毕业设计（论文）任务书摘要步进电机作为执行机构，是机电一体化的关键产品之一。
步进电机突出的优点是它可以在宽广的频率范围内，通过改变脉冲频率来实现调速，快速起停、正反转控制等，并且由其组成的开环系统既简单、廉价，又非常可靠，广泛地应用在各种计算机控制的自动系统中。
随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求和应用量与日俱增。
本文研究了步进电机的工作原理，对步进电机控制系统进行了整体方案的设计、硬件的选择及接线；在学习了LabVIEW的基础上，研究了LabVIEW FPGA模块的编程和应用；对PXI-7833R板卡进行了全面的学习，研究了如何使用LabVIEW对FPGA板卡进行编程；通过LabVIEW完成产生频率可调的脉冲信号和布尔信号的程序，经编译后下载到PXI-7833R板卡，以实现步进电机控制脉冲及方向信号的生成；完成了步进电机控制系统的软件设计，包括前面板设计、连续运转和指定角度运转程序以及步进电机启动和停止过程的加减速程序。
最后，完成了程序的调试，验证该步进电机控制系统设计的可行性。
本文将虚拟仪器与FPGA技术应用于步进电机的速度控制和转动方向控制，对拓宽步进电机的应用领域具有积极的意义。
关键词：步进电机控制；LabVIEW；FPGA ；脉冲发生AbstractAs executive components,stepping motor is one of the key products of mechatronics,widely used in all kinds of automatic control system. Stepping motor’s prominent advantage is that it can realize speed change, fast start and stop, positive and negative control and so on in wide frequency range, by changing the pulse frequency, and the open loop system made up by which is very simple, cheap, and reliableWith the development of microelectronics and computer technology,the demand and apply for step motor is steadily on the increase., so it has extremely extensive application in many fields.This article Studing the work principle of stepping motor, designing the whole project of the step motor control system, the choice of hardware and wiring; based on the study of LabVIEW, studing the programming and application of LabVIEW FPGA module, and designing by using the FPGA module; studing the PXI-7833R target comprehensively and how to programe on the FPGA target through LabVIEW; completing the program of generating the frequency adjustable pulse signal and Boolean signal Through the LabVIEW, downloading to PXI-7833R after compiling so as to realize the stepping motor control pulse and direction signal generation; Completing the software design of the stepping motor control system, including the front panel design, program of continuous operation, operating at designated angle and the stepping motor ’s acceleration and deceleration during start and stop. At last,completing debug to validate that the design of stepping motor control system is feasible.This study is good for virtual instrument to be used in the step motor speed control and rotation direction control mode, broadening the application field of stepping motor.Key words：stepping motor control；LabVIEW；FPGA；impulse generation.目录摘要 (I)Abstract (II)目录.............................................................................................................. I II 第1章绪论. (1)1.1课题研究的意义及现状 (1)1.2论文主要研究内容 (3)第2章步进电机控制系统总体方案设计 (4)2.1步进电机控制系统的方案选择 (4)2.2步进电机控制系统的开发软件选择 (6)第3章步进电机控制系统硬件的设计 (9)3.1概述 (9)3.2硬件的选择 (9)3.3硬件连线 (23)第4章步进电机控制系统软件的设计 (24)4.1软件编程环境的建立 (24)4.2“连续运行”VI的编程 (25)4.3“指定角度运行”VI的编程 (26)4.4主程序的编程 (27)4.5前面板的设计 (32)第5章实验 (34)5.1接线 (34)5.2软件调试 (36)5.3调试过程的总结 (37)结论 (38)参考文献 (39)致谢 (41)附件1 (42)附件2 (51)第1章绪论1.1 课题研究的意义及现状近年来硬盘制造业高速发展，大容量、小体积、高读取速度的硬盘，是硬盘市场的发展趋势。
基于STM32的步进电机控制器设计熊远生;刘春元;蔡伟忠【摘要】为实现对多台步进电机的控制,开发了基于STM32的步进电机控制器,在硬件设计的基础上,将FreeModbus移植到STM32上,在eMBRegHoldingCB函数中实现了输出脉冲频率、输出脉冲个数、输出脉冲方向和输出脉冲终止信息的可设置和可查询,实验结果表明,所设计的步进电机控制器是可行的.【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2019(041)005【总页数】4页(P39-41,105)【关键词】STM32;步进电机;FreeModbus【作者】熊远生;刘春元;蔡伟忠【作者单位】嘉兴学院机电工程学院,嘉兴314001;嘉兴学院机电工程学院,嘉兴314001;嘉兴学院机电工程学院,嘉兴314001【正文语种】中文【中图分类】TM383.60 引言步进电机转动的角度和输入驱动脉冲的个数成正比，其转动速率可以通过驱动脉冲的频率来控制，有较高的定位精度，无位置累积误差及特有的开环运行机制，与闭环控制系统相比，可减少系统成本，并提高了可靠性，具有较高的控制精度；因此，在精度要求不高的运动控制系统中，在工业领域得到了大量应用[1,2]。
为进一步提高控制精度，在实际应用中广泛应用步进电机细分驱动器，细分驱动器一般提供三个输入接口信号，ENA信号为脱机信号（低电平有效），当此输入控制端为低时，电机励磁电流被关断，电机处于脱机自由状态，此信号在大多数应用时一般悬空，DIR信号方向电平信号输入端，高低电平控制电机正/反转，PUL步进脉冲信号输入，每个信号提供两个输入端，内部用光耦实现隔离。
在工业控制中，有很多应用场合需要在上位机控制多个步进电机同时工作，如在水位传感器的初始螺栓位置调整中，为提高工作效率，希望10个步进电机在上位机控制下带动10个传感器同时进行位置调整。
但是上位机一般不能直接连接细分驱动器，通常采用PLC的普通输出端口连接细分驱动器的DIR信号，PLC的脉冲输出端口连接细分驱动器的PUL信号，PLC与上位机之间通过RS485连接。
开题报告电气工程及其自动化步进电机控制系统的设计一、课题研究意义及现状步进电机又称为阶跃电动机或脉冲电动机，它是基于最基本的电磁感应作用，是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构，由于其具有的显著特点，使得它在电机的大家族中扮演着很重要的角色。
步进电机的原始模型起源于1830年至1860年，我国步进电机的研究及发展开始于上世纪50年代后期，最初主要是国家资助的高等院校和科研机构为研究一些装置开发的少量产品。
70年代开始大量生产和应用步进电机，至今，由于对步进电机精确模型做了大量研究工作，各种混合式步进电机及驱动器作为产品被广泛生产和应用。
现应用于工业自动控制、组合机床、数控机床、机器人、计算机外围设备、大型望远镜、卫星天线定位系统等等。
随着科技的发展、技术的进步和电子技术的更新，步进电机的应用领域变得更加的宽广，这样也对步进电机的运行性能提出了更加苛刻的要求。
虽然步进电机是一种数控元件，易于同数字电路接口。
但是，一般数字电路的信号远远不足以驱动步进电机，必须有一个与之匹配的驱动电路来驱动步进电机，步进电机和步进电机驱动电路两者组成步进电机系统。
随着电力电子技术、自动化控制技术以及计算机技术的发展，开始大量使用单片机、FPGA、CPLD、PLC等对步进电机进行控制和驱动，结果是缩短了驱动器的研发周期，明显提高了整机的性能和稳定性。
PSoC可编程片上系统比标准的固定功能的微控制器有明显的优势，采用一个微控制器，一个PSoC器件最多可集成100种外设功能，PSoC系统集成有MCU、FLASH及可编程模拟和数字模块，与上面提到的方案相比通过PSoC单片机控制步进电机，可以实现低成本，小体积，单芯片，高效率的开发，甚至可以在开发最后一刻根据突发状况而改变方案。
二、课题研究的主要内容和预期目标该课题主要分一下内容进行设计：（1）了解和研究步进电机的结构及其工作原理；（2）研究实现常用步进电机控制的方案。
（3）Cypress Designer5.0的学习和软件的操作使用（4）分析基于PSoC的步进电机控制的解决方案，确定系统设计中需要用到CY8C29466的内部结构、通用I/O数目、所需Flash及SRAM空间大小等参数；（5）系统的整体硬件结构设计，包括芯片规划和外围电路设计；（6）设计步进电机驱动模块电路、速度显示模块电路，并绘制原理图，制作PCB板；（7）应用C语言编写系统应用程序，进行硬件电路的调试。
第一章概述1. 1机械手的发展历史人类在改造自然的历史进程中，随着对材料、能源和信息这三者的认识和用，不断创造各种工具（机器），满足并推动生产力的发展。
工业社会向信息社会发展，生产的自动化，应变性要求越来越高，原有机器系统就显得庞杂而不灵活，这时人们就仿造自身的集体和功能，把控制机、动力机、传动机、工作机综合集中成一体，创造了“集成化”的机器系统——机器人。
从而引起了生产系统的巨大变革，成为“人——机器人——劳动对象”，或者“人——机器人——动力机——工作机——劳动对象”。
机器人技术从诞生到现在，虽然只有短短三十几年的历史，但是它却显示了旺盛的生命力。
近年来，世界上对于发展机器人的呼声更是有增无减，发达国家竞相争先，发展中国家急起直追。
许多先进技术国家已先后把发展机器人技术列入国家计划，进行大力研究。
我国的机器人学的研究也已经起步，并把“机器人开发研究”和柔性制造技术系统和设备开发研究等与机器人技术有关的研究课题列入国家“七五”、“八五”科技发展计划以及“八六三”高科技发展计划。
工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已经成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。
这种新技术发展很快，逐渐形成一门新兴的学科——机械手工程。
1. 2机械手的发展意义机械手的迅速发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分地代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配。
从而大大地改善工人的劳动条件，显著地提高劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
因而，受到各先进工业国家的重视，投入大量的人力物力加以研究和应用。
近年来随着工业自动化的发展机械手逐渐成为一门新兴的学科，并得到了较快的发展。
机械手广泛地应用于锻压、冲压、锻造、焊接、装配、机加、喷漆、热处理等各个行业。
特别是在笨重、高温、有毒、危险、放射性、多粉尘等恶劣的劳动环境中，机械手由于其显著的优点而受到特别重视。
