基于IAP15W4K58S4单片机的步进电机的控制及应用研究

基于IAP15W4K58S4单片机的步进电机的控制及应用研究(任务书,开题报告,论文11000字)
摘要
本文根据步进电机及光电编码器的原理及应用，在波尔共振仪上设计出了一种步进电机控制系统，并利用单片机的可编程性和运算功能，根据不同的用途和控制需求，来改变软件程序，灵活的控制步进电机。本文先分析步进电机的原理，将以IAP15W4K58S4单片机为基础的步进电机与各个模块结合，进行硬件电路设计，接着根据应用需求编写关于步进电机的软件程序。我们设计出来的系统控制精度高，运行平稳，在不同种类的控制系统中稳定的实现启动、停止、正反转以及变速等功能。

关键词：步进电机  IAP15W4K58S4单片机波尔共振仪控制电路

Control and Application Research of stepper motor based on IAP15W4K58S4 MCU
Abstract
According to the principle and application of step motor and photoelectric encoder, we have designed a stepper motor control system on the Bohr resonator, and use the programmable and operational functions of the single chip computer to change the software program and control the stepping motor flexibly according to the different uses and control requirements. In this paper, the principle of stepping motor is analyzed, and the step motor based on IAP15W4K58S4 single chip is combined with each module, and the hardware circuit is designed. Then, the software program for stepping motor is compiled according to the application requirements. We have designed the system with high precision, smooth operation, and the functions of starting, stopping, positive and reverse, and variable speed in different kinds of control systems.

Key words: Stepping motor; IAP15W4K58S4 single chip; Bohr resonator; Control circuit.
 

目录
摘要    2
Abstract    3
第一章绪论    1
1.1引言    1
1.2研究背景和意义    1
1.3整体设计方案    2
第二章系统硬件设计    5
2.1.1步进电机概述    5
2.1.2常见的步进电机控制系统    9
2.1.3步进电机的连接原理图    11
2.2单片机模块部分    12
2.2.1单片机的简介    12
2.2.2IAP15W4K58S4的单片机介绍    13
2.3光电编码器模块部分    14
2.3.1光电编码器原理简介    14
2.3.2光电编码器模块电路设计    15
2.4继电器电路模块部分    16
2.4.1继电器工作原理简介    16
2.4.2继电器模块电路设计    17
第三章系统软件设计    19
3.1 PWM相关寄存器定义程序    19
3.2初始化函数    20
3.3PWM频率调节程序（用于调节步进电机转速）    20
3.4电机软启动程序部分    22
3.5外部中断INT1的部分程序    23
第四章应用实例    25
4.1在波尔共振仪中的应用    25
4.1.1仪器的不足之处    25
4.1.2应用步进电机之后的波尔共振仪    26
4.2在数控机床中的应用    27
4.2.1数控机床    27
4.2.2步进电机的控制    28
4.3在汽车仪表中的应用    29
第五章仪器的原理图与PCB    35
5.1仪器的实物图    35
5.2仪器的实验操作图片    35
5.3仪器的原理图    37
5.4仪器的PCB板设计图    39
第六章总结    40
参考文献    41
致谢    42