8098单片机驱动的两相步进电机控制系统设计与性能分析

本文是一篇针对步进电机的本科毕业设计，主要关注单片机控制系统的构建与优化。研究起点是针对步进电机常见的失步问题，通过深入理解步进电机的特性和工作原理，特别是两相混合式步进电机，进行有针对性的解决方案设计。 文章首先对两相混合式步进电机进行了详尽剖析，包括其内部结构和工作原理，构建了非线性动态模型，阐述了绕组磁链方程、旋转电压方程以及转子运动方程，这些理论基础为后续的控制策略奠定了坚实的基础。作者选择了双极性驱动方式，旨在通过精确的脉冲分配，确保绕组中的电流控制，使电动机内部合成的磁场保持恒定强度且角度均匀，从而实现稳定、高效的步进运动。 作为核心控制单元，单片机8098被选用，搭配PBL3717、H桥驱动器件构建驱动电路。设计涵盖了驱动技术方案的设计，包括硬件电路的详细布局，以及控制软件的编写。为了实时监测电机状态，文中引入了光电编码器作为反馈检测元件，用于测量电机转速，并通过8279扩展键盘实现了转速和设定速度的显示。此外，还利用了ISD1420语音芯片，实现了语音报速的功能，增加了人机交互的便利性。 设计完成后，作者对所制备的两相混合式步进电机驱动器进行了性能测试，结果显示，该驱动器成功达到了预期的各项性能指标，如系统稳定性、安全性和可靠性。电路结构简洁实用，具有良好的通用性，不仅适用于特定类型的步进电机，还具备实际应用价值。这篇毕业设计提供了一个有效的步进电机控制解决方案，对于单片机在该领域的应用具有一定的参考意义。