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基于MCS51单片机步进电机的控制系统设计与实现

基于MCS51单片机步进电机的控制系统设计与实现
基于MCS51单片机步进电机的控制系统设计与实现

学校代码:11509

学号:1005073029

Hefei University

毕业设计(论文)

BACH ELOR DISSERTATI ON

论文题目:基于MCS51单片机步进电机的控制系统设计与实现学位类别:工学学士

学科专业: 10级自动化2班

作者姓名:

导师姓名:

完成时间: 2014年5月12日

基于MCS51单片机步进电机的控制系统设计与实现

中文摘要

步进电机最早出现在十九世纪初期,经过一段时期的发展步进电机被广泛应用在各个领域,因为其具有良好的控制作用。所以对步进电机控系统进一步的探索有着更为深远的意义。

本设计是基于单片步进电机的控制系统,硬件设计采用STC89C52单片机为控制核心;选取ULN2003作为驱动器提供脉冲频率,驱动步进电机运转;通过键盘的加减速按钮、正反转按钮和停止按钮来控制步进电机的速度、方向和停止,最后通过测试传感器将这几个参数显示在12864液晶显示器上。软件设计采用KEIL软件工具进行C语言编写,通过各个模块端口的定义,编写出了步进电机加减速控制和正反转的程序,最后通过各模块程序调试对硬件电路施行控制。

本设计以经济实用为原则,通过软硬件结合的设计,实现了对步进电机转动速度和方向的有效控制。该系统具有控制性好,设计成本低等优点。

关键字:STC89C52;步进电机;控制系统;测速传感器

Stepper motor control system design and implementation based on

MCS51 microcontroller

ABSTRACT

The stepping motor was invented in the early 1800s, after a long period of development of the stepper motor is widely used in various fields, because it has good control effect. Therefore, the study of the stepper motor control system has a very important significance.

This design is stepper motor control system based microcomputer, hardware design uses STC89C52 microcontroller as the control core; select ULN2003 as driver provides pulse frequency drive stepper motor rotation; through acceleration and deceleration button keyboard,forward and reverse button and stop buttons to control the stepper motor speed, direction and stops, Then these several parameters was displayed on the LCD monitor 12864 by the speed sensor. Software design using KEIL software tools for C language, defined each module port, and write a stepper motor control acceleration and deceleration and reversing the process. finally to control the hardware circuit through debugging.

The design principle of economical and practical, through combination of software and hardware designed to achieve the effective control of the stepper motor rotation speed and direction. The system has good controllability and low coat.

Keywords: STC89C52; stepper motor; control systems; speed sensor

目录

第一章绪论 (1)

1.1课题背景 (1)

1.2课题研究的目的及意义 (2)

1.3系统设计的主要任务 (2)

第二章总体方案设计 (3)

2.1系统总体设计与分析 (3)

2.2各模块功能说明 (3)

2.3本章小结 (4)

第三章控制系统硬件分析与设计 (5)

3.1.中央处理器模块 (5)

3.1.1单片机 (5)

3.1.2复位电路 (7)

3.1.3振荡电路 (8)

3.2显示模块 (8)

3.3驱动模块 (9)

3.3.1步进电机 (10)

3.3.2 ULN2003 (11)

3.4电源模块 (12)

3.5键盘模块 (12)

3.6本章小结 (13)

第四章控制系统软件分析与设计 (14)

4.1 主程序流程图 (14)

4.2 12864显示程序流程图 (15)

4.3正反转程序流程图 (16)

4.4加减速程序流程图 (17)

4.5本章小结 (17)

第五章系统的测试与结果分析 (18)

5.1软件测试工具 (18)

5.2测试数据与分析 (19)

5.2.1圈数测试 (19)

5.2.2速度测试 (19)

5.3本章小结 (21)

第六章毕业设计总结 (22)

参考文献 (23)

致谢 (24)

附录 (25)

附录一系统电路仿真图 (25)

附录二系统实物图 (26)

附录三单片机端口分配表 (27)

附录四系统程序 (28)

第一章绪论

本章简单的介绍了步进电机的发展史,步进电机在各个领域的应用。论述了研究本课题的目的和意义,最后简要的叙述了本设计控制系统需要完成的几项任务。

1.1课题背景

在21世纪,电动机在我们社会中扮演着十分重要的角色,无论在工业、农业还是在我们日常生活中起着重要的作用。步进电机是一种特殊的可以控制的电动机,在现代社会的额各个领域有着广泛的应用。因为步进电机具有良好的控制作用,而且是当今机械电子工程的主要构件之一。因此步进电机大量地使用在各类不同的自动化设备及控制装置等领域 [1]。

早期的步进电机大约出现在十九世纪三十年代左右,在通电的情况下,有一种能够自由旋转的电磁铁,就是我们所说的早期步进电机,其工作原理和现在的步进电机本质上是相同的[2]。到了上世纪初,由于出现大规模的战争,军工业和造船业等重工业的快速发展,步进电机的需求量被无线放大。同时期的西方报纸和期刊先后刊登了大量步进电机在军工业和造船业上应用的文章,那是的文章已经详细的介绍了不进电机电的设计方法和计算等。在后来的一段时期这些理论被用于实践指导步进电机的结构设计和批量的生产[3]。

到了二十世纪八十年代后,步进电动机的控制方式开始变得更加多样化,主要原因是多用途模式的步进电机的产生。在微电子个计算机技术高速发展的情况下,直接引起了对步进电机的使用数量成爆炸式增长,在各国家的军事领域和国民经济领域都有着广泛的应用。步进电机实际上是一种将电脉冲转化为角位移的控制元件,它突出的优点是自身构造简单,具有快速的启动、停止和反转响应,运行安全可靠。步进电机还有一些非常特殊的地方,它的步距值不会随着现场温度和电压的变化而改变,同时误差亦不会长时间积累,所以给实践的操作中带来了很大的方便[4]。步进电机大量使用在各类产品中,其中消费类产品包括打印机和照相机等;工业产品包括机器人、数字控制体系和纸带传送机构等。因此对步进电机的详细研究具有十分重要的意义。本文设计了一种以STC89C52单片机为核心元件的控制系统。

1.2课题研究的目的及意义

随着现代工业和农业的不断发展壮大,步进电机的使用量也成爆炸式增长。以前的步进电机的控制精度和控制效果已无法达到当今社会生产力的要求,因此如何更好的发展和应用步进电机是非常值得思考的。本课题的设计就是对步进电机进行控制,其本身就具有一些突出的优点是快速的起动、停止和反转响应;由于其采用开环控制,从而自身构造更加简易化并且成本低[5]。在微电子个计算机技术高速发展的情况下,步进电机也朝着小型化矩形化发展以适应当前各种设备的需要,所以本课题对于步进电机控制的研究具有十分重要的意义。

1.3系统设计的主要任务

设计的该控制系统应完成以下几项任务:

(1)步进电机的启动和停止控制;

(2)步进电机的加速和减速控制;

(3)步进电机的正反转控制;

(4)步进电机的转速动态显示在液晶显示器上。

第二章总体方案设计

2.1系统总体设计与分析

本设计是使用STC89C52为控制元件,设计出一种基于单片机步进电机的控制系统。该控制系统通过自有的键盘模块来实现对步进电机的运转进行有效的控制,并且将步进电机的转速显示在液晶显示器上,转动方向以文字的形式显示在液晶显示器上。下图是系统总体结构框图。

图1 系统总体结构框图

2.2各模块功能说明

本设计控制系统有五个模块:中央处理器模块、12864液晶显示模块、步进电机驱动模块、电源模块和键盘模块。

(1)中央处理器模块主要由振荡电路和复位电路构成。振荡电路是给最小系统模块提供给频率,单片机的运行速度就是一该频率为基准的,频率高单片机运行速度快。复位电路就是系统运行时在受到外部干扰,内部程序运行出错时,通过按下复位按钮可以让原程序重新开始运行,保证了单片机的正常启动[6]。

(2)本设计的显示模块采用12864液晶器来动态显示步进电机的转动速度和方向。

(3)本世纪的进电机驱动模块选用驱动器ULN2003为步进电机提供电脉冲

信号,进而驱动步进电机转动。ULN2003的输入端与单片机的P1口相连。

(4)电源模块是通过整流桥将变压器降压过来的交流电压转化为直流5V 供给其他四个模块。

(5)本设计的键盘模块包括了控制方向按钮键、加速按钮键、减速按钮键和启停按钮键,与单片机的P3口相连,通过这些键盘按钮可以对步进电机的转动状态进行有效的控制。

2.3本章小结

本章首先简单的说明了该设计的思想,在控制低成本,且能完成该设计的情况下,通过综合考虑用了以STC89C52单片机作为本设计系统的控制核心元件。

第三章控制系统硬件分析与设计

3.1.中央处理器模块

中央处理器系统就是用最少的电子元件搭建的单片机而且能够正常工作的系统,其最小系统包括了单片机,复位电路、振荡电路和外部扩展等部分组成。中央处理器模块电路图如下:

图2中央处理器模块电路图

3.1.1单片机

(1)概述

单片机也就是微型处理器,世界上第一个位微处理器是因特尔公司研制出来的。因特尔公司的8051单片机是当时最成功的微处理器。基于这种单片机的操作系统在当代仍有使用。[7]

单片机的主要组成部分包括运算器、控制器寄存器和输入输出设备。其中运算器的功能是执行各种算术的运算和逻辑比较;控制器的功能是指令的存取以及控制CPU与和输入输出设备的数据交换。单片机相当于一个微型计算机,但是其没有计算机的外围设备[8]。单片机具有一些明显的有点,体积小、重量轻而且价格便宜,为学生的学习和研发人员提供了便利的条件。另外在学习单片机之后我们能够很轻松的接受复杂的计算机原理和结构的知识。单片机的出现首先应用在工业领域。

单片机在各个领域都有着广泛的应用,它的发展趋势是小型化和高度集中化。8051是一款饱受好评的单片机,它生产出来之后就被大量使用。这种单片机具有明显的优越性就是其体积小、简单可靠而且性能不错。经过无数次的发展,

2000年ARM退出了32位的高端单片机,但是其价格比较昂贵,没有8051性价比高。因此8051单片机一直在广泛使用这。

在二十一世纪,单片机存在在各种电子器件产品中,最典型的我们周中使用的手机,电话,游戏机等,家庭的家用电器,笔记本电脑内部都有单片机。我们日常出门的交通工具汽车上就包含了几十个单片机,有的大型重工业控制系统上单片机的应用数量更多。单片机是世界上使用数量最多的处理器。

(2)单片机的选择

设计产品我们首先要考虑到经济性和可靠性,本设计采用STC89C52单片机足以满足我们设计的需要,其是一种单时钟的单片机,其拥有以下优点:运算速度高、功耗低、抗干扰能力强等。STC89C52的运算速度是早期8051的10倍左右。

STC89C52主要特性如下:

针对本系统,RAM和Flash容量足够大,有定时器中断功能能实现实时温度的采集,提供有EEPROM,可以设置掉电保护,是之前设置的温度不丢失,全双工的工作方式是的系统更加可靠。[9]

(3)引脚功能说明

图3单片机引脚功能图

VCC:电源电压。

GND:接地。

P0口(32脚~39脚):通常被定义为数据/地址的低八位,适用于外部数据寄存器。P0口通常作为一个输入端口,使用时要接上上拉电阻。

P1口(1脚~8脚):是一个输入输出的端口,每个端口可以独立控制。

P2口(21脚~28脚):具有P0和P1的基本功能既可以做输入输出端口也可以做外部数据寄存器,每个端口也可以独立控制。

P3口(10脚~17脚):可以作为一个输入输出端口,也可以充当单片机的一个特殊功能端口。

下表是P3口个引脚功能说明如下[10]:

表1.P3口引脚功能说明

3.1.2复位电路

复位电路:其作用是把原有状态的电路初始化到一个确定的电路,单片机的复位端口接上适当的电阻和电容构成的电路就是所说的中央处理器系统的复位电路。复位电路一般包括上电复位和按键复位,本设计采用的按键复位,通过一个独立按键来手动控制电路的复位。复位电路图如下所示:

图4复位电路图

3.1.3振荡电路

振荡电路:

图5振荡电路图

3.2显示模块

本设计显示部分采用12864液晶显示器,通过各个端口的定义,在12864上动态的显示步进电机的速度和方向。显示模块电路图如下:

图6显示电路模块图

(1)12864的基本特性

12864是128*64点阵型液晶模块的点阵数简称,因为要更人性化显示中文

汉字,所以12864是最好的选择。

12864液晶显示器是一种内部含有简体中文字库的点阵图形液晶显示模块。其内部设置了大量的点阵和ASCII字符集,可以完成数学、汉字和图形的显示。其串口借口引脚信号表如下[11]:

表2.12864串口接口管脚信号

本设计中

图7驱动电路模块图

3.3.1步进电机

(1)步进电机的工作原理

通常电动机是由静止的转子和转动的转子组成,电动机的转子是一种永磁体,当有电流通过定子绕组时,定子起着接受电能产生旋转磁场的作用。转子在该磁场的作用下旋转一个角度,从而让转子的磁场方向与定子的磁场方向保持一致。同样,定子的磁场旋转一个角度,转子也会沿着该方向转动相同的角度。每接收一个电脉冲信号,电动机就会转动一个固定角度。脉冲数量越多电机旋转角度越大,脉冲频率越高电机转速越快,可以看出它们两辆成正比关系。我们只需要改变绕组的通电顺序就能够改变电动机的转动方向。因此控制电动机的转动实际上就是控制脉冲数量和频率。[12]

(2)步进电机的分类

(3)步进电机的主要特点和特性

步进电机转动的前提是必须添加驱动,脉冲信号时唯一能驱动电机运转的驱动信号,也就是没有脉冲信号电机就不会运转。当添加一个稳定的脉冲信号,其就会按照固定的角度转动,转动的速度与脉冲频率成正比。能够瞬间启动和快速停止时步进电机的一个优越特性。改变步进电机转动方向的一个简便方法就是改变脉冲顺序。步进电机主要具有以下有点[13]:

1、电机旋转的角度与脉冲数成正比;

2、最大的转矩出现在电机停止的位置上;

3.3.2 ULN2003

ULN2003是一种晶体管阵列,它的明显特点是功能强大,而且成本不高,是各种电路的理想器件,应用范围非常广。图8、图9是ULN2003的芯片引脚图和外形图:

图8 ULN2003芯片引脚图

图9 ULN2003外形图

3.4电源模块

下图是电源模块图,有两套电源电路,其中一个是备用电路。如下图所示:

图10电源模块图

电源模块整流桥采用的是2W10整流桥,其是一种圆形直插式整流桥。其最

大平均工作电流2A ,最大反向电压时1000V [15]。整流桥外形图如下:

图11整流桥外形图

3.5键盘模块

键盘模块主要是对步进电机的转动速度和转动方向进行有效的控制,该模块包含了加速按钮、减速按钮、正反转按钮和停止按钮。控制不进电机电的转速只需要按下加速或者减速按钮;对步进电机的方向进行控制我们只需要按下正或反转按钮;停止按钮可以随时让步进电机停止转动。键盘模块电路图如下所示:

第四章控制系统软件分析与设计

综合总体设计方案和各模块硬件电路的考虑,该系统的软件设计思路:第一步:各模块初始化,对12864、驱动器进行设置为下一步接受信息做好准备。第二步:通过ULN2003产生的脉冲驱动电机转动,显示在12864上,在通过键盘扫描得到设定的信息;第三步:通过键盘按钮里控制步进电机的运转情况,并显示在显示器上。

4.1 主程序流程图

图13主程序流程图

主程序流程图:首先是对各个模块进行初始化,包括12864,步进电机等。

然后通过按键扫描得出设定速度并进行显示。然后读FLAG标志选择是正转还是反转,正转时,确定转速和圈数,然后调用12864显示程序显示。然后返回按键扫描,构成循环。

4.2 12864显示程序流程图

图14 12864显示程序流程图

12864显示程序流程图:首先是初始化,针对显示屏进行设计,比如设定游标的移动方向,游标位置反白允许,设定CGRAM地址,并口或者工作模式等等。第二步写指令,写入控制指令,选择写入12864的显示位置。第三步,写入数据,可以写入单个字符也可以写入字符串,单个数据时要加入0X30,还可以写入图片内容,在写入时逐个写入,直到结束。第四步,12864内部写计数器计数器为0时,显示结束,完成一次显示过程。

4.3正反转程序流程图

图15正反转程序流程图

正反转程序流程图:首先是在主程序里面初始化定时器0,主要是开总中断,开外部中断0,设定边沿式触发中断。然后设定一个正反转FLAG标志,判断当FLAG标志位’1’为时选择正转,反之,FLSF标志位位‘0’时选择反转。该改变FALG标志的方法是选择外部中断。具体是:通过一个独立按键作为外部中断0的输入,当有按键按下时,边沿触发,然后申请中断,执行中断服务程序。在中断服务程序里面首先按键去抖动程序,去抖动后对FLAG标志取反从而每按一次按键FLAG标志位改变一次,执行结束后返回主程序。这样每按一次按键正反转改变一次实现正反转。

51单片机控制的步进电机C语言程序

我上周刚做的这个实验成功拉,给你参考一下吧这可是我当时辛辛苦苦编出来的啊,不过我用的是L298驱动的和ULN2003一样,你把它换成2003就行拉 #include unsigned char code table[]={0xf1,0xf3,0xf2,0xf6,0xf4,0xfc,0xf8,0xf 9,0x00,0xf1,0xf9,0xf8,0xfc,0xf4,0xf6,0xf2,0xf3,0x00}; unsigned char temp,temp_old; unsigned char key; unsigned char i,j,k,m,s; void delay(int i) { for(m=i;m>0;m--) for(j=250;j>0;j--) for(k=10;k>0;k--); } void saomiao() { P3=0xff; P3_4=0; temp=P3; temp=temp&0x0f; if(temp!=0x0f) { for(i=50;i>0;i--)

for(j=200;j>0;j--); temp=P3; temp=temp&0x0f; if(temp!=0x0f) { temp=P3; temp=temp&0x0f; switch(temp) { case 0x0e: key=1; break; case 0x0d: key=2; break; case 0x0b: key=3; break; case 0x07: key=4; break; } temp=P3;

temp=temp&0x0f; while(temp!=0x0f) { temp=P3; temp=temp&0x0f; } } } P3=0xff; P3_5=0; temp=P3; temp=temp&0x0f; if(temp!=0x0f) { for(i=50;i>0;i--) for(j=200;j>0;j--); temp=P3; temp=temp&0x0f; if(temp!=0x0f) { temp=P3; temp=temp&0x0f; switch(temp)

基于51单片机的步进电机控制-设计报告(说明书)及源程序

南京XX大学 指导老师:张X 课程设计基于51单片机的步进电机控制 机械电子工程学院 测控技术与仪器 XXXXX Xxx 2012年1年4日

步进电机控制系统 [摘要]本课程设计的内容是利用51单片机,达到控制步进电机的启 动、停止、正转、反转、两档速度和状态显示的目的,使步进电机控制更加灵活。步进电机驱动芯片采用ULN2803,ULN2803具有大电流、高电压,外电路简单等优点。利用四位数码管增设电机状态显示功能,各项数据更直观。实测结果表明,该控制系统达到了设计的要求。 关键字:步进电机、数码管、51单片机、ULN2803 一步进电机与驱动电路 1.1 什么是步进电机 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。 1.2 步进电机的种类 步进电机分永磁式(PM)、反应式(VR)、和混合式(HB)三种。永磁式步进一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为7.5度或15度;反应式步进一般为三相,可实现大转矩输出,步进角一般为1.5度,但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家80年代已被淘汰;混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相:两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。 1.3 步进电机的特点 1.精度高一般的步进电机的精度为步进角的3-5%,且不累积。可在宽广的频率范围内通过改变脉冲频率来实现调速,快速起停、正反转控制及制动等,这是步进电动机最突出的优点 2.过载性好其转速不受负载大小的影响,不像普通电机,当负载加大时就会出现速度下降的情况,所以步进电机使用在对速度和位置都有严格要求的场合; 3.控制方便步进电机是以“步”为单位旋转的,数字特征比较明显,这样就给计算

基于单片机的步进电机控制系统的设计_毕业设计

本科毕业设计 基于单片机的步进电机控制系统的设计

摘要 随着自动控制系统的发展和对高精度控制的要求,步进电机在自动化控制中扮演着越来越重要的角色,区别于普通的直流电机和交流电机,步进电机可以对旋转角度和转动速度进行高精度控制。步进电机作为控制执行元件,是机电一体化的关键组成之一,广泛应用在各种自动化控制系统和精密机械等领域。 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。 本系统介绍了一种基于单片机的步进电机控制系统的设计,包括了硬件设计和软件设计两部分。其中,硬件设计包括单片机最小系统、键盘控制模块、LCD显示模块、步进电机驱动模块、位置检测模块共5个功能模块的设计。系统软件设计采用C语言编写,包括主程序、数字键处理程序、功能键处理程序、电机驱动处理程序、显示模块、位置采集模块。 本设计采用STC89C52单片机作为主控制器,4*4矩阵键盘作为输入,LCD1602液晶作为显示,ULN2003A芯片驱动步进电机。系统具有良好的操作界面,键盘输入步进电机的运行距离;步进电机能以不同的速度运行,可以在不超过最大转速内准确运行到任意设定的位置,可调性较强;显示设定的运行距离和实际运行距离;方便操作者使用。关键词:单片机步进电机液晶显示键盘驱动

Design of the Stepping Motor Control System Based on SCM Qiu Haizhao (College of Engineering, South China Agricultural University, Guangzhou 510642,China) Abstract:With the development of automatic control system and the requirements of high-precision control, stepping motor control in automation is playing an increasingly important role, different from the common DC and AC motor, stepper motor rotation angle and rotational speed can be high-precision controlled. Stepper motor as a control actuator is a key component of mechanical and electrical integration, widely used in a variety of automated control systems and precision machinery and other fields. Stepper motor is the open-loop control components changing electric pulse signals into angular displacement or linear displacement .In the case of non-overloaded, the motor speed, stop position depends only on the pulse frequency and pulse number, regardless of load changes, that is, to add a pulse motor, the motor is turned a step angle. This system introduces a design of stepper motor control system based on single chip microcomputer, including hardware design and software design in two parts. Among them, the hardware design, including single chip minimal system, keyboard control module, LCD display module, the stepper motor drive module, position detection module five functional modules. System software design using C language, including the main program, process number keys, the key of function processes, motor driver handler, the display module, position acquisition module. This design uses STC89C52 microcontroller as the main controller, 4 * 4 matrix keyboard as an input, LCD1602 LCD as a display, ULN2003A chip as stepper motor driver. System has a good user interface, keyboard input stepper motor running distance; Stepper motor can run at different speed, and run to any given position accurately in any speed without exceeding the maximum speed, with a strong adjustable ; Display the running distance and the actual running distance, which is more convenient for the operator to use. Key words: SCM stepper LCD keyboard driver

单片机基于80C51单片机的步进电机控制系统

中国地质大学长城学院 本科课程设计题目:基于80C51单片机的步进电机控制系统 系别信息工程系 学生姓名 专业电气工程及其自动化 学号 指导教师 职称讲师 2014 年6 月11 日

摘要 本文研究基于51系列单片机的步进电机控制系统设计,该系统包括以下几个部分:数据采集、数据处理、终端接收,该系统以汇编语言为单片机的驱动程序语言,单片机控制步进电机,主要任务是把二进制数变成脉冲序列,按相序输入脉冲以实现电机转动方向控制,利用单片机实现对步进电机的远距离实时监控,从而达到高效、节能的控制步进电机工作的目的,该系统具有成本低、控制方便的特点。使用单片机驱动四相步进电机,控制步进电机以四相八拍的方式运行,来实现步进电机正向/反向旋转,P1.0~P1.3分别控制步进电机;P1.5~P1.7分别控制步进电机的停止、正转、反转。 关键词:51单片机;步进电机;数据采集;汇编语言;

目录 摘要 0 1 设计目的 (1) 2设计内容与要求 (1) 3 总体设计方案 (1) 3.1整体方案 (1) 3.2具体方案实现 (1) 4系统硬件设计 (2) 4.1复位电路 (2) 4.2晶振电路 (2) 4.3按键电路 (3) 4.4指示灯电路 (3) 4.5驱动电路 (4) 4.6步进电机 (4) 5程序软件设计 (5) 5.1程序流程图 (5) 5.2源程序 (6) 6系统调试与仿真 (7) 7总结 (8)

1设计目的 1.掌握单片机控制步进电机的硬件接口电路。 2.掌握步进电机驱动程序的设计和调试方法。 3.熟悉步进电动机的工作特性。 2设计内容与要求 1.查阅资料,了解步进电机的工作原理。 2.通过单片机给定参数控制电机转动。 3.通过按钮控制正转、反转和停止。 3总体设计方案 3.1整体方案 本系统主要是由AT89C51,步进电机控制器ULN2004,步进电机,通过单片机编程,实现步进电机控制的脉冲分配,使电机实现正转,反转以及停止等功能 3.2具体实现方案 根据系统要求画出单片机控制步进电机的控制框图,见下图。系统包括单片机、按键、驱动电路和步进电机。 键盘80c51单片机 步进电机 驱动电路

单片机控制步进电机和数码管显示

一、设计任务书 设计内容:用80C51单片机设计一个步进电机控制器 设计要求: 1.用8015设计一个四相步进电机。 2.可控制步进电机的启动与停止,正转与反转。 3.10档速度调节。 4.点动控制。 5.可显示电机运行参数。 二、设计总体方案 (一)控制方式的选择 控制主要用于电机速度和方向的转换。控制方式有按键控制和开关控制两种。按键较开关而言,操作更加简便,故选按键控制。 方案一:独立按键。独立按键可自由连接,线路简单。 方案二:编码式键盘。编码式键盘的按键接触点接于74LS148芯片。当键盘上没有闭合时,所有按键都断开,当某一键闭合时,该键对应的编码由74LS148输出。 本次设计所需按键不多,不需要采用复杂编码,考虑硬件条件、线路连接和经济性等方面,选择方案一。 (二)电机电路设计方案的选择 由于条件的限制,对于电机的选择只能是实验台上最小步距角18°的电机,其中已包含了驱动电路。 (三)单片机的选择 方案一:AT89C51高性能8位单片机,内部集成CPU、存储器、寄存器、I/O接口,从而构成较为完整的计算机,价格便宜。 方案二:C8051F005单片机,该单片机是完全集成的混合信号系统及芯片,具有8051兼容的微控制器内核,与MCS-51指令集完全兼容。除了具有标准8052的数字外设部件,片内还继承了数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其他数字外设及功能部件,执行速度快,但价格较贵。 本次课程设计是在仿真环境下进行,没有太过考虑单片机选择的问题,但就设计本身来讲,从物美价廉的角度考虑,选择方案一较合适。 (四)显示方案的选择 方案一:采用LED数码管。LED数码管是轮流现实的,其利用人烟的视觉暂留特性,使人感觉不到数码管闪动,看到每只数码管都常亮。利用其显示必须不停给数码管数据输入口循环赋值,显示内容较多,编程和接线较为复杂。 方案二:采用LCD1602液晶显示器。LCD1602具有功率小,效果明显,变成容易等优点,且它最多能显示2×16个字符,可以轻松满足设计要求。 由上可知,LCD1602液晶显示器的优点突出,故选择方案二。 (五)软件部分的选择 软件部分的选择主要是指编程语言的选择,编译调试工具根据设计平台选择伟福软件。编程语言主要有以下两种方案。

基于51单片机控制步进电机

单片机原理及系统课程设计 1 引言 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。单片机控制的步进电机广泛地应用于工业自动控制、数控机床、组合机床、机器人、计算机外围设备、照相机,大型望远镜,卫星天线定位系统等等。 随着经济的发展,技术的进步和电子技术的发展,步进电机的应用领域更加广阔,同时也对步进电机的运行性能提出了更高的要求。 步进电机的原始模型起源于1830年至1860年,1870年前后开始以控制为目的的尝试,应用于氩弧灯的电极输送机构中,这被认为最早的步进电机。 1950年后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上,对于数字化的控制变得更为容易。到20世纪60年代后期,在步进电机本体方面随着永磁材料的发展,各种实用性步进电机应运而生。步进电机往后经过不断改良,使得今日步进电机已广泛运用在需要高定位精度、高分解能、高响应性、信赖性等灵活控制性高的机械系统中。 在生产过程中要求自动化、省人力、效率高的机器中,我们很容易发现步进电机的踪迹,尤其以重视速度、位置控制、需要精确操作各项指令动作的灵活控制性场合步进电机用得最多。

2 设计方案与原理 4.1 设计方案 设计一个51单片机四相步进电机控制系统要求系统具有如下功能: (1)由I/O口产生的时序方波作为电机控制信号; (2)信号经过驱动芯片驱动电机的运转; (3)电机的状态通过键盘控制,包括正转,反转,加速,减速,停止和单步运行。 4.2 设计原理 步进电机实际上是一个数字\角度转换器,也是一个串行的数\模转换器。步进电机的基本控制包括启停控制、转向控制、速度控制、换向控制4个方面。从结构上看,步进电机分为三相、四相、五相等类型,本次设计的是四相电机。四相步进电机的工作方式有单四拍、双四拍和单双八拍三种。 在本次设计中,我们使用的是四相单八拍的工作方式。通过P1口给A,B,C,D四相依次输出高电平即可实现步进电机的旋转,通过控制两次输出的间隔,即可实现对步进电机的速度控制。 图 2.1 步进电机内部结构截图 根据步进电机的相关相序表我们可以正常的控制电机的步进运行。

基于单片机的步进电机控制系统

编号: 综合智能电子 实训 (论文)说明书题目: 院(系):使用科技学院 专业:电子信息工程 学生姓名: 学号: 指导教师: 2010年 1 月 6 日

目录 引言 第1章简介 1.1 步进电机 第2章步进电机原理 2.1 步进电机的工作原理 2.1.1结构及基本原理 2.1.2 电机的步进顺序 第3章系统的硬件设计 3.1 系统设计方案 3.2 主从机硬件部件介绍 3.2.1A T89S51简介 3.2.2 TGI2864E简介 3.2.3MAX485 串行通信 3.2.4TIP122 3.2.5 MOC70T2 3.3 LCD显示电路设计 3.4 电机驱动模块设计 第4章系统的软件实现 4.1 系统软件主流程图 4.2 系统初始化流程图 4.3 部分子程序 第五章总结 致谢 参考文献 摘要:本文使用单片机、步进电机驱动芯片、字符型LCD和键盘阵列,构建了集步进电机控制器和驱动器为一体的步进电机控制系统。二维工作台作为被控对象通过步进电机驱动滚珠丝杆在X/Y轴方向联动。文中讨论了一种以最少参数确定一条圆弧轨迹的插补方法和步进电机变频调速的方法。步进电机控制系统的开发采用了软硬件协同仿真的方法,可以有效地减少系统开发的周期和成本。最后给出了步进电机控制系统的使用实例。

关键词:步进电机控制系统,插补算法,变频调速,软硬件协同仿真 In this paper, microcontroller, stepper motor driver chips, character LCD and keypad array, build a set of stepper motor controller and driver as one of the stepping motor control system. Two-dimensional table as a charged object by stepper motor drive ball screw in X / Y axis linkage. This paper discusses a minimum of parameters to determine the trajectory of a circular interpolation method and the method of frequency control stepper motor. Stepper motor control system has been developed using the software and hardware co-simulation method, can effectively reduce the system development cycle and cost. Finally, the stepper motor control system application examples.

基于AT89C51单片机的步进电动机控制系统设计

重庆科技大学 本科毕业论文 基于AT89C51单片机的步进电动机控制系统 设计 考生姓名: XXXXX X 准考证号: XXXXXXXXXXXX 专业层次:本科院(系):XXXXXXXXXXXXXXXXXXX 指导教师: XXXXXX 职称:讲师 重庆科技大学 二O一二年月日

基于AT89C51单片机的步进电动机控制系统 设计 考生姓名: XXXXXX 准考证号: XXXXXXXXXXXX 专业层次:本科 指导教师: XXXXXXX 院(系):机械与动力工程学院 重庆科技大学 二O一二年九月二十日

摘要 随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,它广泛用于打印机、电动玩具等消费类产品以及数控机床、工业机器人、医疗器械等机电产品中,其在各个国民经济领域都有应用。研究步进电机的控制系统,对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。 步进电机是一种能将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件,步进电机控制系统主要由步进控制器,功率放大器及步进电机等组成。采用单片机控制,用软件代替上述步进控制器,使得线路简单,成本低,可靠性大大增加。软件编程可灵活产生不同类型步进电机励磁序列来控制各种步进电机的运行方式。 本设计是采用AT89C51单片机对步进电机的控制,通过I/O口输出的时序方波作为步进电机的控制信号,信号经过芯片ULN2003驱动步进电机。 实践证明,基于单片机控制的步进电机比传统的步进控制器具有更好的性能,更加简单、方便、可靠。本设计的主要研究对象就是开环伺服系统中最常用的执行器件——步进电机。 关键词:步进电机,单片机,正反转控制,键盘控制,LCD液晶显示

基于单片机的步进电机控制器 毕业设计论文

基于单片机的步进电机控制器毕业设计论文 目录 第1章绪论 (3) 1.1引言 (3) 1.2步进电机常见的控制方案与驱动技术简介 (5) 1.2.1常见的步进电机控制方案 (5) 1.2.2步进电机驱动技术 (7) 1.3本文研究的内容 (9) 第2章步进电机概述 (10) 2.1步进电机的分类 (10) 2.2步进电机的工作原理 (11) 2.2.1结构及基本原理 (11) 2.2.2两相电机的步进顺序 (11) 2.3 步进电机的工作特点 (14) 2.4本章小结 (16) 第3章系统的硬件设计 (17) 3.1系统设计方案 (17) 3.1.1系统的方案简述与设计要求 (17) 3.1.2系统的组成及其对应功能简述 (17) 3.2单片机最小系统 (19) 1

3.2.1AT89S51简介 (19) 3.2.2单片机最小系统设计 (24) 3.2.3单片机端口分配及功能 (25) 3.3串口通信模块 (25) 3.4数码管显示电路设计 (26) 3.4.1共阳数码管简介 (26) 3.4.2共阳数码管电路图 (27) 3.5电机驱动模块设计 (28) 3.5.1L298简介 (28) 3.5.2电机驱动电路设计 (29) 3.6驱动电流检测模块设计 (31) 3.6.1OP07芯片简介 (31) 3.6.2ADC0804芯片简介 (33) 3.6.3电流检测模块电路图 (36) 3.7独立按键电路设计 (37) 3.8本章小结 (37) 第4章系统的软件实现 (38) 4.1系统软件主流程图 (38) 4.2系统初始化流程图 (39) 4.3按键子程序 (40) 结论 (44) 2

基于51单片机的步进电机控制系统设计

基于51单片机的步进电机控制系统设计 中文摘要 步进电机是一种受脉冲信号控制,并且能将脉冲信号转化为相应的角位移或者线位移的数字电动机。由于步进电机具有步距误差不积累、运行可靠、结构简单、惯性小、成本低等优点,因此,被广泛使用于计算机外围电路、自动化控制装置以及其他的数字控制装置中,如打印机、钟表、数模转换设备等装置中。随着科学技术的快速发展,相应的控制系统也产生了很多种类,步进电机的身影在众多领域中可以看到。其中采用单片机作为控制核心的控制系统,由于其电路简单、成本低、可靠性强等优点,满足众多领域的需求,得到了大量的运用。因此,研究基于单片机的步进电机控制系统,具有重要的现实意义。本设计研究的是基于51单片机对步进电机的控制系统。通过单片机的I/O端口输出时序方波作为控制信号,信号经过芯片ULN2003驱动芯片驱动步进电机进行不同的指令进行工作。根据不同的需要,通过按键电路来控制步进电机的启停、正反转和加减速等功能,并在数码管上实时显示步进电机的工作状态。本文给出了电路各个模块的电路图,并用Proteus的ISIS软件对控制系统的各个功能进行了仿真,并给出了相应的仿真结果图像。 关键词:单片机;步进电机;电机驱动;控制系统

Abstract Stepper motor controlled by a pulse signal, and a pulse signal can be converted to the corresponding angular displacement or linear displacement of the digital motor. As the stepper motor has a step error does not accumulate, reliable, simple structure, small inertia, low cost, and therefore, are widely used in computer peripheral circuits, automatic control devices and other digital control devices, such as printers, watches and clocks , digital to analog conversion equipment, and other devices. With the rapid development of science and technology, the corresponding control system also produced many types of stepper motor figure can be seen in many areas. Which uses microcontroller as the control of the control system, because of its simple circuit, low cost, high reliability, etc., to meet the needs of many fields, we get a lot of use. Therefore, based on single-chip stepper motor control system has important practical design study is 51 single-chip stepper motor control system. As a control signal, the signal through the chip ULN2003 stepper motor drive to work through the microcontroller I / O port output timing square wave. Depending on the need, through the key circuit to control the start and stop, reversing and ramp functions such as stepper motors, stepper motors in real-time display and digital working condition. In this paper, the circuit diagram of each module, and with the ISIS Proteus software for each function control system simulation, and the simulation results are given corresponding image. Key words: microcontroller; stepper motor; motor drive; control system

基于单片机的步进电机驱动控制

基于单片机的步进电机驱动控制 一、步进电机概述 1.步进电机的定义 步进电机指的是以数字脉冲信号作为电机线或教位移的控制信号,并以数字脉冲频率对电机的转速进行控制的动力控制系统。 在负载正常范围的情况下,步进电机的运行状态只和数字脉冲发生器提供的信号的频率和脉冲占空比有关,一般情况下,电机的状态不受负载的影响。电机的运行角度只和每次所给予的脉冲信号强度有关,而电机的运行速度也只和脉冲信号的频率有直接关 系。这种采用弱点控制强电的控制方式使得步进电机在速度、位移等控制领域有着普通电机不能比拟的优势。 2.驱动控制系统框图 步进电机控制系统有着精确控制、运行稳定的特性,这一其他电机不能比拟的优势使得步进电机得到了广泛的应用。而一般对步进电机控制系统的驱动必须要包含脉冲信 号发生部分,功放部分和驱动控制部分等几个模块电路,我们根据这些通过的模块电路,可将步进电机控制系统的通用框图绘制如下: 在上图的步进电机驱动控制系统方框图中,控制步进电机运行状态的脉冲信号一 般由集成芯片产生,可以是单片机、等智能芯片,也可以是一般的数字电路集成芯片。信号分配环节则要根据步进电机的型号来选择,如四相步进电机有四相四拍和四相 八拍种信号分配的方式;两相步进电机有两相四拍和八拍等脉冲加载形式。功放部分 在驱动环节上显得尤为重要。动态平均电流是步进电机转矩大小的决定因素,前提条件 是电机的速度。电机力矩与平均电流成正比,驱动系统对电机的反电势消弱越多,则平 均电流就越大。 我们一般可以用恒压和恒压串电阻的方法来驱动,或者在条件允许的情况下我们可以用高低压驱动、恒流和细分数等方法来驱动实际的应用过程种,多采用数字集成驱 动芯片作为步进电机的驱动手段。 二、现阶段国内外步进电机驱动的常用方式 1.变频器控制方式 使用变频器对步进电机进行驱动控制时,可以很好的解决步进电机在启动和停止时 容易失步的问题,提高了系统的控制精度。但是变频器的应用成本较高,结构和操作也 比较复杂,无形中提高步进电机的控制难度。 2.PLC控制方式 使用ABB、西门子、欧姆龙等国际知名生产制造商研发的系列产品可以 实现对步进电机的理想化控制,但是基于核心的步进电机控制系统成本高昂,且 难以实现精确控制,在本系统中不太适合。 3.单片机控制方式 随着嵌入式系统在工业控制领域中的广泛应用,以单片机特别是系列单片机 作为控制核心的步进电机控制电路在生产生活领域得到了普及,单片机有着大规模数字

基于51系列单片机控制步进电机调速实验 (自动保存的)

基于51系列单片机控制步进电机调速实验 实验指导书 仇国庆编写 重庆邮电大学自动化学院 自动化专业实验中心 2009年2月

基于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)

51单片机控制四相步进电机解析

51单片机控制四相步进电机 2009年07月21日星期二 12:44 51单片机控制四相步进电机 2009-03-01 18:53 接触单片机快两年了,不过只是非常业余的兴趣,实践却不多,到现在还算是个初学者吧。这几天给自己的任务就是搞定步进电机的单片机控制。以前曾看过有关步进电机原理和控制的资料,毕竟自己没有做过,对其具体原理还不是很清楚。今天从淘宝网买了一个EPSON的UMX-1型步进电机,此步进电机为双极性四相,接线共有六根,外形如下 图所示: 详细内容: https://www.doczj.com/doc/1912476478.html,/31907887_d.h tml

拿到步进电机,根据以前看书对四相步进电机的了解,我对它进行了初步的测试,就是将5伏电源的正端接上最边上两根褐色的线,然后用5伏电源的地线分别和另外四根线(红、兰、白、橙)依次接触,发现每接触一下,步进电机便转动一个角度,来回五次,电机刚好转一圈,说明此步进电机的步进角度为360/(4×5)=18度。地线与四线接触的顺序相反,电机的转向也相反。 如果用单片机来控制此步进电机,则只需分别依次给四线一定时间的脉冲电流,电机便可连续转动起来。通过改变脉冲电流的时间间隔,就可以实现对转速的控制;通过改变给四

线脉冲电流的顺序,则可实现对转向的控制。所以,设计了如下电路图: C51程序代码为: 代码一 #include static unsigned int count; static unsigned int endcount; void delay(); void main(void)

基于51单片机的步进电机控制-

基于51单片机的步进电机控制 [摘要]本课程设计的内容是利用51单片机,达到控制步进电机的启动、 停止、正转、反转、两档速度和状态显示的目的,使步进电机控制更加灵活。步进电机驱动芯片采用ULN2803,ULN2803具有大电流、高电压,外电路简单等优点。利用四位数码管增设电机状态显示功能,各项数据更直观。实测结果表明,该控制系统达到了设计的要求。 关键字:步进电机、数码管、51单片机、ULN2803 一步进电机与驱动电路 1.1 什么是步进电机 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。 1.2 步进电机的种类 步进电机分永磁式(PM)、反应式(VR)、和混合式(HB)三种。永磁式步进一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为7.5度或15度;反应式步进一般为三相,可实现大转矩输出,步进角一般为1.5度,但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家80年代已被淘汰;混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相:两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。 1.3 步进电机的特点 1.精度高一般的步进电机的精度为步进角的3-5%,且不累积。可在宽广的频率范围内通过改变脉冲频率来实现调速,快速起停、正反转控制及制动等,这是步进电动机最突出的优点 2.过载性好其转速不受负载大小的影响,不像普通电机,当负载加大时就会出现速度下降的情况,所以步进电机使用在对速度和位置都有严格要求的场合; 3.控制方便步进电机是以“步”为单位旋转的,数字特征比较明显,这样就给计算机控制带来了很大的方便,反过来,计算机的出现也为步进电机开辟了更为广阔的使用市场;

基于单片机的步进电机控制系统设计

基于单片机的步进电机控制系统设计 摘要:本文介绍的是一种基于单片机的步进电机的系统设计,用汇编语言和C语言编写出电机的正转、反转、调速、停止程序,通过单片机、电机的驱动芯片ULN2001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LCD液晶显示器显示出来。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。该设计具有思路明确、可靠性高、稳定性强等特点,通过调试实现了上述功能。 关键词:步进电机;脉宽调制;驱动机构;单片机;转动 1 引言 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调速,快速起停、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,因此在打印机等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。随着微电子和计算机技术的发展,步进电动机的需求量与日俱增,

研制步进电机驱动器及其控制系统具有十分重要的意义。 2 步进电机的工作原理 步进电机的工作就是步进转动,其功用是将脉冲电信号变换为相应的角位移或是直线位移,就是给一个脉冲信号,电动机转动一个角度或是前进一步。步进电机的角位移量与脉冲数成正比,它的转速与脉冲频率(f)成正比,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。 3 方案设计 与其它的微处理器一样,开发步进电机驱动系统控制程序也需要一套完整的软件和硬件开发工具。近年来,随着以51单片机为内核的单片机的不断发展和普及,国外的一些公司纷纷推出了以51单片机为基础的集成开发环境。本次设计选用的单片机是AT89C51。 如图1所示的步进电机为一四相步进电机,采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电,就能使步进电机步进转动。图1为电感-电阻串联电路及其电流波形。 4 结论 采用单片机作为控制核心,利用其强大的功能,把按键电路和LCD显示电路,电机驱动电路有机的结合起来,组成

单片机课程设计-单片机控制步进电机

课程设计报告 题目单片机控制步进电机 课程名称单片机原理及接口技术 院部名称 专业自动化 班级M10自动化 学生姓名 学号 课程设计地点 课程设计学时 指导教师高峰 金陵科技学院教务处制 【注:根据课程设计大纲第四项具体要求撰写课程设计报告】

目录 1设计任务和要求 (3) 2设计思路 (4) 3系统硬件设计 (5) 3.1 硬件电路的工作原理 (5) 3.2步进电机模块 (5) 3.3控制模块 (6) 3.4主要元件介绍: (6) 4软件编程 (11) 5 调试过程与结果 (20) 5.1正转结果显示: (20) 5.1.1正转加速: (21) 5.1.2正转减速: (21) 6 总结与体会 (24) 7 参考资料 (26) 8 附录 (26)

1设计任务和要求 单片机课程设计是考察学生利用所学过的专业知识,进行综合的电机控制系统设计并最终完成实际系统连接,能够使学生对电气与自动化的专业知识进行综合应用,培养学生的创新能力和团队协作能力,提高学生的动手实践能力。最终形成一篇符合规范的设计说明书,并参加综合实践答辩,为后期的毕业设计做好准备。 本次设计考核的能力主要有: 1)专业知识应用能力,包括电路分析、电子技术、单片机、检测技术、电 气控制、电机与拖动、微特电机及其驱动、计算机高级语言、计算机辅 助设计、计算机办公软件等课程,还包括本专业的拓展性课程如变频器、组态技术、现场总线技术、伺服电机等课程。 2)项目设计与运作能力,团队协作能力,技术文档撰写能力,PPT汇报与 口头表达能力。 3)电气与自动化系统的设计与实际应用能力。 要求完成的工作量包括: 1)现场仿真演示效果。 2)学生结合课题进行PPT演讲与答辩。 3)学生上交课题要求的各类设计技术文档。

基于单片机AT89C52的步进电机的控制器设计

2012届毕业生毕业设计说明书 题目:基于单片机的步进电机的控制器设计 院系名称:信息科学与工程学院 专业班级:电子信息科学与技术 学生姓名:学号: 指导教师:教师职称: 2012年月日

毕业设计中文摘要 摘要 步进电机控制方式的实现有多种,可以采用电子电路控制,PLC控制和单片机控制的方式。近些年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测的更新,用单片机控制步进电机显得更加灵活和方便。本设计是用AT89C52单片机作为核心部件进行逻辑控制及信号产生,用单片机技术和C语言编程设计来进行步进电机的控制。通过人手动按开关实现步进电机的启动与停止。此外此系统还添加了步进电机的正转反转,加速及减速,屏幕显示功能。同时本文也通过了proteus软件的仿真,在仿真结果过能看出近似真实的效果。 关键词:步进电机单片机控制 AT89C52 proteus仿真

毕业设计外文摘要 Title The design of the control system of Step—motor Abstract Stepper motor control can be achieved in different ways, can be used early analog circuits, digital circuits or a combination of analog and digital circuit means. With the rapid development of science and technology in recent years, the application of SCM is a growing, while traditional control test drive rapid updates. This paper describes a core component of the AT89C52, as the signal generated by logic control and microcontroller technology and assembly language programming designed stepper motor control system, Start and stop of the stepping motor to handle the switch manually by people. In addition, this system also adds a stepper motor forward reverse, acceleration and deceleration, the screen display. Meanwhile, through software simulation in proteus, too can be seen that the approximation of the true effect of the simulation results. Keywords stepper motor microcontroller AT89C52 proteus simulation

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