基于51单片机控制步进电机毕业设计论文

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AbstractStepper 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目录中文摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)步进电机及其发展过程 (1)步进电机在我国的应用及前景 (2)本设计的研究内容 (2)步进电机的性能指标及工作原理 (3)步进电机的特点 (3)步进电机的种类 (4)步进电机的主要性能指标 (4)步进电机的工作原理 (6)步进电机控制系统的原理 (7)2 总体方案设计 (9)设计思路的选择 (9)单片机芯片的选择 (11)驱动电机芯片的选择 (12)显示电路的选择 (12)步进电机的选择 (13)3 控制系统的硬件电路设计 (14)键盘控制电路 (14)单片机最小系统电路 (15)数码管显示电路 (16)步进电机的驱动电路 (17)步进电机的其他电路 (18)4 控制系统的软件设计 (19)主程序流程图 (19)读按键子程序流程图 (20)按键处理子程序流程图 (21)电机控制中断程序流程图 (22)5 仿真与测试 (24)仿真软件介绍 (24)仿真的操作步骤 (24)电路板的焊接 (25)电路板的测试 (25)6 结论与展望 (27)致谢 (29)参考文献 (30)附录：系统总体电路图 (31)系统仿真原理图 (31)PCB打印图 (32)原件清单 (32)程序 (33)1 绪论步进电机及其发展过程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。

利用单片机AT89C51控制步进电机毕业论文(论文)广州城建职业学院毕业设计题目利用单片机AT89C51控制步进电机所在系机电与信息工程学院专业班级 10应用电子技术班学生姓名罗 X X学生学号 1004080123指导老师李有兵广州城建职业学院教务处制利用单片机AT89C51控制步进电机10应用电子技术班罗汉友指导教师：李有兵摘要步进电动机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的精密执行元件，由于步进电机具有控制方便、体积小等特点，所以在数控系统、自动生产线、自动化仪表、绘图机和计算机外围设备中得到广泛应用。

微电子学的迅速发展和微型计算机的普及与应用，为步进电动机的应用开辟了广阔前景，使得以往用硬件电路构成的庞大复杂的控制器得以用软件实现，既降低了硬件成本又提高了控制的灵活性，可靠性及多功能性。

在当今社会的各个领域步进电机无处不在，应用领域涉及机器人、工业电子自动化设备、医疗器件、广告器材、舞台灯光设备、印刷设备、计算机外部应用设备等等。

因此，设计出高精确度、实时监控、语音提示的步进电机具有重要的现实意义和实用价值。

本文介绍了单片机控制步进电机的系统。

步进电机是机电控制中一种常用的执行机构，其原理是通过对它每相线圈中的电流和顺序切换来使电机作步进式旋转。

本文先介绍了混合式步进电机的结构和工作原理，分析了细分驱动对于改善步进电机运行性能的作用，设计主要采用控制电路主要由AT89C51单片机、晶振电路、地址锁存器、译码器、数码管显示电路组成，单片机是控制系统的核心。

文中对整个系统的架构及硬件电路和驱动软件的实现都做了详细的介绍。

关键词AT89C51；步进电机；正反转目录第1章单片机控制系统概述 (3)1.1单片机系统概述 (3)1.2 AT89C51单片机概述 (4)第2章步进电机概述 (9)2.1 步进电机的基本介绍 (9)2.2 步进电机的特点及种类 (10)2.3 步进电机的选择 (11)第3章单片机编程软件概述 (12)3.1 Keil软件简介 (12)3.2 Keil工程项目建立 (12)3.3 C语言程序代码 (13)第4章硬件电路设计 (21)4.1电路设计构思 (21)4.2 硬件电路设计 (23)结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)第1章单片机控制系统概述1.1单片机系统概述随着材料科学、工艺技术、计算机技术的发展与进步，电路系统向着集成度极高的方向发展。

2015 届电子工程学院毕业设计选题审批单年级 12专业电子班级 1学生姓名蔡春雨学号1220090122选题单片机控制步进电机设计选题性质□设计□报告□其他选题论证：指导教师初审意见：签名：年月日毕业设计工作领导小组审批意见：签名：年月日毕业设计工作时间2015年月日至 2015年月日2015 届电子工程学院毕业设计开题报告及进度要求年级 2012 班级 1学生姓名蔡春雨学号1220090122指导教师桑红选题性质□设计□报告□其他选题单片机控制步进电机设计选题的目的和意义：选题研究的主要内容和技术方案：毕业设计工作日程安排时间段工作内容指导教师意见：成果要求：签字：年月日摘要步进电机是一种纯粹的数字控制电机，是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。

本文应用单片机AT89C51和脉冲分配器PMM8713，步进电机驱动器，光电隔离器4N25等，构建了步进电机控制器和驱动器为一体的步进电机控制系统。

通过AT89C51和脉冲分配器PMM8713完成步进电机的各种运行控制方式，实现步进电机在3相6拍的工作方式下的正反转控制和加减速控制。

并通过步进电机丝杠连动，带动XY工作台的直线运动，实现从起点A点到预定点B点的位移控制。

整个系统采用模块化设计，结构简单，可靠，通过人机交互换接口可实现各功能设置，操作简单，易于掌握。

该系统可应用于步进电机在机电一体化控制等大多数场合。

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、加减速控制、XY工作台目录摘要 (I)第一章绪论 (1)1.1 步进电机及其发展 (1)1.2 步进电机在我国的发展应用及前景 (1)1.3 本文研究内容 (2)2.1 步进电机的概念 (3)2.2 步进电机的特点 (3)2.4 步进电机的结构及工作原理 (4)2.4.1 结构 (4)2.4.3 工作原理 (4)2.4.4 工作方式（三相） (5)2.5 步进电机的常用术语 (5)2.6 步进电机的振荡和失步 (6)2.6.1 振荡 (6)2.6.2 失步 (7)2.7 阻尼方法 (7)第三章步进电机的驱动 (8)3.1 单电压功率驱动接口 (8)3.2 双电压功率驱动接口 (9)3.3 高低压功率驱动接口 (9)第四章步进电机的单片机控制 (11)4.1 步进电机控制系统组成 (11)4.2 步进电机控制系统原理 (11)4.2.1 脉冲序列的生成 (11)4.2.2 方向控制 (12)4.3 脉冲分配 (12)4.3.1 通过软件实现脉冲分配 (12)4.3.2 通过硬件实现脉冲分配 (13)4.4 步进电机与微型机的接口电路 (14)第五章步进电机的运行控制 (16)5.1 步进电机的速度控制 (16)5.2 步进电机的位置控制 (16)5.3 步进电机的加减速控制 (17)6.3 程序框图 (19)6.4 汇编程序 (21)设计总结 (23)参考文献 (24)第一章绪论1.1 步进电机及其发展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。

基于51单片机控制步进电机毕业设计论文LTDesign of stepping motor control system based on single chip microcomputerAbstractStepping motor is a kind of by electric pulse signal to control actuator, because it is easy to control, small size and other characteristics, so in the CNC system, automatic production lines, automatic instrument, drawing machine and printer has a widely application. The popularization and application of microelectronic technology and rapid development of micro computer, and gradually into the application field of the motor, which makes before hardware circuit controller of large and complex can now be used software to achieve. This not only reduces the cost of hardware, but also improves the flexibility, reliability and functionality of the control. Because of the stepper motor with instantaneous start, rapid stop, high accuracy, and with the composition of the open loop system is simple, cheap, and very practical. Therefore, the design of based on single-chip stepper motor control system has great value and broad application.This paper mainly studies the design of the stepper motor system based on single chip microcomputer. The content of the subject includes the principle of step motor and single chip microcomputer, the stepper motor drive circuit is analyzed, and the system hardware circuit and program are designed and tested. The design of stepping motor control system adopts the method of software and hardware co simulation, which can effectively reduce the time and cost of the system development. Using Protues simulation software to complete the motor positive inversion, deceleration and stop start and other basic functions, using single chip microcomputer, stepping motor drive chip, character type LCD and keyboard array element module, the design of the controller and the driver for one step into the simulation of motor control system, realizes the function of the stepper motor range setting, position control and real-time display of a step into the working state of the motor. The hardware of the system consists of control circuit, display circuit, alarm feedback circuit and drive circuit, the corresponding software program is designed according to the hardware circuit, and the debugging and analysis are carried out. The design system has the characteristics of clear thinking, high reliability, strong stability and so on.Keywords: stepping motor ;drive circuit;single chip microcomputer;simulation and control system目录第一章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2课题的目的和意义 (1)1.3课题的内容 (2)第二章步进电机的结构与特点 (3)2.1步进电机的构造 (3)2.2步进电机的工作原理 (4)2.3步进电机的主要特征 (5)2.4步进电机绕组的电气特性 (7)2.5步进电机的选型 (8)第三章设计原理分析 (9)3.1设计目的 (9)3.2设计要求 (9)3.3总体设计方框图 (10)3.4设计方案论证 (10)3.4.1系统控制方案 (10)3.4.2驱动模块方案选择 (13)3.4.3最终方案确定 (15)第四章步进电机控制系统硬件设计 (15)4.1单片机最小系统 (15)4.2 控制电路 (17)4.3 驱动电路 (19)4.4 显示电路 (20)4.5 位移越界报警电路 (21)4.6 状态指示灯显示电路 (22)第五章步进电机控制系统软件设计 (23)5.1主程序设计 (23)5.2 LCD显示程序设计 (25)5.3转速控制程序设计 (27)5.4程序设计 (28)5.5角度设定程序设计 (29)5.6位移设定程序设计 (31)第六章仿真结果与分析 (34)6.1整体硬件设计图 (34)6.2测试 (34)6.3误差分析 (39)第七章总结 (40)参考文献 (42)致谢 (45)第一章绪论1.1课题背景步进电机作为控制执行器，广泛应用于各种控制领域[1]。

基于单片机的步进电机控制设计毕业论文摘要：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，广泛应用在各种自动化控制系统。

本设计以AT89C51单片机为核心，对步进电机进行控制，通过按键实现步进电机正转、反转、加速、减速，并使用LED显示电机速度。

经过PROTEUS仿真和硬件焊接，结果表明，系统实现了要求。

该电路简单，可靠性强，运行稳定。

关键词：AT89C51；ULN2003；LED；步进电机单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。

采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。

例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。

同时用单片机还可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。

例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。

目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。

综合所述，单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面。

另一方面，单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。

从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。

这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命[2]。

步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，随着工业自动化的发展，步进电机的应用也越来越广泛，广泛应用在各种自动化控制系统中。

步进电机是一种用于开环控制的驱动元件。

它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。

基于51单片机的步进电机控制系统设计步进电机是一种特殊的直流电动机，具有定角度、定位置、高精度等特点，在许多领域得到广泛应用，如机械装置、仪器设备、医疗设备等。

本文将基于51单片机设计一个步进电机控制系统，主要包括硬件设计和软件设计两部分。

一、硬件设计步进电机控制系统的硬件设计主要包括51单片机、外部电源、步进电机驱动模块、以及其他辅助电路。

1.51单片机选择由于步进电机控制需要执行复杂的算法和时序控制，所以需要一个性能较高的单片机。

本设计选择51单片机作为主控芯片，因为51单片机具有丰富的外设接口、强大的计算能力和丰富的资源。

2.外部电源步进电机需要较高的电流供给，因此外部电源选择稳定的直流电源，能够提供足够的电流供电。

电源电压和电流的大小需要根据具体的步进电机来确定。

3.步进电机驱动模块步进电机驱动模块是连接步进电机和51单片机的关键部分，它负责将51单片机输出的脉冲信号转化为对步进电机的驱动信号，控制步进电机准确转动。

常用的步进电机驱动芯片有L297、ULN2003等。

4.其他辅助电路为了保证步进电机控制系统的稳定运行，还需要一些辅助电路，如限流电路、电源滤波电路、保护电路等。

这些电路的设计需要根据具体的应用来确定。

二、软件设计1.系统初始化系统初始化主要包括对51单片机进行外部中断、定时器、串口和IO 口等初始化设置。

根据实际需求还可以进行其他模块的初始化设置。

2.步进电机驱动程序步进电机的驱动程序主要通过脉冲信号来控制电机的转动。

脉冲信号的频率和脉冲宽度决定了电机的转速和运行方向。

脉冲信号可以通过定时器产生，也可以通过外部中断产生。

3.运动控制算法步进电机的运动控制可以采用开环控制或闭环控制。

开环控制简单，但无法保证运动的准确性和稳定性；闭环控制通过对电机转动的反馈信号进行处理来调整脉冲信号的生成，从而实现精确的运动控制。

4.其他功能设计根据具体的应用需求，可以加入其他功能设计，如速度控制、位置控制、加速度控制等。

文章标题：基于51单片机的步进电机红外控制系统的设计引言在现代科技发展迅速的时代，控制系统已经被广泛应用于各个领域。

其中，基于51单片机的步进电机红外控制系统的设计，不仅在工业领域有着重要的作用，同时也在家电领域、智能家居等方面得到了广泛的应用。

本文将从步进电机控制系统的设计原理、红外控制的基本概念以及基于51单片机的系统设计方案等方面展开深入探讨。

一、步进电机控制系统的设计原理步进电机是一种将电脉冲信号转换为机械位移的执行元件，其控制系统设计原理是核心。

以步进电机为执行元件的控制系统通常包括电脉冲发生电路、电流驱动电路、位置控制逻辑电路以及接口电路等模块。

在系统设计中，需要考虑步进电机的类型、工作方式、转动角度以及控制精度等因素，以选择合适的控制方案和相关元器件。

针对步进电机的控制系统设计，首先需要从硬件电路和软件控制两个方面进行综合考虑。

硬件方面需要设计合适的脉冲发生电路和驱动电路，并根据具体场景考虑相关的接口电路，以实现步进电机的控制和驱动。

而软件控制方面，则需要编写相应的控制程序，使得系统能够根据具体的控制要求进行精准的控制和调节。

二、红外控制的基本概念红外控制是一种常见的无线遥控技术，通过使用红外线传输信号来实现对设备的控制。

通常包括红外发射器和红外接收器两个部分，发射器将控制信号转换成红外信号发送出去，接收器接收红外信号并将其转换成电信号进行处理。

在实际应用中，红外控制技术已经被广泛应用于各种家电遥控器、智能家居系统以及工业自动化领域。

红外控制的基本原理是在发射器和接收器之间通过红外线进行双向通信，通过调制解调的方式进行信号的传输和解析。

设计基于红外控制的步进电机系统需要考虑红外信号的发射和接收过程，以及相关的解析算法和信号处理。

信号的稳定性、抗干扰能力以及传输距离等也是需要考虑的重要因素。

三、基于51单片机的系统设计方案在步进电机红外控制系统的设计中，选择合适的控制芯片和处理器是至关重要的。

摘要步进电机是一种进行精确步进运动的机电执行元件，它广泛地用于工业机械的数字控制。

为使系统的可靠性，通用性，可维护性以与性价比最优，根据控制系统功能要求与步进电动机应用环境，确定了设计系统硬件和软件的功能划分，从而实现了基于8051单片机的四相步进电动机的开环控制系统。

控制系统通过单片机存储器、I/O口、中断、键盘、LED显示器的扩展，步进电动机的环形分配器、驱动与保护电路、人机接口电路、中断系统与复位电路、单电压驱动电路等的设计。

实现了四相步进电动机的正反转、急停等功能。

为实现单片机控制步进电动机系统在数控机床上的特殊应用，系统设计了两个外部中断，以实现步进电动机在某段时间的反复正反转功能，也即数控机床的刀架自动进给运动。

关键词：8051单片机，四相步进电动机，控制ABSTRACTThe stepping motor is a precision electromechanical incremental actuator.It widely uses the digital approach for control of industrial machines.For dependable,in general use that make system,can support sex an sex price ratio superior,divide the line according to control system funcion request and a function for entering electric motor applying environment,making sure designing system hardware with softwares, from but realizes to base on single chip microcomputer 8051 of four mutually the step enters the dynamoelectric opening the wreath the control the system.The control system passes the single saving maching,I/O in a machine, break off,the keyboard, the display of LED expands, a wreah for entering elecreic motor form assigns the machine,drive and the design of its protection electric circuit, man-machine connection electric circuit,interrupt system and reset circuit, single-voltage driver circuit and so on,realizes four mutually the step enters the electric motor positive and negative to turn, nasty stop to wait the function.For realizing single chip microcomputer control a special application for entering electric motor system in severalth contorling machine bed, the system designed two exteriors breaks off,toing realize a the step enters electric motor is in a certain time of again and again positive and negative turn the function, also count namely the knife that control the machine bed isautomatic to enter to the sport.KEYWORD：single chip microcomputer 8051；four-phase stepper motor ；control目录摘要Abstract第一章引言 (1)1.1 课题的来源与意义 (1)1.1.1 课题的意义 (2)第二章步进电动机原理与其控制技术 (5)2.1 步进电动机的原理 (5)2.2 步进电动机的速度与其加减速控制 (6)2.2.1 步进电动机的速度控制 (6)2.2.2 步进电动机的加、减速控制 (6)2.3 步进电动机的驱动系统 (7)第三章系统总体设计简介 (8)3.1 系统功能 (8)3.2 系统组成与其器件选择 (9)3.2.1 系统组成 (9)3.2.2 器件选择 (9)3.3 系统的可靠性与抗干扰设计 (10)3.3.1 软件的可靠性设计 (10)3.3.2 硬件抗干扰措施 (10)3.3.3 软件抗干扰措施 (11)第四章硬件的设计 (12)4.1 单片机控制步进机系统原理图与说明 (12)4.1.1 系统模块之一—四相混合式步进电动机环形分配器 (12)4.1.2 系统模块之二—四相步进电动机驱动与保护电路 (14)4.1.3 系统模块之三—人机接口电路 (14)4.1.4 系统模块之四—中断系统与复位电路 (14)4.1.5 系统模块之五—各档直流电源 (15)4.2 单片机原理 (16)4.2.1 MCS—51单片机 (16)4.2.2 MCS—51单片机引脚功能 (17)4.2.3 MCS—51单片机的存储器结构 (20)4.2.4 并行输入与输出端口结构 (21)4.3 单片机的片外总线结构 (25)4.3.1 单片机的片外总线结构 (25)4.4 系统外设接口 (27)4.4.1 键盘接口原理 (27)4.4.2 键盘的控制要求 (29)4.5 译码器与地址锁存器 (30)4.5.1 3—8译码器：74LS138 (30)4.5.2 地址锁存器：74LS373 (30)第五章软件的设计 (32)5.1 软件设计流程图 (32)5.2 设计相关程序 (34)结论 (44)参考文献 (45)致 (47)附录 (48)第一章引言1.1 课题的来源与意义早在十九世纪三十年代就出现了步进电动机，那时候的步进电动机实际上是一种可以自由回转的电磁铁，工作原理同今天的反应式步进电动机没有什么区别。

摘要：步进电动机是一种将脉冲信号变换成相应的角位移(或线位移)的电磁装置，是一种特殊的电动机。

由于其精确性以及其良好的性能在实际当中得到了广泛的应用。

本文介绍了以51系列单片机AT89S52为控制核心所设计的步进电机（型号42BYG016）控制系统，从系统的硬件电路以及软件的设计方面实现了对步进电机的控制。

并且由传感器EE-EX672采集转速数据进而进行关于速度的闭环控制，经过实际应用电路证明，该仿真控制系统的随动性能好，抗干扰能力强，稳定性好。

关键词：单片机、步进电机、光电开关、PID算法、闭环控制一、步进电机1.1 步进电机的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执行机构。

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。

1.2 步进电机的特点本实验所用的步进电机为感应子式步进电机（型号为42BYG016）。

感应子式步进电机与传统的反应式步进电机相比，结构上转子加有永磁体，以提供软磁材料的工作点，而定子激磁只需提供变化的磁场而不必提供磁材料工作点的耗能，因此该电机效率高，电流小，发热低。

因永磁体的存在，该电机具有较强的反电势，其自身阻尼作用比较好，使其在运转过程中比较平稳、噪音低、低频振动小。

感应子式步进电机某种程度上可以看作是低速同步电机。

一个四相电机可以作四相运行，也可以作二相运行。

（必须采用双极电压驱动），而反应式电机则不能如此。

例如：四相八拍运行（A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A）完全可以采用二相八拍运行方式.不难发现其条件为C=,D=. 一个二相电机的内部绕组与四相电机完全一致，小功率电机一般直接接为二相，而功率大一点的电机，为了方便使用，灵活改变电机的动态特点，往往将其外部接线为八根引线（四相），这样使用时，既可以作四相电机使用，可以作二相电机绕组串联或并联使用。

毕业设计论文题目：温度自动控制系统实现学院：专业：学生姓名：学号：指导教师：职称：第2页共52 页摘要温度控制是我们工业生产过程和日常生活中经常遇到的过程控制；在我们日常生活中，家里的饮水机、电风扇、空调、暖气开关、宿舍的热水系统无不需要用到自动温控系统。

而要实现对多个温度系统的控制目前在市场上是很少的，单个的主机对各个温控的对象进行控制显得资源浪费，为了解决这个问题，实现一个主机对多个系统进行控制，本课题主要对实现了双通道的温度自动控制系统的说明。

本设计主要是基于STC89C51单片机和DS18B20温度传感器的温度自动控制系统，并采用1602液晶屏作为温度显示模块，设计中充分利用单片机的管脚资源，实现两个通道的温度控制系统，独立键盘可以对正常温度的范围进行设定，还可选择工作的测温通道，控制模块主要是通过控制信号的输出实现对相关升降温器件进行开关控制，从而实现一个双通道的温控自动控制系统。

设计中采用MCS-51单片机来对温度进行控制，是因为其具有控制方便、组态简单和灵活性大，集成度高，功能强，通用性好，特别是它具有体积小，重量轻，能耗低，价格便宜，可靠性好，抗干扰能力强和使用方便等方面的独特的优点；而且可以大幅度提高被控温度的技术指标。

所以此装置不仅轻便、稳定，而且功能非常实用。

本文从硬件电路的设计、软件设计两方面介绍了MCS-51单片机温度控制系统的设计思路，对硬件原理图和程序框图作了简单的描述，对设计的实现过程和调试过程也做了相应的说明。

关键字：单片机；1602液晶屏；DS18b20；温度控制AbstractTemperature control is our industrial processes and frequently encountered in everyday life process control; in our daily life, home water dispenser, electric fans, air conditioning, heating switch, dormitories not need to use a hot water system has no automatic temperature control system . In order to achieve a plurality of temperature control of the system currently on the market is very small, for each individual host objects to control the temperature becomes waste of resources, and in order to solve this problem, the realization of a system for controlling a plurality of host the project implements a dual-channel automatic temperature control system.This design is based mainly on STC89C51 MCU and DS18B20 temperature sensor automatic temperature control system, and the use of 1602 as a temperature LCD display module, designed to fully utilize the microcontroller pin resources to achieve two-channel temperature control system can separate keyboard setting the normal temperature range, temperature may choose to work channel, the control module is implemented by a control signal output of the relevant switching control of heating and cooling devices, in order to achieve a two-channel control system for automatic temperature control. Design used in MCS-51 microcontroller to control the temperature, because of its easy to control, configuration simplicity and flexibility, high integration, strong function, versatility, and in particular, it has small size, light weight, consumption is low, cheap, good reliability, anti-interference ability and ease of use of the unique advantages; controlled temperature and can greatly improve the technical specifications. So this device is not only lightweight, stable, and is very practical.This article from the hardware circuit design, software design introduces two MCS-51 microcontroller temperature control system design, hardware schematics and block diagram briefly described, the realization of the design process and the debugging process has made the corresponding instructions.Keywords: SCM; 1602 LCD screen; DS18b20; temperature control引言 (6)1 绪论 (6)1.1 温度测量与控制技术的发展与现状 (6)2 设计任务 (7)3 设计构思及理论 (8)3.1 设计思路 (8)3.2 方案论证 (9)3.2.1 主机模块 (9)3.2.2 显示模块 (9)3.2.3 温度测量 (9)4 系统电路的设计及原理说明 (10)4.1 电路系统说明 (10)4.2 电路设计说明 (10)4.2.1 单片机电路 (11)4.2.2供电系统电路 (11)4.2.3 显示模块电路 (12)4.2.4 时钟电路 (12)4.2.5 复位电路 (13)4.2.6 按键电路 (13)4.2.7 报警电路 (14)4.2.8 控制电路 (15)4.2.9 保护电路 (15)5 关键元器件介绍 (16)5.1 STC89C51单片机 (16)5.1.1单片机主要功能 (16)5.1.2 51单片机常用管脚功能 (16)5.1.3 单片机内部寄存器 (18)5.1.4 常见的寄存器 (19)5.2 LCD1602液晶屏 (19)5.2.1 1602液晶屏的优点 (19)5.2.2 管脚功能 (20)5.2.3 指令说明及时序 (20)5.2.4 地址映射及标准字库表 (22)5.3 DS18b20温度传感器 (22)5.3.1 DS18B20的简介 (22)5.3.3 DS18b20初始化操作流程 (23)5.3.4 DS18B20与单片机的典型接口设计 (25)5.3.5数据采集电路的设计 (25)6 系统原理图及PCB图 (25)6.1系统原理图 (25)6.2 系统PCB图 (26)7 软件设计 (26)7.1 软件组成 (27)7.2 主程序模块 (27)7.3 数据采集模块 (28)7.3.1 初始化程图 (28)7.4 温度设置模块 (30)7.5 软件抗干扰措施 (31)8 结论 (32)谢辞 (33)参考文献 (33)附录 (34)引言温度是生活及生产中非常基本的物理量，它是物体冷热程度的表征。

基于MCS-51单片机的步进电机系统摘要本文通过MCS-C51单片机对步进电机进行控制，主要介绍了步进电机控制系统，驱动电路和LED显示电路的设计，包括硬件系统设计和系统软件设计，来实现步进电机的控制，系统为一自动控制系统，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，在步进电机控制系统的设计中，重点阐述了脉冲产生电路以及对速度的控制，该系统具有成本低，控制方便的特点。

采用MCS-C51单片机指令系统进行编程来实现软件部分测试，系统能实现上述功能。

关键词：MCS-C51 步进电机控制系统AbstractIn this paper, MCS-51 microcontroller to control the stepper motor, stepper motor control are introduced system, drive circuit and LED display circuit design, including hardware, system design and system software design, to achieve the stepper motor control system an automatic control system, key to the microcontroller through the delivery control signal to control the stepper motor speed and reversing, the stepper motor control system design, focuses on the pulse generator circuit and the speed control, the system is low cost and convenient control features. With MCS-C51 microcontroller instruction to implement software programming some of the test, the system can achieve these functions.Keywords: MCS-51 Stepping Motor Control system目录摘要-----------------------------------------------------------1 Abstract-------------------------------------------------------1目录-----------------------------------------------------------2前言-----------------------------------------------------------41单片机发展概述1.1单片机的基本概念----------------------------------------41.2MS-51单片机内部结构-------------------------------------41.3MS-51单片机引脚及功能-----------------------------------52步进电机发展概述2.1步进电机简介-----------------------------------------62.2步进电机分类-----------------------------------------62.2反应式步进电机原理及结构2.2.1步进电机基本原理--------------------------------7 2.2.2步进电机转速控制原理----------------------------8 2.3步进电机驱动控制系统----------------------------------83硬件电路设计3.1单片机外围电路---------------------------------------------9 3.2步进电机及驱动电路-----------------------------------------9 3.3数码管及驱动电路-------------------------------------------10 3.4按键电路设计-----------------------------------------------104软件电路设计4.1数码管显示设计4.1.1数码管流程图------------------------------------------11 4.1.2数码管程序--------------------------------------------11 4.2步进电机流程图-----------------------------------------------12总结-------------------------------------------------------------13致谢-------------------------------------------------------------14参考文献---------------------------------------------------------15前言步进电机最早是在19世纪20年代由英国人开发的，50年代后期晶体管的发明也逐渐应用于步进电机上，对于数字化的控制变得更为容易。

微机原理与接口技术课程设计报告基于51单片机的步进电机控制系统毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

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对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

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作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

基于51单片机的步进电机控制系统设计与实现步进电机控制系统是基于51单片机的一种控制系统，它主要用来控制步进电机的转动方向和转速等参数。

下面详细解释一下这个系统的设计和实现。

1. 系统硬件设计步进电机控制系统的硬件主要包括51单片机、驱动电路、步进电机和电源等部分。

其中，驱动电路是控制步进电机的关键，它通常采用L298N芯片或ULN2003芯片等常用的驱动模块。

在硬件设计方面，主要需要考虑以下几个方面：（1）步进电机的种类和规格，以便选择合适的驱动电路和电源。

（2）驱动电路的接线和参数设置，例如步进电机的相序、脉冲频率和电流大小等。

（3）电源的选取和参数设置，以满足系统的供电要求和安全性要求。

2. 系统软件设计步进电机控制系统的软件设计主要包括编写控制程序和调试程序。

其中，控制程序是用来实现步进电机的正转、反转、加速和减速等控制功能，而调试程序则用来检测系统的电路和程序的正确性和稳定性。

在软件设计方面，主要需要考虑以下几个方面：（1）确定控制程序的算法和流程，例如使用“循环控制法”或“PID控制法”等控制方法。

（2）选择编程语言和编译器，例如使用汇编语言或C语言等。

（3）编写具体的控制程序和调试程序，并进行测试和调试，以确保程序的正确性和稳定性。

3.系统实现步进电机控制系统的实现主要包括硬件组装和软件烧录两个部分。

在硬件组装方面，需要按照硬件设计图纸进行零部件的选取和电路的组装，同时进行电源和信号线的接入。

在软件烧录方面，需要使用专用的编程器将程序烧录到51单片机的芯片中，并进行相应的设置和校验。

总之，基于51单片机的步进电机控制系统是一个功能强大、应用广泛的控制系统，可以实现精密控制和自动化控制等多种应用，具有很高的实用价值和研究价值。

本科生毕业设计（文献综述）题目：步进电机的设计与仿真姓名：学号：系别：电气工程专业：电气工程及其自动化年级：指导教师：步进电机控制器的设计与仿真——文献综述一选题的背景与意义步进电机作为一种将电脉冲信号转化为机械角位移或者线位移的机电元件,它能够在不涉及伺服系统复杂反馈环路的情况下实现良好的定位精度,并且具有性价比高、易于控制及无累计误差等优点,在民用、工用的经济型数控开环定位系统中获得了广泛的应用,且具有较高的实用价值。

步进电动机与一般电动机不同。

它的角位移量或者直线位移量正比于电脉冲数,而其线速度或者转速则正比于脉冲频率。

并且,在负载能力变化范围内,不会因电源电压、负载、环境条件的波动而变化[5]。

另外,步进电动机还可以在较宽的范围内,通过改变脉冲频率来调速;能够快速起动、制动和正反转;并且步进电动机还有一定的自锁功能。

由于步进电动机具有上述特点,因此由它和驱动控制器组成的开环数控系统,既具有较高的控制精度,良好的控制性能,又能稳定可靠的工作。

这些优点使得步进电动机在庞大的电机家族中占有不可替代的位置。

而混合式步进电动机的设计方法使得它就像是反应式和永磁式步进电动机的结合,可以像反应式一样的小步距,也具有永磁式控制功率小、绕组电感较小的特点。

目前广为使用的是两相混合式步进电动机,它的典型结构是定子8个极,转子齿数为50个,步距角为1.8度，它是上世纪60年代的美国专利,70年代初因应用于计算机外设,且专利保护的取消而迅速发展，但是它存在着两个明显的固有缺点,一个是步距角较大,使得低速转动时有较严重的振动和噪声,另一个是当频率突变过大时容易堵转、丢步或者过冲,这两个缺点对定位系统的精度会产生较大的影响。

步进电机作为一种机电一体化设备,电机本身固有的问题可通过驱动器或者控制器来弥补。

采用细分驱动技术可以大大减少低速转动时的振动和噪音,还可以起到减小步距角、提高分辨率、增大输出力矩的效果；采用升降频控制技术,则可以克服步进电机高速起停时存在的堵转、丢步或者过冲等问题,使步进电机转动得更加平稳、定位更加精确一个好的控制器可以使步进电动机控制更灵活,在很大程度上改善其运行性能。

学校代码 ***** 学号 ********本科学年论文题目基于微型计算机的步进电机系统设计院系内蒙古大学鄂尔多斯学院专业名称自动化年级 2008 级学生姓名薛金朋指导教师王鑫2011年06月20日学年论文指导教师评阅意见学生姓名薛金朋专业班级自动化学号0086100508级（论文）题目基于微型计算机的步进电机系统设计指导教师王鑫教师职称助教学年论文评语评定成绩：指导教师签名：年月日原创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

论文中包含其他人已经发表或撰写过的研究成果已添加相应注释，而且不包含为获得内蒙古大学及其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同学对本系统所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。

如有雷同，纯属巧合。

学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期：基于微型计算机的步进电机系统设计姓名薛金朋专业自动化年级2008级摘要如今单片机由于其体积小，性能完善，所以广泛应用于各个行业中。

本文设计了基于STC89C52单片机的步进电机驱动系统。

本系统中，主要完成了按键控制步进电机起停、正反转、加减速再输出显示等功能。

我们试着用所学的知识，通过实践来掌握应用设备的工作原理。

关键词：单片机，步进电机，串口通信，供电，LCD1602STEPPER MOTOR MICRO-COMPUTER BASED SYSTEM DESIGNABSTRACTNow because of its small size, microcontroller is perfect in performance, so widely used in various industries. In this paper, based on the single chip STC89C52 stepping motor driven system. The system, and the main completed the button control step motor, and the stop and turn, and slow down and the output shown etc. Function. We try to use of knowledge, through the practice to master the application equipment principle of work.KEYWORDS：singlechip，step motor，serial，communication，power supply，LCD1602目录引言 (1)1 设计任务及思路 (2)1．1 供电模块 (2)1．2 串行通信模块 (3)1．3 按键模块 (4)1．4 指示灯模块 (5)1．5 显示模块 (5)1．6 电机模块 (6)2 软件编程思路及流程 (8)2．1 主程序 (8)2．2 键盘扫描程序 (9)2．3 LCD显示程序 (10)2．4 步进电机驱动程序 (11)3 系统评价及改进 (12)3．1 系统优点 (12)3．2 系统缺点 (12)3．3 系统改进 (12)4 结论 (12)5 学习心得 (12)引言在经济与科技共同发展的今天，为了满足人们的需要，汽车、电梯等工具已经是人们居家旅游必不可少的元素。