步进电机调速

一、变极对数调速方法这种调速方法是用改变定子绕组的接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的，特点如下： 1、具有较硬的机械特性，稳定性良好； 2、无转差损耗，效率高； 3、接线简单、控制方便、价格低； 4、有级调速，级差较大，不能获得平滑调速； 5、可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。

本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。

二、变频调速方法变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。

变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流－直流－交流变频器和交流－交流变频器两大类，目前国内大都使用交－直－交变频器。

其特点： 1、效率高，调速过程中没有附加损耗； 2、应用范围广，可用于笼型异步电动机； 3、调速范围大，特性硬，精度高； 4、技术复杂，造价高，维护检修困难。

5、本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。

三、串级调速方法串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差，达到调速的目的。

大部分转差功率被串入的附加电势所吸收，再利用产生附加的装置，把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。

根据转差功率吸收利用方式，串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式，多采用晶闸管串级调速，其特点为： 1、可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上，效率较高； 2、装置容量与调速范围成正比，投资省，适用于调速范围在额定转速70％－90％的生产机械上； 3、调速装置故障时可以切换至全速运行，避免停产； 4、晶闸管串级调速功率因数偏低，谐波影响较大。

5、本方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。

四、绕线式电动机转子串电阻调速方法绕线式异步电动机转子串入附加电阻，使电动机的转差率加大，电动机在较低的转速下运行。

串入的电阻越大，电动机的转速越低。

步进电机调速实验报告步进电机调速实验报告引言：步进电机是一种常见的电机类型，具有精准定位、高可靠性和简单控制等优点，广泛应用于机械自动化领域。

本实验旨在通过调整步进电机的驱动信号频率，探究步进电机的调速性能。

实验目的：1. 了解步进电机的工作原理和调速控制方法；2. 掌握步进电机调速实验的基本操作；3. 分析步进电机调速性能，并探讨其影响因素。

实验装置：1. 步进电机驱动器：用于控制步进电机的转速和方向；2. 步进电机：作为实验的被测对象；3. 信号发生器：用于产生步进电机的驱动信号。

实验步骤：1. 搭建实验装置：将步进电机与驱动器连接，连接信号发生器与驱动器；2. 设置实验参数：根据实验要求，设置信号发生器的频率范围和步进电机的分辨率；3. 开始实验：逐步增加信号发生器的频率，观察步进电机的转速变化；4. 记录数据：记录不同频率下步进电机的转速，并绘制转速-频率曲线；5. 分析结果：根据实验数据，分析步进电机的调速性能，并探讨其影响因素。

实验结果：根据实验数据，绘制了步进电机的转速-频率曲线。

曲线呈现出一定的线性关系，即随着频率的增加，步进电机的转速也相应增加。

然而，在一定频率范围内，转速的增加逐渐趋于平缓，表明步进电机存在一定的最大转速限制。

此外，实验中还观察到步进电机在低频率下容易发生失步现象，即无法按照预定的步进角度运动。

讨论与分析：步进电机的调速性能受多种因素影响，其中包括步进电机的类型、驱动器的性能、负载情况等。

在本实验中，步进电机的转速受到信号发生器频率的限制，过高或过低的频率都会导致转速的下降。

此外，步进电机的失步现象可能是由于驱动器输出信号不稳定或负载过大造成的。

结论：通过本实验，我们了解了步进电机的工作原理和调速控制方法，并掌握了步进电机调速实验的基本操作。

实验结果显示，步进电机的转速与驱动信号频率呈线性关系，但存在一定的最大转速限制。

此外，步进电机在低频率下容易发生失步现象。

步进电机的调速原理
调速原理是指控制步进电机转速的方法。

常见的调速原理有以下几种：
1. 定常电流控制：通过控制步进电机的驱动电流大小来实现调速。

电机转速与驱动电流成正比关系，增大电流可以提高转速，减小电流可以降低转速。

2. 单微步调速：通过改变步进电机的微步数来实现调速。

步进电机分为全步和微步两种工作模式，全步每转一周，电机转动一个完整的步距角，而微步则是将步距角进一步细分。

通常通过控制电机可执行的微步数，来调控电机的转速。

3. 物理机械调速：通过改变步进电机的负载来实现调速。

例如，在电机轴上增加负载可以降低转速，减小负载则可以提高转速。

4. 闭环调速：通过反馈系统来实现闭环控制，实时调整电机驱动信号以达到预定转速。

常见的闭环调速方法有位置反馈和速度反馈。

位置反馈通常使用编码器等装置来实时监测电机转动角度，根据误差信号调整驱动信号；速度反馈则是通过速度传感器实时监测电机转速，并根据误差信号进行调整。

这些调速原理可以根据实际需求进行选择和组合，以实现步进电机的精确调速。

51系列单片机控制步进电机调速实验实验目的及要求：1、熟悉步进电机的工作原理2、熟悉51系列单片机的工作原理及调试方法3、设计基于51系列单片机控制的步进电机调速原理图(要求实现电机的速度反馈测量，测量方式：数字测量)4、实现51系列单片机对步进电机的速度控制(步进电机由实验中心提供，具体型号42BYG )由按钮控制步进电机的启动与停止；实现加速、匀速、和减速控制。

速度设定由键盘设定，步进电机的反馈速度由LED数码管显示。

实验原理：步进电机控制原理一般电动机都是连续旋转，而步进电动却是一步一步转动的，故叫步进电动机。

步进电机是数字控制电机，它将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，因此非常适合于单片机控制。

步进电机可分为反应式步进电机（简称VR）、永磁式步进电机（简称PM）和混合式步进电机（简称HB）。

因此步进电动机是一种把脉冲变为角度位移（或直线位移）的执行元件。

步进电动机的转子为多极分布，定子上嵌有多相星形连接的控制绕组，由专门电源输入电脉冲信号，每输入一个脉冲信号，步进电动机的转子就前进一步。

由于输入的是脉冲信号，输出的角位移是断续的，所以又称为脉冲电动机。

随着数字控制系统的发展，步进电动机的应用将逐渐扩大。

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。

步进电机的驱动电路根据控制信号工作，控制信号可以由单片机产生。

电机转子均匀分布着很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。

0、1/3て、2/3て,（相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以て表示），即A与齿1相对齐，B与齿2向右错开1/3て，C与齿3向右错开2/3て，A'与齿5相对齐，（A'就是A，齿5就是齿1）下面是定转子的展开图：(图2所示)图1 是反应式步进电动机结构示意图，它的定子具有均匀分布的六个磁极，磁极上绕有绕组。

课程设计报告设计题目：遥控小车——基于51单片机的步进电机调速系统学院：专业：班级：学号：姓名：电子邮件：时间：成绩：指导教师：华南农业大学理学院应用物理系课程设计（报告）任务书学生姓名指导教师职称学生学号专业电子信息科学与技术题目基于51单片机的步进电机调速系统（遥控小车）任务与要求1. 设计并制作电路，利用单片计控制步进电机运转。

2. 通过键盘可以不间断地设定改变电机的转速、转向。

3. 利用显示器实时显示转速等参数。

4. 扩展功能：可设定转动步数。

开始日期2014 年3 月完成日期2014 年3 月1引言步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。

目前，步进机已经广泛应用于领域，例如工业生产中的机械臂的控制，照明装置和监控摄像机转动等。

步进机在装置转动、精确位移方面有很重大的作用。

本系统是基于STC89C51 单片机的遥控小车。

采用STC89C51单片机作为控制核心，通过ULN2003A驱动步进机（28BYJ-48）转动，由按键和显示屏1602组成人机交互模块，同时通过315M无线发射和接收模块向单片机输入控制信号，将整个系统固定于简易小车上，最终实现小车测试和远程遥控功能。

基本达到预定的设计要求以及功能的扩展。

2系统的设计与理论分析2.1系统总体设计2.2理论分析本设计分为两种工作模式：测试模式、遥控模式。

在电路板上有一个带锁的开关进行设置。

测试模式工作时，通过控制小车上的按键进行加速、减速、反转、设置、步数增、步数减等按键，单片机扫描按键，通过软件控制液晶模块显示对应的转速、设置的速度和步数，同时控制步进机模块进行相应的转动。

步进机的是由ULN2003A达林顿管驱动，由单片机控制输入脉冲的频率来控制步进机的转速，单片机是通过程序查表对4个I/O口输出脉冲，本次设计采用的是两相四线减速步进机，步进角为5.625°，减速比为64:1，程序采用的是8拍查表，具有较好的扭矩。

遥控模式工作时，遥控部分五个按键分别输入前、后、左、右、暂停，单片机扫描按键，通过无线发射模块发射串行编码，小车的无线接收模块接收对应的编码，送至单片机进行解码，从而控制液晶模块的显示和步进机模块的工作，进而完成功能。

步进电机调速原理
步进电机是一种特殊的直线或旋转电机，具有可以控制位置和速
度的优点。

调速是步进电机的主要应用之一，它可以通过改变电流的
频率或者改变电源电压来实现调速。

步进电机调速原理主要有以下几种：
一、微步控制调速原理
微步控制是一种在控制电流中引入微小的时间对称脉冲，以实现
对步进电机转速的调节。

微步控制可以分为全步、半步、四分之一步、八分之一步等多种不同步数的控制方式，是一种高精度、低噪音、低
振动的调速方式。

二、调整电源电压原理
步进电机的转速与电源电压成正比，因此调节电源电压可以实现
调速。

调节电源电压时需要注意：调节电源电压过高会使步进电机发热，短时间内甚至会烧坏电机；过低电压会影响电机的动力性能和工
作效率。

三、控制脉冲频率原理
步进电机的转速与控制脉冲的频率成反比，因此调整控制脉冲的
频率可以实现调速。

这种调速方式需要合理地选择驱动器的细分，以
提高脉冲频率的精度和稳定性，从而实现平稳的调速效果。

四、增强电流控制原理
增强电流控制是一种通过增加电机的驱动电流来提高电机输出功
率和动力性能的控制方式。

在这种调速方式下，电机的驱动电流可以
随着转动速度的变化而逐渐增加，从而实现高速、高扭矩的调速效果。

综上所述，步进电机调速原理主要包括微步控制、调整电源电压、控制脉冲频率和增强电流控制等多种方式。

在实际应用中，我们可以
根据不同的需求和实际情况选择最合适的调速方式来实现调速效果。

肇庆学院光机电一体化综合性实验实验报告学院：电子信息与机电工程学院课程：微型计算机控制技术级糸班别：13级电气2班姓名：梁智健学号：201324122202指导老师：陈显明实验地点：后山金工楼3楼电工实验室实验日期: 2015年12月7日________________________________________ 实验一步进电机调速实验一、实验目的掌握步进电机的控制方法二、实验设备TDN86/88＋教学实验系统一台三、实验原理及接线步进电机工作原理步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。

在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。

这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点，使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。

步进电机驱动原理是通过对每相线圈中的电流的顺序切换来使电机作步进式旋转。

驱动电路由脉冲信号来控制，所以调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速。

1、本实验使及35BY146型四项八拍电机，电压为DC12V，其励磁线圈及励磁顺序如下图：实验线路8255B口输出电平在各步中的情况如下：2.实验程序及流程STACK SEGMENT STACKDW 256 DUP(?)STACK ENDSDATA SEGMENTTABLE DB 01H,03H,02H,06H,04H,0CH,08,09H ;步进电机对应步值(1-8) DATA ENDS ；即8255 B口输出值CODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATASTART： MOV AX,DATAMOV DS,AXMAIN：MOV AL,90H ；初始化8255 B 口为输出OUT 63H,ALA1：MOV BX,OFFSET TABLEMOV CX,0008H ；步进电机步数为8A2：MOV AL,[BX] ；8255输出OUT 61H,ALCALL DALLY ；调Dally延时程序INC BXLOOP A2JMP A1DALLY： PUSH CXMOV CX,5000H ；在此可改变步间延时值，只需增T1：PUSH AX ；减输入到CX中的值POP AXLOOP T1POP CXRETCODE ENDSEND START四、实验内容及步骤（1）按图接线：（2）输入程序，将宏汇编程序经过汇编，连接后形成.EXE文件装入系统，也可直接从软盘中调用EXP3.EXE文件。

步进电机的调速方法和优点
步进电机的调速方法和优点可以根据具体的应用需求来选择调速方法，以下是常用的步进电机调速方法和其优点：
1. 电流控制法：通过调节步进电机的驱动电流大小来改变步进电机的转速。

优点是控制简单，成本低，适用于对转速精度要求不高的应用。

2. 脉冲频率控制法：通过改变输入给步进电机的脉冲频率来调节转速。

优点是转速可调范围广，转速精度高，适用于对转速要求较高的应用。

3. 引导参考比法：通过与编码器等传感器进行闭环控制，将电机的实际位置反馈给控制器，从而实现转速的精确控制。

优点是转速稳定性高，精度极高，适用于要求极高的精确控制和定位应用。

步进电机的优点包括以下几点：
1. 精度高：步进电机精确的转动位置能够提供精确的定位和控制。

2. 高扭矩：步进电机在不同转速下可以输出较高的扭矩，适用于要求较高的力矩输出的应用。

3. 停止时无震动：步进电机在停止时不会产生震动，保证了控制系统的稳定性。

4. 自启动：步进电机在停止情况下可以自动启动，节省了启动装置的成本和复杂性。

5. 无需编码器：步进电机可以通过开环控制进行位置和速度控制，无需使用编码器等传感器，简化了控制系统的设计和成本。

6. 响应速度快：步进电机可以快速响应控制信号，实现高速的加速和减速，适用于需要快速响应的应用。

《步进电机速度控制专题》姓名:学号：班级：09级机械一班步进电机的速度控制步进电机区别于其他控制用途电机的最大特点是，它可接受数字控制信号（电脉冲信号）并转化成与之相对应的角位移或直线位移，因而本身就是一个完成数字模拟转化的执行元件。

而且它能进行开环位置控制，输入一个脉冲信号就得到一个规定的位置增量。

这样的增量位置控制系统与传统的直流伺服系统相比，其成本明显降低，几乎不必进行系统调整。

因此，步进电机广泛应用于数控机床、机器人、遥控、航天等领域，特别是微型计算机和微电子技术的发展，使步进电机获得更为广泛的应用。

步进电机的速度特性步进电机的转速取决于脉冲频率、转子齿数和拍数。

其角速度与脉冲频率成正比，而且在时间上与脉冲同步。

因而在转子齿数和运行拍数一定的情况下，只要控制脉冲频率即可获得所需速度。

由于步进电机是借助它的同步转矩而启动的，为了不发生失步，启动频率是不高的。

特别是随着功率的增加，转子直径增大，惯量增大，启动频率和最高运行频率可能相差10倍之多。

为了充分发挥电机的快速性能，通常使电机在低于启动频率下启动，然后逐步增加脉冲频率直到所希望的速度，所选择的变化速率要保证电机不发生失步，并尽量缩短启动加速时间。

为了保证电机的定位精度，在停止以前必须使电机从最高速度逐步减小脉冲率降到能够停止的速度（等于或稍大于启动速度）。

因此，步进电机拖动负载高速移动一定距离并精确定位时，一般来说都应包括“启动－加速－高速运行（匀速）－减速－停止”五个阶段，速度特性通常为梯形，如果移动的距离很短则为三角形速度特性示。

步进电机控制系统结构PC机在适当的时刻通过对硬件控制电路上的8253计数器0赋初值，设置好加减速过程的频率变化（即速度、加速度变化），以防止失步。

例如，在点位控制中设置好速度曲线图，在起动和升速时，使步进电机产生足够的转矩驱动负载，跟上规定的速度和加速度；在减速时，下降特性使负载不产生过冲，停止在规定的位置。

摘要步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。

在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。

这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。

使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。

步进电机的调速一般是改变输入步进电机的脉冲的频率来实现步进电机的调速，因为步进电机每给一个脉冲就转动一个固定的角度，这样就可以通过控制步进电机的一个脉冲到下一个脉冲的时间间隔来改变脉冲的频率，延时的长短来具体控制步进角来改变电机的转速，从而实现步进电机的调速。

在本设计方案中采用单片机内部的定时器改变脉冲的频率从而实现对步进电机的转速进行控制，实现电机调速与正反转的功能。

关键词：步进电机，单片机，调速系统AbstractStep-by-step electric motor is the ring opening gating element changing electricity pulse signal into angular displacement or line displacement. Under the situation of must overload, the electric motor rotation rate , discontinuous location depend on pulse signal frequency and pulse number only , make free from being loaded with the effect changing ,but be that being added a pulse signal , the electric motor by electric motor is to have rotated a step spur angle. This gleam of location Step-by-step electric motor speed regulation general be change import step-by-step electric motor pulse frequency come true step-by-step electric motor speed regulation, because of step-by-step electric motor every be given to a pulse right away rotate one fixed angle, such right away not bad pass under the control of step-by-step electric motor a pulse arrive at next pulse period come to change pulse frequency Come to control the speed regulation ,Frequency adopt the internal timer of realizing an electric motor and the function that the positive and negative rotates being in progress to step-by-step electric motor rotation rate thereby.Key Words: Step-by-step electric motor , monolithic machine , speed regulation system目录摘要------------------------------------------------------------------------------------------------------------- I ABSTRACT --------------------------------------------------------------------------------------------------- II 第1章绪论 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 1 1.1步进电机的概述-------------------------------------------------------------------------------------- 11．1．1 步进电机的特点----------------------------------------------------------------------------- 11.1.2 步进电机的工作原理简述-------------------------------------------------------------------- 11.1.3 步进电机的基本参数-------------------------------------------------------------------------- 11.1.4 步进电机调速原理简述----------------------------------------------------------------------- 2 1.2四相八拍步进电机---------------------------------------------------------------------------------- 21.2.1四相步进电机工作原理 ----------------------------------------------------------------------- 21.2.2 八拍得工作方式 -------------------------------------------------------------------------------- 4 1.3单片机概述 -------------------------------------------------------------------------------------------- 41.3.1 单片机原理简述 -------------------------------------------------------------------------------- 41.3.2 8031单片机 ------------------------------------------------------------------------------------- 5 1.4总体方案设计 ----------------------------------------------------------------------------------------- 61.4.1 系统的组成 -------------------------------------------------------------------------------------- 61.4.2 系统的工作原理 -------------------------------------------------------------------------------- 6 第2章硬件设计----------------------------------------------------------------------------------------- 72.1A/D转换器选择-------------------------------------------------------------------------------------- 72.1.1 MC14433A/D转换器简介 ---------------------------------------------------------------------- 72.1.2 MC14433各类引脚的功能--------------------------------------------------------------------- 7 2．2外部程序存储器的扩展 --------------------------------------------------------------------------- 8 2.3片外数据存储器的扩展----------------------------------------------------------------------------- 9 2.4脉冲分配器的选择 --------------------------------------------------------------------------------- 10 2.5键盘与显示选择------------------------------------------------------------------------------------ 12 2.6六反向器的设计------------------------------------------------------------------------------------ 13 2.7逻辑电路---------------------------------------------------------------------------------------------- 142.7.1地址锁存器的设计---------------------------------------------------------------------------- 142.7.2地址译码器的选择---------------------------------------------------------------------------- 142.8报警电路设计 --------------------------------------------------------------------------------------- 15 2.9掉电保护电路设计 --------------------------------------------------------------------------------- 16 2.10光电隔离 -------------------------------------------------------------------------------------------- 17 2.11光电传感器----------------------------------------------------------------------------------------- 17 2.12步进电机的加减速控制 ------------------------------------------------------------------------- 18 第3章系统软件设计 ------------------------------------------------------------------------------ 203.1显示子程序的设计-------------------------------------------------------------------------------- 20 3.2键盘子程序的设计--------------------------------------------------------------------------------- 22 3.3正反转程序流程图--------------------------------------------------------------------------------- 253.3.1 正反转程序流程图--------------------------------------------------------------------------- 253.3.2 转速快慢程序流程图 ---------------------------------------------------------------------- 28 3.4定时中断流程图------------------------------------------------------------------------------------ 30 3.5语音报警系统-------------------------------------------------------------------------------------- 33 3.6A/D转换器中断程序------------------------------------------------------------------------------- 35 3.7主程序设计 ------------------------------------------------------------------------------------------ 37 第4章结论 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 40 参考文献 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 41 致谢----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 42第1章绪论1.1 步进电机的概述1.1.1 步进电机的特点1）一般步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。

/****************************************************************************** ******** 标题: 步进电机试验一**** 通过本例程了解步进马达使用及驱动程序编写**; 单双八拍工作方式：**; A-AB-B-BC-C-CD-D-DA (即一个脉冲,转3.75 度)** J14短路冒需断开** 请学员一定要消化掉本例程********************************************************************************* *******/#include "reg52.h"//Motorsbit F1 = P1^0;sbit F2 = P1^1;sbit F3 = P1^2;sbit F4 = P1^3;/////////////////////////////////////////步进电机驱动unsigned char MotorStep=0;unsigned int MotorTimer = 0;unsigned int MotorDelay,Speed=1,TIM,CT;/****************************************************** 初始化马达*******************************************************/void InitMotor(){F1 = 1;F2 = 1;F3 = 1;F4 = 1;}void SetMotor(){// if(Speed == 0) return;MotorDelay=Speed;switch(MotorStep){case 0:if(TIM) // A{F1 = 0; //0xf1F2 = 1;F3 = 1;F4 = 1;MotorStep = 1;TIM=0;}break;case 1: // ABif(TIM){F1 = 0; //0xf3F2 = 0;F3 = 1;F4 = 1;MotorStep = 2;TIM=0;}break;case 2: //Bif(TIM){F1 = 1;F2 = 0; //0xf2F3 = 1;F4 = 1;MotorStep = 3;TIM=0;}break;case 3: //BCif(TIM){F1 = 1;F2 = 0; //0xf6F3 = 0;F4 = 1;MotorStep = 4;TIM=0;}break;case 4: //Cif(TIM){F1 = 1;F2 = 1; //0xf4F3 = 0;F4 = 1;MotorStep = 5;TIM=0;}break;case 5: //CDif(TIM){F1 = 1;F2 = 1; //0xfcF3 = 0;F4 = 0;MotorStep = 6;TIM=0;}break;case 6: //Dif(TIM){F1 = 1;F2 = 1; //0xf8F3 = 1;F4 = 0;MotorStep = 7;TIM=0;}break;case 7: //DAif(TIM){F1 = 0;F2 = 1; //0xf9F3 = 1;F4 = 0;MotorStep = 0;TIM=0;}break;}}void system_Ini(){TMOD|= 0x11;TH0=0xDC; //11.0592MTL0=0x00;IE = 0x8A;TR0 = 1;}main(){ system_Ini();InitMotor();while(1){SetMotor();}}/************************************************* ** 定时中断延时*************************************************/void Tzd(void) interrupt 1{TH0 = 0xfe; //11.0592TL0 = 0x33;if( CT++==10){TIM=1;CT=0;}}/****************************************************************************** ******** 标题: 步进电机试验二**** 通过本例程了解步进马达使用及驱动程序编写**; 单双八拍工作方式：**; A-AB-B-BC-C-CD-D-DA (即一个脉冲,转3.75 度)** J14短路冒需断开** 请学员一定要消化掉本例程*****************************************************************************************/#include "reg52.h"unsigned char code FFW[8]={0xfe,0xfc,0xfd,0xf9,0xfb,0xf3,0xf7,0xf6}; void delay(unsigned int t);//Motorsbit F1 = P1^0;sbit F2 = P1^1;sbit F3 = P1^2;sbit F4 = P1^3;/////////////////////////////////////////步进电机驱动void motor_ffw(){unsigned char i;for (i=0; i<8; i++) //一个周期转30度{P1 = FFW[i]&0x1f; //取数据delay(5); //调节转速}}void delay(unsigned int t){unsigned int k;while(t--){for(k=0; k<60; k++){ }}}main(){while(1){motor_ffw();}}/****************************************************************************** ******** 标题: 步进电机试验三（加减速运行）**** 通过本例程了解步进马达使用及驱动程序编写**; 单双八拍工作方式：**; A-AB-B-BC-C-CD-D-DA (即一个脉冲,转3.75 度)**** 请学员一定要消化掉本例程******************************************************************************** *******/#include "reg52.h"void delay();//Motorsbit F1 = P1^0;sbit F2 = P1^1;sbit F3 = P1^2;sbit F4 = P1^3;unsigned char code FFW[8]={0xfe,0xfc,0xfd,0xf9,0xfb,0xf3,0xf7,0xf6}; //反转unsigned char code FFZ[8]={0xf6,0xf7,0xf3,0xfb,0xf9,0xfd,0xfc,0xfe}; //正转unsigned int K, rate;/********************************************************** * * * 步进电机驱动* ***********************************************************/ void motor_ffw(){unsigned char i;for (i=0; i<8; i++) //一个周期转30度{P1 = FFW[i]&0x1f; //取数据delay(); //调节转速}}/********************************************延时程序*********************************************/void delay(){unsigned int k,t;t=rate;while(t--){for(k=0; k<150; k++){ }}}/**********************************************************步进电机运行**********************************************************/ void motor_turn(){unsigned char x;rate=0x0a;x=0x40;do{motor_ffw(); //加速rate--;}while(rate!=0x01);do{motor_ffw(); //匀速x--;}while(x!=0x01);do{motor_ffw(); //减速rate++;}while(rate!=0x0a);}main(){while(1){motor_turn();}}/****************************************************************************** ********* 标题: 步进电机试验四**** 通过本例程了解步进马达使用及驱动程序编写** 双四拍工作方式：** AB-BC-CD-DA (即一个脉冲,转7.5 度)**** 请学员一定要消化掉本例程，********************************************************************************* *******/#include "reg52.h"//Motorsbit F1 = P1^0;sbit F2 = P1^1;sbit F3 = P1^2;sbit F4 = P1^3;/////////////////////////////////////////步进电机驱动unsigned char MotorStep=0;unsigned int MotorTimer = 0;unsigned int TIM,CT;void InitMotor(){F1 = 1;F2 = 1;F3 = 1;F4 = 1;}void SetMotor(){// if(Speed == 0) return;switch(MotorStep){case 0:if(TIM){F1 = 0;F2 = 0;F3 = 1;F4 = 1;MotorStep = 1;TIM=0;}break;case 1:if(TIM){F1 = 1;F2 = 0;F3 = 0;F4 = 1;MotorStep = 2;TIM=0;}break;case 2:if(TIM){F1 = 1;F2 = 1;F3 = 0;F4 = 0;MotorStep = 3;TIM=0;}break;case 3:if(TIM){F1 = 0;F2 = 1;F3 = 1;F4 = 0;MotorStep = 0;TIM=0;}break;}}void system_Ini(){TMOD|= 0x11;TH0=0xDC; //11.0592MTL0=0x00;IE = 0x8A;TR0 = 1;}main(){ system_Ini();InitMotor();while(1){SetMotor();}}/************************************* [ t1 (0.5ms)中断] 中断中做PWM 输出------------1000/(0.02ms*250)=200Hz*************************************/ void Tzd(void) interrupt 1{TH0 = 0xfe; //11.0592TL0 = 0x33;if( CT++==20){TIM=1;CT=0;}}/****************************************************************************** ****** 标题: 步进电机试验五（正转一圈反转一圈）**** 通过本例程了解步进马达使用及驱动程序编写**; 单双八拍工作方式：**; A-AB-B-BC-C-CD-D-DA (即一个脉冲,转3.75 度)**** 请学员一定要消化掉本例程********************************************************************************* *******/#include "reg52.h"void delay(unsigned int t);//Motorsbit F1 = P1^0;sbit F2 = P1^1;sbit F3 = P1^2;sbit F4 = P1^3;unsigned char code FFW[8]={0xfe,0xfc,0xfd,0xf9,0xfb,0xf3,0xf7,0xf6}; //反转unsigned char code FFZ[8]={0xf6,0xf7,0xf3,0xfb,0xf9,0xfd,0xfc,0xfe}; //正转unsigned int K;/*********************************************************************** ** 步进电机驱动** * ***********************************************************************/ void motor_ffw(){unsigned char i;unsigned int j;for (j=0; j<12; j++) //转1*n圈{for (i=0; i<8; i++) //一个周期转30度{if(K==1) P1 = FFW[i]&0x1f; //取数据if(K==2) P1 = FFZ[i]&0x1f;delay(5); //调节转速}}}/******************************************************** 延时程序*********************************************************/void delay(unsigned int t){unsigned int k;while(t--){for(k=0; k<80; k++){ }}}main(){while(1){K=1;motor_ffw();K=2;motor_ffw();} }。

一、PID控制系统PID是比例,积分,微分的缩写。

比例调节作用：是按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。

比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。

积分调节作用：是使系统消除稳态误差,提高无差度。

因为有误差,积分调节就进行,直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值。

积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti ,Ti越小,积分作用就越强。

反之Ti大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。

积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI调节器或PID调节器。

微分调节作用：微分作用反映系统偏差信号的变化率,具有预见性,能预见偏差变化的趋势,因此能产生超前的控制作用,在偏差还没有形成之前,已被微分调节作用消除。

因此,可以改善系统的动态性能。

在微分时间选择合适情况下,可以减少超调,减少调节时间。

微分作用对噪声干扰有放大作用,因此过强的加微分调节,对系统抗干扰不利。

此外,微分反应的是变化率,而当输入没有变化时,微分作用输出为零。

微分作用不能单独使用,需要与另外两种调节规律相结合,组成PD或PID控制器。

图1-1 PID控制系统二、二阶系统数学模型二阶系统方框图如下图所示二阶系统闭环传递函数的标准形式2222)()()(n n n s s s R s C s ωζωω++==Φ （2-1）得出自然频率（或无阻尼振荡频率）Mn T K=ω （2-2） 阻尼比KT M 21=ζ （2-3）令式（2-1）的分母多项式为零，得二阶系统的特征方程0222=++n n s ωζω （2-4）其两个根（闭环极点）为1221-±-=ζωζωn n 、s （2-5）显然，二阶系统的时间响应取决于ζ和n ω这两个参数。

应当指出对于结构和功用不同的二阶系统，ζ和n ω的物理含意是不同的。

图2-2 标准形式二阶系统结构图三、PID 调速系统数学模型PID 控制系统是一种线性控制系统。

步进电机调速系统一．设计目的1．掌握步进电机的工作原理及控制方法2．了解控制步进电机转速的原理3．进一步掌握微机接口中的相关知识4．熟悉设计系统的方法二．设计要求1．以8086极其支持电路为基础，配必要的存储器、定时系统、控制接口、驱动电路、LED显示接口等构成微机控制的电机调速系统。

2．对步进电机的工作原理进行分析，通过“启、停、转速”等按键命令，实现对电机的平稳启动、停止和不同速率上的匀速转动，并通过LED显示转速；3．方案设计中要突出信号的变换、驱动电路的设计和步进电机控制程序的编制；三．设计思路（1）步进电机基本原理所谓步进，就是指每给步进电机一个递进脉冲，步进电机各绕组的通电顺序就改变一次，电机就回转动一次。

使用键盘控制方式能对步进电机的转动方向、速度和角度进行调节。

（2）步进电机激励方式步进电机有三相激励，也有四相激励的。

现以两相四拍为例说明。

2相激励。

这种方式的工作波形如图所示。

它可看作是一种周期信号，每个周期可以为四个状态。

显然，任何时刻步进电机都有两相绕组有电流。

每一状态，步进电机走一步。

四．设计内容1．程序流程图2. 源程序P8255_A EQU 9800HP8255_B EQU 9801HP8255_C EQU 9802HP8255_MODE EQU 9803HDELAY_SET EQU 07FH ;延时常数MY_STACK SEGMENT PARA 'STACK'DB 100 DUP(?)MY_STACK ENDSMY_DATA SEGMENT PARA 'DATA'BUF DB ？KVL DB 2 DUP(?) ;击键次数备份，键值PT DB ? ;显示缓冲区指针DSBUF DB 4 DUP(?) ;显示缓冲区KD DB ? ;数码管数据信号KH DB ? ;键盘行信号KL DB ? ;键盘列信号、数码管位选信号KV A DB ? ;键值备份KVB DB ? ;在闪烁子程序中保存显示器原有的数据COUNT2 DB ? ;击键次数COUNT4 DB ? ;连续击键次数KTB DB 48H ;0 键码DB 44H ;1DB 34H ;2DB 24H ;3DB 42H ;4DB 32H ;5DB 22H ;6DB 41H ;7DB 31H ;8DB 21H ;9DB 11H ;ADB 12H ;BDB 14H ;CDB 18H ;DDB 28H ;EDB 38H ;FDB 00H ;10SGTB DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82HDB 0F8H,80H,90H,88H,83H,0C6H,0A1HDB 86H,8EH,0FFH,8CH,89H,8EH,0BFH,0F7H; CHAR DB 'MY_DATA ENDsMY_CODE SEGMENT PARA 'CODE'MY_PROC PROC FARASSUME CS:MY_CODE, DS:MY_DATA, SS:MY_STACK START: MOV AX,MY_DATAMOV DS,AXSSS: MOV DX,P8255_MODEMOV AL,81H ;写8255控制字A、B输出，C输入OUT DX,ALSTART1: MOV BX,OFFSET DSBUFMOV PT,BLMOV DSBUF,15H ;_MOV DSBUF+1,10H ;空格MOV DSBUF+2,10HMOV DSBUF+3,10H;START2: CALL BLINK3 ;键盘扫描、显示子程序、光标闪动START3: CALL CHAG ;转数字键处理程序; CALL DELAYJMP START2 ;转下一轮处理程序MY_PROC ENDpCHAG PROC NEARMOV BH,00HMOV BL,PTMOV AL,COUNT4MOV [BX],AL ;键值送到显示缓冲区中CMP BL,OFFSET [DSBUF+3]JNZ CHAG2mov BL,OFFSET DSBUFMOV PT,BLCHAG1: RETCHAG ENDpCHAG2: INC BLMOV PT,BLJMP CHAG1BLINK PROC NEARMOV CX,100H ;熄灭显示器时间常数MOV BH,00HMOV BL,PTMOV Al,[BX]MOV KVB,AL;保存原显示器数据MOV AL,10H ;填入熄灭显示器的码MOV [BX],ALBLINK1: CALL DSKS ;键盘扫描BLINK2: CMP COUNT4,10HJNZ BLINK6 ;键按下返回LOOP BLINK1 ;没键按下继续循环MOV AL,KVBMOV BL,PTMOV [BX],ALBLINK3: MOV CX,150H ;点亮显示器时间常数BLINK4: CALL DSKSBLINK5: CMP COUNT4,10HJNZ BLINK7 ;键按下返回LOOP BLINK4 ;没键按下继续循环JMP BLINKBLINK6: MOV AL,KVB ;恢复原显示器中的数据MOV BL,PTMOV [BX],ALBLINK7: RETBLINK ENDpDSKS PROC NEAR ;键盘扫描处理程序PUSH CXCALL DSUP ;显示CALL KBS ;键盘扫描MOV AL,KVL+1 ;取上次按键键值CMP KV A,AL ;与本次键值相比MOV AL,KVL ;按键次数MOV COUNT2,ALMOV AL,KVLMOV COUNT4,ALJZ DSKS1MOV COUNT2,0FFH ;不相等,重新赋值MOV COUNT4,0FFHDSKS1: DEC COUNT4CMP COUNT4,0F8H ;为E0?JZ DSKS3CMP COUNT4,0EH ;为0E?JZ DSKS3CMP COUNT4,00H ;为00?JZ DSKS2MOV COUNT4,10H ;赋值DEC COUNT2JMP DSKS4DSKS2: MOV COUNT4,0fH ;按下键时间足够长则为连续击键DSKS3: MOV AL,COUNT4MOV COUNT2,ALMOV AL,KV AMOV COUNT4,ALDSKS4: MOV AL,COUNT2MOV KVL,ALMOV AL,KV AMOV KVL+1,AL ;备份键值MOV AL,COUNT4POP CXRETDSKS ENDpDSUP PROC NEARPUSH CXMOV CX,04H ;显示器个数MOV KL,01H ;选中的显示器MOV BX,OFFSET DSBUFDSUP2: MOV AL,00HMOV DX,P8255_B ;关闭显示器OUT DX,ALMOV AL,[BX] ;取显示缓冲区中的数据PUSH BXMOV AH,00HMOV DI,AXMOV BX,OFFSET SGTB ;编码MOV AX,[BX+DI]MOV AH,00HPOP BXMOV DX,P8255_A ;送显示器显示OUT DX,ALINC BXMOV AL,KLMOV DX,P8255_B ;送位选信号OUT DX,ALROL AL,1MOV KL,ALCALL DELAY ;下一位PUSH CXMOV CX，-1LOOP $POP CXLOOP DSUP2POP CXMOV AL,00HMOV DX,P8255_B ;关闭显示器OUT DX,ALRETDSUP ENDpKBS PROC NEAR ;键盘扫描程序MOV DX,P8255_A ;清显示器MOV AL,0FFHOUT DX,ALMOV CX,04H ;送列数MOV KL,0FEH ;扫描列初始值KBS1: MOV AL,KLMOV DX,P8255_B ;逐列清零OUT DX,ALSAL AL,1MOV KL,ALMOV DX,P8255_C ;读行信号IN AL,DXNOT ALAND AL,0FHCMP AL,00H ;是否有键按下JNZ KBS2LOOP KBS1 ;没键扫描下一列KBS2: CMP AL，0C0HJMP K0CMP AL, 0F9HJMP K1CMP AL, 0A4HJMP K2CMP AL ,0B0HJMP DSUP2K0：MOV BL，18HCALL DELAYMOV AL，BUFROR AL，1MOV BUF，ALJMP DSUP2K1：MOV BL，20HCALL DELAYMOV AL，BUFROL AL，1MOV BUF，ALJMP DSUP2K2：MOV BL，30HCALL DELAYMOV AL，BUFROR AL，1MOV BUF，ALJMP DSUP2MOV BX,CXMOV CX,04H ;拼装键号SAL BX,CLMOV CX,BXOR AL,CLMOV KV A,ALMOV DI,10H ;键盘个数MOV BX,OFFSET KTBKBS3: MOV AL,[BX+DI]CMP AL, KV A ;计算键值，无键按下返回00HJNZ KBS5KBS4: MOV AX,DIMOV KV A,AL ;保存键值CALL BREAKRETKBS5: DEC DIMOV AX,DICMP AL,00HJNZ KBS3JMP KBS4KBS ENDpDELAY PROC NEAR ;延时程序PUSHFPUSH DXPUSH CXMOV DX,DELAY_SETD1: MOV CX,-1D2: DEC BLDEC CXJNZ D2DEC DXJNZ D1POP CXPOP DXPOPFRETDELAY ENDpBREAK PROC NEAR ;按任意键退出PUSHFPUSH AXPUSH DXMOV AH,06HMOV DL,0FFHINT 21HJE RETURNMOV AX,4C00HINT 21HRETURN: POP DXPOP AXPOPFRETBREAK ENDPMY_CODE ENDSEND START五．运行结果当按下键盘上的0键时，电机开始转动，当按下键盘上的1键时，电机开始正向转动，当按下键盘上的2键时，电机开始反向转动，当按下键盘上的3键时，电机停止转动。

单片机控制的步进电机自适应调速方法孙　侃(广东中山大松通用机电有限公司技术开发部,528437)摘　要　介绍了步进电机速度自适应控制实现的机理,步进电机分段变速控制中频率运行代码、与频率运行代码相对应的最高运行频率、最小运行步长三者的对应关系,最后介绍了程序设计方法。

这种由单片机实现的步进电机自适应调速方法已得到实际应用,取得了较满意的结果。

关键词　步进电机　单片机　自适应调速　变频信号源 步进电机的变速控制———自动加/减速控制,是步进电机的基本变速方式,常用于位置控制场合。

在这种场合,要求步进电机对运动对象进行步长长度不等的实时位置控制,通常步长的变化范围还很大,如何利用这个基本变速方式进行有效的不失步控制,以满足控制的“快而不失步”的实际需要,是步进电机开环控制的中心问题。

对步长较大的定位控制,可以使步进电机总是以等高、等腰梯形的升降频曲线轨迹来运行,梯形曲线的高度就是步进电机恒频段的最高运行频率,它与步长无关;而当步长较小时,这个恒频段最高运行频率与步长大小是否也没有关系呢?本文就这个问题,对步进电机在步长较大和较小的位置控制中,如何实现位置的速度自适应控制进行讨论。

11　步进电机控制系统步进电机控制系统如图1所示。

变频信号源是一个脉冲频率由几赫到几千赫可连续变化的信号发生器,它为脉冲分配器提供脉冲序列。

脉冲分配器则根据方向控制信号把脉冲信号按一定的逻辑关系加到脉冲驱动放大器上进行放大,以驱动步进电机的转动。

因此变频信号源产生的脉冲序列是步进电机控制的基础。

本文要阐述的就是由单片机系统实现的变频信号源产生的脉冲序列如何满足步进电机速度自适应控制的思路和方法。

图1　步进电机控制图21　步进电机速度自适应控制实现的机理我们知道步进电机的转速可用下式表示(以反应式步进电机、负载不变的情形为例):n=60fZN　(r/min)式中f为控制脉冲的频率,Z为转子齿数,N 为运行拍数。

由上式可见步进电机转速取决于脉冲频率、转子齿数和拍数。

步进电机PWM调速原理概述步进电机是一种常见的电动机类型，它能够将电能转化为机械转动。

在许多应用中，需要对步进电机进行调速以满足不同的需求。

在本文中，我们将探讨步进电机PWM调速原理及其工作原理。

什么是步进电机PWM调速PWM（Pulse Width Modulation）调速是一种常用的电路调速技术，通过调节电源电压的占空比，控制驱动电机的平均功率，进而改变电机的转速。

步进电机工作原理步进电机是一种离散运动的电机，它通过不同相位电流的切换，使得电机转子按一定角度步进。

步进电机由定子和转子组成，定子上有若干组线圈。

步进电机驱动电路步进电机驱动电路主要由大功率开关管和弱驱动电路组成。

在驱动电路中，PWM调速是常见的一种方法。

电压调整方式步进电机的速度与输入电压成正比，因此通过调整输入电压的大小，可以实现步进电机的调速。

在步进电机驱动电路中，常用的方法是通过调整驱动电源的电压来控制步进电机的转速。

PWM调速原则PWM调速原则是通过改变电源电压的占空比来改变步进电机的转速。

占空比是指一个周期内，高电平的时间与周期的比值。

占空比越小，平均输出电压也越小，电机转速也越慢。

步进电机PWM调速的实现步骤步进电机PWM调速的实现步骤如下：1.设定目标转速2.根据目标转速计算占空比3.设置PWM调速电路4.运行步进电机步进电机PWM调速的优缺点步进电机PWM调速具有以下优点：•调速范围广：PWM调速可以实现步进电机在较宽范围内的调速，满足不同应用需求。

•响应速度快：PWM调速可以快速调节电机速度，满足实时性要求。

•控制精度高：由于PWM调速可以实现电机转速的精确控制，因此可以实现高精度的转速控制。

步进电机PWM调速的缺点包括： - 电路复杂：步进电机PWM调速需要专门的电路设计和控制，相对于简单的电压调整方式，电路复杂度较高。

- 对电机有一定要求：步进电机PWM调速对步进电机的特性参数有一定要求，不同的电机可能需要不同的调速电路。