邮电与信息工程学院毕业设计(论文)开题报告
学生姓名：李XX 学号：********** 专业：机械设计制造及其自动化
设计(论文)题目：基于单片机的步进电机
控制系统的设计
指导教师: 章XX
2012 年 3 月 1 日
1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述
文献综述
一．步进电机控制系统研究背景
步进电机是数字控制系统中的一种执行元件，其功能是将脉冲电信号变换为相应的角位移或直线位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，步进电机区别于其他控制电机的最大特点是，它是通过输入脉冲信号来进行控制的，即电机的总转动角度由输入脉冲数决定，而电机的转速由脉冲信号频率决定。

因此非常适合单片机控制。

步进电机作为控制执行元件，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和精密机械等领域。

例如，在仪器仪表，机床设备以及计算机的外围设备中（如打印机和绘图仪等），凡需要对转角进行精确控制的情况下，使用步进电机最为理想。

随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。

以前的步进电机控制系统采用分立元件的控制回路，或者集成电路，不仅调试安装复杂，要消耗大量元器件，而且一旦定型之后，要改变控制方案就一定要重新设计电路，不利于系统的改进升级。

基于微型单片机的控制系统则通过软件来控制步进电机，能够更好地发挥步进电机的潜力。

因此，用微型单片机控制步进电机己经成为了一种必然的趋势，也符合数字化的时代发展要求。

二．国内外研究步进电机控制系统概况
我国数控机械和普通机床的微机改造中大多数均采用开环步进电机控制系统，为了适应一些领域中高精度定位和运行平稳性的要求，我国改革开放初期研究步进电机细分驱动技术，细分驱动是指在每次脉冲切换时，不是将绕组的全部电流通入或切除，而是只改变相应绕组中电流的一部分，电动机的合成磁势也只旋转步距角的一部分。

细分包括振荡器、环行分配器控制的细分驱动。

另外还有基于单片机斩波恒流驱动、基于单片机的直流电压驱动三种常见驱动方式，除上述三种步进电机的驱动方案之外，目前报道的驱动方案还有根据汇编语言或C语言进行软件开发，通过串行或并行通行的方式实现
2．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）
一．本课题要解决的问题
1、通过键盘可设定步进电机转速；
2、通过“启动/暂停”键控制电机启停；
3、通过“正向”和“反向”按键改变电机的转向；
4、通过位置检测光耦和光码盘控制步进电机某一位置停转。

二．本课题拟采用的研究手段（途径）
1、设计手段（途径）
1、收集、整理相关本毕业设计的资料，熟练掌握单片机以及本设计相关的各类芯片的引脚、电器元件的功能，做出设计方案，对各种方案进行比较，选出最优方案，做好设计准备。

2、利用protel dxp2004绘制各模块电路图以及系统整体电路图，理解电路原理，掌握工作过程。

3、编写本设计的C语言程序，并用模拟软件进行仿真运行，遇到问题时反复修改直到调试出最终的正确结果。

2、设计思路
系统电路由电源电路、复位电路、位置检测电路、晶振、步进电机、按键电路、驱动电路、单片机、显示电路等组成。

由AT89C51单片机送出时钟脉冲和方向电平到环形分配器PPM8713，PPM8713是专用的步进电机的步进脉冲产生芯片,它适用于三相和四相步进电机。

环形分配器输出三相脉冲信号经一级光电隔离器与步进电机工作强电隔离，提高了系统抗干扰能力。

使用功率放大器来提供步进电机的工作电流,将光电隔离器传送的弱电信号变为强电信号送往步进电机，步进电机能够正常运行。

用按键设定步进电机的启停、转速、转向,改变转速、转向都可以在动态运行中进行，转速数值及转向都在LED数码管中动态显示。

单片机利用外部中断来检测光耦中断口和键盘/显示器接口芯片8279中断口。

系统框图如下。

指导教师意见：
1．对“文献综述”的评语：
2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：
指导教师：
年月日所在专业审查意见：
负责人：
年月日。