基于单片机的步进电机性能测试系统的设计

基于单片机的步进电机性能测试系统的设计(任务书,开题报告,外文翻译,论文16000字)
摘  要
步进电机是一种数字机电元件，每输入一个电脉冲给它就会使转子移动一个称为步进角的离散角度。它的两个优点：易于精确控制、无累计误差使得步进电机受到了广泛应用与发展。近些年来，随着数字技术的发展，通过单片机来控制步进电机的技术越来越成熟，且事实表明用单片机来控制步进电机的运动比传统的方法更加快速准确。本文首先对步进电机的分类、结构特点、工作原理以及性能指标等方面做了简要的描述，然后介绍了步进电机的驱动器种类以及电路原理，进而阐述了基于单片机的整体设计方案，将整体方案分为模块化进一步研究，主要研究了在单片机控制的基础下，如何测量得出步进电机的转速转矩等各项参数，并将其显示在显示屏上。在工程中若要使用步进电机，那么通过此设计方案可以在使用前测出步进电机的最大转速以及最大转矩等参数，从而我们就可以得出该步进电机是否在工程中适用，以防止出现安装步进电机至实际工程后却无法使用的情况出现。

关键词：步进电机；单片机；最大转速；最大转矩
 
Abstract
A stepper motor is a digital electromechanical component that is energized every time an electrical pulse is applied to cause the rotor to move a discrete angle called a step angle. Its two advantages: easy to accurately control, no cumulative error makes stepper motors widely used and developed. In recent years, with the development of digital technology, the technology of controlling stepper motors through single-chip microcomputers has become more and more mature, and the facts show that the use of single-chip microcomputers to control the motion of stepper motors is faster and more accurate than traditional methods. This paper firstly describes the classification, structural characteristics, working principle and performance index of stepping motor, then introduces the type of driver and circuit principle of stepping motor, and then expounds the overall design scheme based on single chip microcomputer. The scheme is divided into modular further research. It mainly studies how to measure the parameters such as the rotational speed torque of the stepping motor and display it on the display screen under the control of the single-chip microcomputer. If a stepping motor is to be used in the project, the design can be used to measure the maximum speed and maximum torque of the stepping motor before use, so that we can determine whether the stepping motor is suitable for engineering. In order to prevent the installation of the stepper motor to the actual project, it can not be used.

Key Words：Stepper motor; Single chip microcomputer; Maximum speed; Maximum torque   
 

目录
第1章 绪论    1
1.1步进电机的发展史    1
1.2电动机控制系统的发展    1
1.3单片机在电动机控制中的应用    1
1.4国内外研究现状    2
1.5研究的意义    2
第2章 步进电机的分类、特点、性能指标以及工作原理    4
2.1 步进电机的分类    4
2.2步进电机的特点    5
2.3步进电机的性能指标    5
2.4步进电机的工作原理    8
第3章 步进电机的驱动    9
3.1单电压驱动    9
3.2 双电压驱动    10
3.2.1双电压法    10
3.2.2高低压法    11
3.3 斩波驱动    12
3.4 细分驱动    13
3.5 集成电路驱动    15
第4章 基于单片机的步进电机性能测试系统设计    16
4.1单片机控制系统的组成    16
4.2性能测试的整体方案设计    16
4.3步进电机转速的测量方案    17
4.3.1光电传感器的工作原理    17
4.3.2光电传感器的使用方法    18
4.3.3测量速度的设计方案    18
4.4步进电机转矩的测量方案    18
4.4.1力矩传感器的工作原理    18
4.4.2力矩传感器的选型分析    19
4.4.3测量转矩的设计方案    20
4.5系统硬件之间的连接    20
4.6系统硬件仿真    21
4.6.1键盘电路    22
4.6.2显示电路    22
4.6.3驱动电路    23
4.6.4脉冲发生器代替光电传感器的模拟单元    23
第5章 总结与展望    24
参考文献    25
致  谢    26