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安徽建筑工业学院毕业设计（论文）姓名专业电子信息工程班级08电子②班学号课题基于单片机的步进电机控制的设计指导老师2012年 6 月 1 日——基于单片机的步进电机控制电子与信息工程学院电子信息工程专业2008级2班xxx指导教师xxx摘要步进电机由于其精确性及其良好的性能得到广泛的应用，本文介绍了基于STC89C52单片机的步进电机控制系统的设计，在硬件部分，描述了该系统的硬件配置工作原理，在单片机和步进电机之间选用了ULN2003驱动芯片，通过按键向单片机输送控制信号，控制步进电机的转速和正反转，实践表明系统性能优于传统的步进电机控制器。
步进电动机由于用其组成的开环系统既简单、廉价，又非常可行，因此在众多领域有着极其广泛的应用。
本文是一种基于单片机的步进电机的系统设计，用C语言编写出电机的正转、反转、加速、减速、停止程序，通过单片机、电机的驱动芯片ULN2003以及相应的按键实现以上功能，并且步进电机的工作状态要用相应的数码管显示出来。
本文内容介绍了步进电机以及单片机原理、该系统的硬件电路、程序组成，同时对软、硬件进行了调试，同时介绍了调试过程中出现的问题以及解决问题的方法。
经过实践应用证明，该控制系统的抗干扰能力以及稳定性都非常好。
关键字：步进电机；STC89C52单片机；ULN2003AbstractBecause of accuracy and well capability, the stepper motor is used in many fields. Design of a stepping motor control system based on MCU-89C52 processor is introduced. The system hardware configuration and working principle are described in this paper. The Step - motor drive chooses ULN2003 model between the single - chip microcomputer and step - motor. As an automatic control system, this system sends the control signals to the MCU by pressing the button to control the rotation speed and rotation direction of the Stepping Motor. The practice showed that the performance of this system out did the traditional stepping motor controller .The open-loop system which is composed by step-motor is simple, cheap and very practical, so there are very widely range of applications in many other fields. This article describes one design of step-motor system based on .the single - chip microcomputer ,The program of the preparation of a motor, straight revolving ,reverse revolving , speed up, slow down, stop is written by C language. The above functions are realized through the single - chip microcomputer, motor driver chip ULN2003 and correspond key, and the work state of stepper motor is displayed through the numeral diode. This article introduces the principle of stepper motor and single-chip microcomputer, the system hardware circuit, the program components, while software and hardware for the debugging, at the same time introduces the problems which are appeared in the debugging process and the solutions of the problems .From practice, we can bear out that both of the capability of resisting interference and the stability are all right.Key words：Stepper motor; STC89C52 single - chip microcomputer; ULN2003目录第一章绪论 (1)课题研究的目的和意义 (1)研究背景 (1)论文的主要研究内容 (3)第二章步进电机的介绍 (4)步进电机的简介 (4)步进电机的分类 (4)步进电机的特点 (5)步进电机的应用 (6)步进电机的工作原理 (6)控制步进电机速度的方法 (8)第三章设计要求及方案选择 (10)设计要求 (10)方案选择 (10)3.2.1单片机的选择 (10)3.2.2驱动芯片的选择 (10)3.2.3最终方案 (11)第四章硬件设计 (12)系统框图 (12)单片机模块 (12)键盘模块 (14)驱动模块 (15)显示模块 (16)电源模块 (17)系统总电路图 (18)第五章软件设计 (20)系统开发软件环境 (20)系统程序框图 (20)源程序 (21)致谢 (22)附录 (24)1 实物图 (24)第一章绪论课题研究的目的和意义步进电动机是用电脉冲信号进行控制，将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的微电动机，它最突出的优点是可以在宽广的频率范围内通过改变脉冲频率来实现变速，快速启停、正反转控制及制动等，并且用其组成的开环系统既简单、廉价，又非常可行，因此在办公自动化设备以及各种控制装置等众多领域有着极其广泛的应用。
基于单片机的步进电机控制系统-电子科学与技术学号：毕业设计题目：基于单片机的步进电机控制系统作者届别2014院部物理与电子学院专业电子科学与技术指导老师职称副教授完成时间2014.05摘要步进电机是数字控制系统中的一种执行元件，它能按照提供的脉冲信号频率来控制电机对应极性相反定子产生电磁感应现象，根据电磁力控制电机转子的转动。
在不同的脉冲信号作用下，它有不同的转动速率与转动方向。
同时，它具有步距角精度高、控制简便等特点，这让它在自动控制系统中得到了日益广泛的应用。
本文介绍了一种在C语言程序下通过单片机来控制步进电机转动，软硬件相结合实现电机正反转、加减速、运动/停止控制的系统设计。
在本次设计中，整个系统以AT89C51单片机芯片、步进电机驱动芯片ULN2803、步进电机及相应的按键为核心实现该功能，并且电机的工作状态可以通过相应的数码管显示出来。
最后，通过Keil软件与Proteus软件进行了仿真测试，得到了完整的波形图，验证了设计的正确性。
关键字：AT89C51单片机，步进电机，ULN2803，正反转控制，加减速控制AbstractAs a digital control system actuator,the stepper motor which can according to provide the frequency of pulse signal to control the motor reverse polarity of the stator produce electromagnetic induction phenomenon, according to the electric magnetic force to control the rotation of the motor rotor. Under the influence of different pulse signal, it has a different rotation speed and rotation direction.At the same time,it has high precision, easy to control and so on., making it in the automatic control system is becoming more and more widely used.In this paper,a C language program, through single chip microcomputer to control stepping motor rotation, the combination of software and hardware for motor and reversing, deceleration, motion/stop control system design was introduced.In this design, the system USES AT89C51 single-chip microcomputer, stepping motor driven ULN2803 chip and step motor as the core to implement the function and the corresponding buttons, and the working state of the machine is through the corresponding digital tube display.Through Keil software and Proteus software, finally, the simulation test, obtained the full waveform diagram, verify the validity of the design.Key words:AT89C51, stepper motor, ULN2803, positive &negative control and decelerationcontrol目录摘要 (I)Abstract (II)第一章引言 .............................................................- 1 -1.1课题提出的背景和研究意义...............- 1 -1.2 问题的提出..........................................- 2 -1.3 课题的主要研究内容..........................- 2 -1.4 本章小结..............................................- 3 -第二章步进电机的工作原理及特性 ......................................- 4 -2.1 步进电机的概述.............. - 4 -2.2 步进电机的结构及工作原理... - 5 -2.2.1 步进电机的结构....... - 5 -2.2.2 步进电机的工作原理.... - 5 -2.2.3 步进电机的调速........ - 7 -2.3步进电机的基本特性.......... - 7 -2.4步进电机的选择.............. - 9 -2.5 力矩与功率换算............. - 10 -2.6 本章小结......................................... - 10 - 第三章步进电机的单片机控制 ......................................... - 11 -3.1 单片机原理................ - 11 -3.1.1单片机原理概述....... - 11 -3.1.2 AT89C51单片机简介.. - 12 -3.2 步进电机控制系统原理...... - 13 -3.2.1 脉冲序列的生成...... - 13 -3.2.2 步进电机的方向控制.. - 16 -3.2.3 步进电机的速度控制.. - 16 -3.3 步进电机控制系统的组成.... - 17 -3.4 控制系统接口电路的设计..... - 17 -3.4.1 按键子程序设计....... - 18 -3.4.2 显示电路设计......... - 21 -3.4.3 电机驱动模块设计..... - 21 -3.5电机硬件设计............... - 22 -3.6 本章小结........................................... - 23 -第四章系统的仿真 ...................................................... - 24 -4.1 仿真测试 .................. - 24 -4.2 本章小结........................................... - 26 - 第五章结束语.......................................................... - 27 - 致谢 (24)参考文献 ................................................................. - 28 - 附录...................................................................... - 31 - 附录A 系统程序（C语言）................... - 31 -附录B 步进电机转速与步距角的计算.. - 37 -第一章引言1.1课题提出的背景和研究意义步进电机又称为脉冲电动机或阶跃电动机，它是基于最基本的电磁感应作用，将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件，其外观如图1-1所示。
