.2 可编程控制器（PLC）的应用领域 (1)1.1.3 PLC的应用前景 (1)1.2 提出问题 (2)1.2.1 机床滑台类型及控制 (3)1.2.2 本文的工作目的及意义 (3)1.2.3 本文的主要目的及意义 (3)1.3 系统功能 (4)第二章 PLC概述 (5)2.1 PLC的产生与发展 (5)2.1.1 PLC的产生及定义 (5)2.1.2 PLC的发展 (6)2.2 PLC的特点与功能 (7)2.2.1 PLC的特点 (7)2.2.2 PLC的功能 (7)2.3 PLC的结构 (8)2.4.1 梯形图 (9)2.4.2 语句表 (11)2.4.3 顺序功能图 (11)第三章步进电机概述 (12)3.1 步进电机工作原理 (12)3.2 步进电机的特性 (12)3.3 步进电机的分类 (13)3.4 步进电机驱动器的直流供电电源的确定 (13) 3.5 步进电机使用时的注意事项 (14)3.6 步进电机驱动器的细分原理及一些相关说明 (14) 3.7 反应式步进电机 (15)3.8本设计所用步进电机 (18)第四章总体方案设计 (19)4.1数控滑台的控制方法 (19)4.1.2进给速度控制 (19)4.1.3 进给方向控制 (19)4.2 PLC控制系统设计 (19)4.3 PLC控制系统的接地方法 (20)4.4步进电机的控制 (20)4.4.1步进电机的起停控制 (21)4.4.2步进电机的加减速控制 (21)4.4.3 步进电机的换向控制 (22)4.5 本章小结 (22)第五章数控滑台的设计 (23)5.1总体设计方案的确定 (23)5.2 机械部分设计计算 (23)第六章设计硬件电路 (36)6.1 硬件电路总体分析 (36)6.2总体设计分析图 (36)6.3电路总体设计 (36)6.4步进电机的驱动电路 (38)第七章软件设计 (44)7.1 可编程控制器（PLC）的工作原理 (44)7.2存储空间的计算 (47)7.3可编程控制器（PLC）提供的编程语言 (47)7.4 PLC编程中难点介绍 (49)7.4.1驱动电源的特殊性 (49)7.4.2用功能指令构建控制程序的有关问题 (49)7.5 PLC梯形图 I/O分配表 (50)第8章 GX Developer软件程序模拟运行 (51)8.1 程序运行图文说明 (51)结论 (68)附录 (69)1、流程图 (69)2、控制系统设计步骤 (69)参考文献 (71)1、参考资料 (71)2、参考论文 (72)外文文献 (74)中文翻译 (78)致谢 (81)第一章绪论1.1 PLC的发展及应用前景PLC 工艺自从出现一直到今天，已经由最初的接线逻辑发展到了储存逻辑，目前被大量的应用到众多的行业之中。

摘要本设计中首先介绍了步进电机的工作原理、控制特点和运行状态，然后给出了步进电机的单片机控制系统的总体设计方案。

在这个控制系统中，单片机选用AT89C51，其作为控制核心，担负着产生脉冲，发送、接受控制命令等任务；脉冲分配采用硬件方法，由8713接收到单片机的控制信号后产生相应的控制脉冲，避免了软件法在不停地产生脉冲时占用的时间；采用单电压驱动的方法驱动电机带动负载运行；利用键盘、显示专用芯片8279能够以较简单的硬件电路和较少的软件开销实现微型机与键盘和LED显示器接口。

本设计最后详细介绍了硬件部分和软件部分的实现方法。

关键词：单片机；步进电机；速度控制;ZLG7290;显示器AbstractThe design introduces the working principle of stepper motor, control features and operations, and then gives the stepper motor microcontroller control system design programs. In this control system, the SCM selecting AT89C51, the control center of the shoulder produces pulses, sending, receiving control commands and other tasks; pulse distribution method using hardware from the 8713 chip control signals received resulting from the corresponding control pulse, to avoid software method to generate pulses in constant time occupied; adopt a single voltage-driven approach drive motor to drive the load operation; use of keyboard, display 8279 can be dedicated to simple hardware and less software overhead to achieve keyboard and LED display interface. Finally introduce the hardware and software implementation methods in detail.Key words: SCM; stepper motor; speed control；ZLG7290;display；目录摘要 (I)Abstract .................................................... I I 第一章绪论. (1)1.1步进电机概述 (1)1.2课题研究的主要内容 (2)1.2.1研究内容 (2)1.2.2论文安排 (2)第二章步进电机控制系统设计方案 (3)2.1步进电机的系统 (3)2.2步进电机的失步现象 (5)2.3步进电机控制系统的组成 (6)2.4系统的控制过程 (7)第三章步进电机控制系统硬件部分 (9)3.1硬件电路图 (9)3.2采用51系列单片机AT89C51作为控制器 (10)3.2.1 AT89C51的主要性能 (10)3.2.2 AT89C51引脚功能说明 (10)3.3步进电机的驱动电路 (15)3.4 LED显示电路 (16)3.4.1 LED显示器的结构原理 (16)3.4.2 LED显示接口 (18)3.5可编程键盘/显示控制器ZLG7290电路工作原理 (19)3.5.1 ZLG7290概述 (19)3.5.2管脚、引线与功能 (21)3.5.3 ZLG7290键盘、显示接口电路设计 (24)3.6脉冲分配 (26)第四章步进电机控制系统软件部分 (30)4.1定时器中断服务 (30)4.1.1定时器初值 (30)4.1.2定时器中断服务子程序 (31)4.2 速度控制 (31)第五章总结 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录 (38)第一章绪论本章将简要介绍步进电机的发展过程、步进电机在日常生活中的广泛应用、步进电机作为数字控制电动机的主要特点以及本次研究的主要内容和论文安排。

无刷直流电动机控制系统设计方案摘要无刷直流电动机是在有刷直流电动机的基础上发展起来的。

现阶段，虽然各种交流电动机和直流电动机在传动应用中占主导地位，但无刷直流电动机正受到普遍的关注。

自20世纪90年代以来，随着人们生活水平的提高和现代化生产、办公自动化的发展，家用电器、工业机器人等设备都越来越趋向于高效率化、小型化及高智能化，作为执行元件的重要组成部分,电机必须具有精度高、速度快、效率高等特点,无刷直流电机的应用也因此而迅速增长。

本设计是把无刷直流电动机作为电动自行车控制系统的驱动电机,以PIC16F72单片机为控制电路，单片机采集比较电平及电机霍尔反馈信号，通过软件编程控制无刷直流电动机。

关键词无刷直流电动机单片机霍尔位置传感器AbstractBrushless DC motor in a brush DC motor developed on the basis of. At this stage, although exchanges of all kinds of DC motors and motor drive in the application of the dominant, but brushless DC motor is under common concern。

Since the 1990s，as people's living standards improve and modernize production, the development of office automation, household appliances， industrial robots and other equipment are increasingly tend to be high efficiency，small size and high intelligence, as the implementation of components An important component of the motor must have a high accuracy, speed, high efficiency, brushless DC motor and therefore the application is also growing rapidly.This design is the brushless DC motor as the electric bicycle motor—driven control system, PIC16F72 microcontroller for control circuit, SCM collection and comparison—level electrical signal Hall feedback， software programming through brushless DC motor control . Key words bldcm the single chip processor hall position sensor 摘要 (I)Abstract (II)第1章概述 (1)1。

引言国内控制器的研究起步较晚，运动控制技术为一门多学科交叉的技术，是一个以自动控制理论和现代控制理论为基础，包括许多不同学科的技术领域。

如电机技术、电力电子技术、微电子技术、传感器技术、控制理论和微计算机技术等，运动控制技术是这些技术的有机结合体。

总体上来说，国内研究取得很大的进步，但无论从控制器还是从控制软件上来看，与国外相比还是具有一定差距。

传统上由纯电路设计的步进电机控制和驱动电路一般较复杂，成本又高，而且一旦成型就难于修改，可移植性差，难以适应一些智能化要求较高的场合。

单片机的普及与应用，为步进电机的应用开辟了广阔的前景，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，将会避免复杂电路的设设计，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。

本文主要介绍了步进电机的基本原理及AT89C51单片机的性能特点。

设计主要研究了一种基于AT89C51单片机和ULN2003驱动芯片的步进电机控制及驱动电路系统。

该系统可分为：控制模块、驱动模块、显示模块、人机交互模块四大部分。

其中采用AT89C51单片机作为控制模块的核心，利用单片机编程实现了对步进电机启动停止、正转反转、加速减速等功能的基本控制。

驱动模块由芯片ULN2003A驱动步进电机工作；显示部分由七段LED共阴数码管组成；人机互换部分由相应的按键实现相应的功能。

通过实际测试表明本设计系统的性能优于传统步进电机控制器，具有结构简单、可靠性高、实用性强、人机接口简单方便、性价比高等特点。

目录1设计原理及方案 (3)1.1 设计原理 (3)1.2 设计方案 (3)1.2.1 方案一 (4)1.2.2 方案二 (5)1.2.3 方案比较及选择 (6)2 设计实现 (7)2.1 主要元器件介绍 (7)2.1.1 四相六线步进电机的介绍 (7)2.1.2 AT89C51单片机芯片介绍 (9)2.1.3 ULN2003芯片介绍 (10)2.1.4 LED七段数码管介绍 (10)2.2 步进电机控制及驱动系统电路设计实现 (11)2.2.1 硬件设计 (11)2.2.2 软件设计 (14)3 电路调试 (15)3.1 软件的仿真 (15)3.2 硬件电路的调试 (16)4 数据分析及总结 (17)4.1 测试数据及说明 (17)4.2 总结 (18)参考文献 (19)附录 (20)1设计原理及方案1.1 设计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。