**開題報告
2006級物理與電子資訊學院電子資訊工程班
學號：姓名：
基於微控制器的步進電機執行控制系統設計
一、 研究的課題和選題意義
1、 研究的課題：基於微控制器的步進電機執行控制系統設計
2、 理論意義：步進電機是一種將電脈衝訊號轉換成直線位移或角位移的控制微電機,其機械角位移和轉速分別與輸入電機繞組的脈衝個數和脈衝頻率成比例.通過改變電脈衝頻率,可在大範圍內進行調速.
同時,該電機還能快速起動、制動、反轉和自鎖.此外,步進電機易於實現與計算機或其他數字元件介面,適用於數字控制系統.步進電機只需採用最簡單的開環控制就可取得非常高的控制精度，且這種系統不需要反饋訊號，系統硬體實施比較簡單。
3、 現實意義：採用低價的微控制器控制系統, 可直接對步進電機進行控制，省去了昂貴的專用步進電機控制器，簡化了硬體線路，降低了成本，提高了系統的可靠性。
二、**綜述：
1、 理論的淵源及演進過程：步進電機最早是在2023年由英國人所開發。2023年後期電晶體的發明也逐漸應用在步進電機上，這對於數位化的控制變得更為容易。
以後經過不斷改良，使得今日步進電機已廣泛運用在需要高定位精度、高分解效能、高響應性、信賴性等靈活控制性高的機械系統中。在生產過程中要求自動化、省人力、效率高的機器中，我們很容易發現步進電機的蹤跡，尤其以重視速度、位置控制、需要精確操作各項指令動作的靈活控制性場合步進電機用得最多。步進電機作為執行元件，是機電一體化的關鍵產品之一, 廣泛應用在各種自動化控制系統中。
隨著微電子和計算機技術的發展 ，步進電機的需求量與日俱增，在各個國民經濟領域都有應用。
2、 本人對以上綜述的評價：通過理論知識的學習，查閱相關資料，學會元器件選擇，通過實際動手安裝與除錯有關控制電路等過程，掌握電子線路設計的很多方法。應用電子技術實現步進電機的控制功能得到廣泛應用，可以起到鞏固所學知識，加強綜合能力，培養電路設計能力，提高實驗技術，啟發創新思想的效果。
三、**的理論依據：結合《數位電路技術》、《電子技術基礎課程設計》、《模擬電子技術基礎》、《微控制器》等有關知識進行設計。
**的研究方法：按照設計要求及相關器件的原理進行研究和修改。
**的研究內容：步進電機是一種將電脈衝訊號轉換成直線位移或角位移的控制微電機,其機械角位移和轉速分別與輸入電機繞組的脈衝個數和脈衝頻率成比例.通過改變電脈衝頻率,可在大範圍內進行調速.
同時,該電機還能快速起動、制動、反轉和自鎖.
四、研究條件和可能存在的問題:
1、 研究條件：與步進電機控制系統有關的參考書籍和網路資源。
2、 可能存在的問題：電路設計可能存在偏差，實際結果不是足夠精確。
五、預期的結果
at89c51將控制脈衝從p0.1口輸出，送入l297，l297產生單四拍的驅動訊號，經l298放大後，驅動步進電機的各相繞組，使步進電機隨著不同的脈衝訊號分別作正轉、反轉、加速、減速和停止等動作，並在液晶顯示屏上顯示相應的執行狀態。
六、**提綱
（一）前言
步進電機控制電路主要完成幾個方面的設計要求，因此可考慮採用不同的器件實現目的來達成設計要求：
本設計採用微控制器實現對步進電機的手動控制。由微控制器產生的脈衝訊號經過l297進行脈衝分配後分解出對應的脈衝，分解出的脈衝經l298功率放大後驅動步進電機的轉動。轉速的調節和狀態的改變由按鍵進行選擇。
通過鍵盤掃瞄把選擇的資訊反饋給微控制器，微控制器根據反饋資訊做出相應的判斷並改變輸出脈衝的頻率或轉動狀態訊號。
（二）提綱
根據設計要求可將設計分成兩部分來實現：
1、驅動系統電路設計：驅動系統電路原理：at89c51將控制脈衝從p0.
1引腳輸出，l297在微控制器提供的時鐘脈衝下，產生穩定頻率的四拍驅動訊號，訊號經l298放大後，驅動步進電機的各相繞組，實現電機的執行。通過中斷延時程式改變微控制器輸出的脈衝，步進電機隨著不同的脈衝訊號分別作正轉、反轉、加速、減速和停止等動作。
2、軟體設計：
採用中斷方式：p0.1為步進脈衝輸入端，受中斷p3.2和p3.3控制，p3.4和p3.5為正反轉脈衝輸入端。
（三）結論：微控制器控制步進電機運動系統可劃分為兩個部分來分別實現，通過軟硬體電路的合理設計，可達到設計要求。
七、**寫作進度安排
2009.12.3-2009.12.20 收集資料並寫開題報告
2009.12.21-2010.3.15 撰寫修改**
2010.3.11-2010.4.30 製作電子成品
八、參考文獻
【1】閻石數字電子電路北京：**廣播電視大學出版社 1992
【2】實用電子電路手冊北京：高等教育出版社 1992
【3】吳瓊水,曾立波,雷俊鋒.max7000s在步進電機微機控制系統中的應用[j].電子技術.no.12, 2001.47-48
【4】高軍禮, 盧卓權. 步進電機一體化控制系統的設計[j]. 微計算機資訊, 2007, 4-1: 69-70
【5】童詩白模擬電子技術基礎北京：高等教育出版社 1982
九、導師評語
微控制器溫度控制系統設計
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