信息与通信工程毕业设计中期报告.docx

毕业设计中期报告学生姓名学号学院系信息与通信工程学院专业论文题目单片机步进电机控制器的设计指导教师年月日毕业设计中期报告学校中北大学专业学生姓名班级学号论文题目单片机步进电机控制器的设计本人在该设计中具体应完成的工作查阅有关资料了解课题设计的背景现实应用现实意义以及设计概况搜索相关论文参考设计思路以及结合本设计拟定设计思路仔细分析各模块电路根据设计要求设计各个模块电路并根据要求选择芯片查询各个芯片的功能及其参数性能在设计各个电路模块的同时用C语言编写程序下载到单片机中控制模块电路工作从而实现步进电机控制器的要求软件设计和硬件设计应完全实现设计的功能同时要查找漏洞不断修正简述毕业设计开始以来所做的具体工作和取得的进展要详细内容1查阅资料了解课题背景课题的目的和研究意义毕业设计以来通过查阅大量相关资料理解步进电机控制器的研究背景先后通过网络书籍查阅论文在阅读大量的资料后对步进电机有了近一步的认识深刻的了解了它的研究目的和研究意义同时为撰写开题报告积累了宝贵的素材资料为后期的电路模块设计奠定了坚实的基础我了解到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当电流流过定子绕组时定子绕组产生一矢量磁场该矢量场会带动转子旋转一角度使得转子的一对磁极磁场方向与定子的磁场方向一致定子绕组矢量磁场每旋转一个角度转子也随着该磁场旋转一个角度因此控制电机转子旋转实际上就是以一定的规律控制定子绕组的电流来产生旋转的磁场撰写开题报告根据功能要求设计个模块电路并明确各电路模块实现的具体功能上网查阅相关的器件和芯片了解他们的用法要实现的功能如采集速度所用的对射式光电传感用来驱动电路的电机驱动芯片L298N首先了解他们的功能以后才能近一步去设计电路其次步进电机主要是为了通过控制脉冲频率来实现调速快速起停正反转以及制动就如何实现这些功能查阅了相关的资料并结合自己的分析设计各个模块a步进电机的转向控制如果给定的工作方式按正序换向通电步进电机正转如果按反序换向通电步进电机反转给定的步进电机是三相流拍正转为AABBBCCCAA那么反转即为AACCCBBBAAb步进电机的速度控制给步进电机发一个控制脉冲它就转一步再发一个脉冲他就再转一步因此控制所发脉冲的频率频率低它的速度就慢频率高它的速度也快c步进电机的起停控制步进电机由于电气特性运转时会有步进感即振动感为了使电机转动平滑减小振动可在步进电机的控制脉冲的上升沿和下降沿采用细分的梯形波可以减小步进电机的步进角提高电机运行的平稳性在步进电机停转时为了防止因惯性使电机轴产生顺滑则采用合适的锁定波形产生锁定磁力距锁定步进电机的转轴使步进电机的转轴不能自由转动d步进电机的加减速控制在步进电机控制系统中通过实验发现如果信号变化太快步进电机由于惯性跟不上电信号的变化这时就会产生堵转和丢步现象所以步进电机在启动时必须有加速过程在停止时必须有减速过程理想的加速曲线一般为指数曲线步进电机整个减速过程的频率变化规律是整个加速过程频率变化规律的逆过程选定的曲线比较符合步进电机加减速过程的运行规律能充分利用步进电机的有效转矩快速响应性好缩短加减速的时间并可防止失步和过冲现象硬件组成步进电机的控制系统主要由单片机AT89C51电机驱动芯片L298N44的键盘用液晶显示器电源和时钟电路等几个单元组成借助于AT89C51中内置的看门狗可使系统在失控时恢复正常运行整个系统外围元件少具有结构简单成本低廉可靠性高使用方便通用性强等特点在实际应用中也可采用大功率的管子来代替L298N对步进电机进行驱动成本比较低缺点是管子的特性有一定差异对驱动效果有一定的影响目前存在问题下一步的主要研究任务具体设想与安排要详细内容存在的问题1把各个电路模块的细节完善尤其是细节地方和不完全懂的地方弄懂并试着自己去设计电路和编写程序2各个模块的设计以及如何把各个模块整合起来实现步进电机控制器的核心环节查询相关书籍继续巩固单片机和C语言程序的学习在设计的过程中在这方面还是有很大的难度3在软件设计和硬件设计两个方面很多的小细节没有弄懂在设计的时候相关的参数怎么设定下一步要研究的任务近期先翻译英文文献在十天之内把英文文献翻译出来在接下来开始步进电机控制器的硬件设计和软件设计把不懂的环节通过查阅资料和请教老师同学争取弄清楚4设计的过程中先实现各个模块的功能然后再实现整体的功能重点和难点是软件设计5在硬件设计中确定相关模块的参数指导教师对该学生前期研究工作的评价是否同意继续研究工作指导教师亲笔签字年月日备注1本表由学生填写指导教师亲笔签署意见2以上各项句间距可以根据实际内容需要调整