基于单片机原理的步进电机的正反转程设计报告书

基于stm32单片机的步进电机实验报告步进电机是一种将电脑控制信号转换为机械运动的设备，常用于打印机、数码相机和汽车电子等领域。

本实验使用STM32单片机控制步进电机，主要目的是通过编程实现步进电机的旋转控制。

首先，我们需要了解步进电机的基本原理。

步进电机是一种能够按照一定步长精确旋转的电机。

它由定子和转子两部分组成，通过改变定子和转子的电流，使转子按照一定的角度进行旋转。

在本实验中，我们选择了一种四相八拍步进电机。

该电机有四个相位，即A、B、C、D相。

每个相位都有两个状态：正常（HIGH）和反向（LOW）。

通过改变相位的状态，可以控制步进电机的旋转。

我们使用STM32单片机作为控制器，通过编程实现对步进电机的控制。

首先，我们需要配置STM32的GPIO口为输出模式。

然后，编写程序通过改变GPIO口的状态来控制步进电机的旋转。

具体来说，我们将A、B、C、D相分别连接到STM32的四个GPIO口，设置为输出模式。

然后，通过改变GPIO口输出的电平状态，可以控制相位的状态。

为了方便控制，我们可以定义一个数组，将表示不同状态的四个元素存储起来。

通过循环控制数组中的元素，可以实现步进电机的旋转。

在实验中，我们通过实时改变数组中元素的值，可以实现不同的旋转效果。

例如，我们可以将数组逐个循环左移或右移，实现步进电机的正转或反转。

在实验过程中，我们可以观察步进电机的旋转情况，并根据需要对程序进行修改和优化。

可以通过改变步进电机的旋转速度或步进角度，来实现更加精确的控制。

总结起来，通过本次实验，我们了解了步进电机的基本原理，并通过STM32单片机控制步进电机的旋转。

通过编写程序改变GPIO口的状态，我们可以实现步进电机的正转、反转和精确控制。

这对于理解和应用步进电机技术具有重要意义。

基于单片机的电动机正反转控制设计. .基于单片机的电动机正反转控制设计学生：xxx（指导教师：xxx）（xxxxxx电气信息工程学院）摘要：基于单片机的基本理论，本文设计了一种步进电机控制系统。

该系统通过软硬件的设计调试，实现步进电机能根据设定的参数进行开关加减速控制，使控制系统以最短的时间到达控制终点，而又不发生失步的现象；同时它能准确地控制步进电机的正反转，启动和停止。

硬件是以AT89C51单片机为核心的控制电路，主要包括：开关输入电路、液晶显示电路、步进电机的驱动电路等。

软件部分采用C语言编程，主要包括液晶显示程序、步进电机的正反转即快慢程序等。

通过仿真验证了本文设计系统的实用性能。

关键词：步进电机控制系统；调速；单片机The design of motor control system based on SCMStudent：Zhou Tianhang（Supervisor：Liu Yunxia）Electrical and Information Engineering Department of Huainan Normal UniversityAbstract: The basic theory based on SCM. this paper designs a kind of stepping motor control system. The systemgoes through the design of software and hardware. Realize the stepper motor can switch the acceleration and deceleration control according to the given parameters which makes the control system in the shortest time to finish and not out of step. At the same time, it can control the reversing the stepper motor accurately, start and stop. The hardware control circuit AT89C51 microcontroller as the core mainly. Include: switch input circuit, LCD displaying circuit, stepper motor drive circuit. The software is programmed by C language. Include: LCD display program and the stepper motor speed program .The practical performance of the design of the system is validated by simulation.Key words: Stepping motor control system; speed control; Single-xxx（指导教师：xxx）（xxxxxx电气信息工程学院）摘要：基于单片机的基本理论，本文设计了一种步进电机控制系统。

设计题目：基于单片机的步进电机控制系统设计设计目的：综合运用所学的《单片机原理及应用》的理论知识，通过实践加强对所学知识的理解，具备设计单片机应用设计系统的能力。

以单片机为核心设计一个步进电机控制系统，要求能够通过键盘设置步进电机的正转和反转，加速和减速。

并在LED 数码管显示器上显示步进电机转速。

通过了解系统的软硬件构成及其特点，详细掌握怎样通过单片机控制其输出来控制步进电机的运转，并对应地在数码管上显示出来，更加系统的了解步进电机的组成，工作原理，控制方法。

设计要求：【1】进行方案论证，说明步进电机控制系统的工作原理【2】设计控制系统所需的硬件电路，给出电路原理图和元器件清单。

【3】给出软件流程图并编写程序源代码。

【4】完成系统的调试，给出调试结果并分析。

【5】了解单片机的内部结构，组成，学习单片机的工作原理以及内部工作状态，并熟悉在不同时刻，单片机的输入输出情况【6】了解步进电机的分类和用途，掌握步进电机的内部结构以及工作原理，并学习单片机简单控制步进电机的正转和反转，加速和减速【7】使用keil和proteus等软件进行系统的仿真，并在开发板硬件上实现。

锻炼自己的编程，调试能力。

设计条件：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开环控制元件步进电机。

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，当步进驱动器接收到一个脉冲信号时，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。

称为“步距角”。

它的旋转是以固定的角度一步一步运行的，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。

电机的位置和速度与导电次数（脉冲数）和频率成一一对应关系。

而方向由导电顺序决定(贴图：电机结构)步进电机的控制是通过脉冲信号来控制的，将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。

单片机课程设计课题：单片机控制步进电机正反转设计系别：物理与电气工程学院专业：电气工程与其自动化姓名：陈玉琦（组长）学号：1411540指导老师：陈永超目录一．设计目的··4二．设计要求··4三．总体设计思路··4四．硬件设计··51 系统复位电路··52 系统时钟电路··63 系统电机与驱动部分··74 系统的显示电路··8五．软件设计··91 主程序的设计··92 显示子程序的设计··10六．整体电路图··14七．电路仿真··15八．设计总结··16附录··18参考文献··21步进电机正反转设计一、设计目的目的：系统地运用已学的理论知识解决实际问题的能力和查阅资料的能力。

培养一定的自学能力和独立分析问题、解决问题的能力，能通过独立思考、查阅工具书、参考文献，寻找解决方案；任务：完成所选题目的分析与设计，达到技术性能要求。

提交正式课程设计总结报告一份。

二、设计要求：1．具有速度和转向设定功能。

2．设置开始、停止以与正反转键。

3．转速以与转向由数码管显示。

三、总体设计思路方案与思路因为步进电机的控制是通过脉冲信号来控制的，将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。

所以怎样产生这个脉冲信号和产生怎样的信号是电机控制的关键。

用软件控制单片机产生脉冲信号，通过单片机的P1口输出脉冲信号，因为所选电机是两相的，所以只需要P1口的低四位P1.0~P1.3分别接到电机的四根电线上。

可以通过调整输出脉冲的频率来调整电机的转速，通过改变输入脉冲的顺序来改变转动方向，P0口接LED数码管，可以显示当前的电机转速和转向，设置复位键可使正在转动的电机停止转动，大概可分为如下图所示的几部分。

步进电机正反转实验报告步进电机正反转实验报告一、实验名称:步进电机正反转训练二、控制要求要求实现电机的正转三圈，反转三圈，电机正转和反转的频率可不相同，然后这样循环3次，3次后电机停止转动。

三、PLCI/O地址分配表PLC的I/O地址Y0电机转向输出点Y1电机的转速输出点连接的外部设备控制转速点CP控制转向点CW四、程序梯形图五、程序分析：M11、M12、M13的波形图M21、M22、M23的波形图电机正转的频率是20赫兹，通过MOV指令送到D5中，在电机正传三圈后，电机反转，反转的频率是40赫兹，通过MOV指令送到D5中。

电机正转3次，反转2次，再通过M23得电进入正转，重复上面的循环，即电机正转后再反转，M23才得电一次，所以可以加一个M23控制一个计数器计数，当计数器计数到3时，再通过计数器的常闭开关把M10线圈断电，从而实现电机停止。

扩展阅读：微机实验报告步进电机正反转及调速设计微机原理与接口设计实验报告步进电机正反转及调速设计专业：机械设计制造及其自动化班级：10090112小组成员：周先军10901239张赓10901240胡一国08901312组别：B5摘要：本系统是基于STM8系列单片机的步进电机转速转向控制器。

该系统采用STM8S103F3P6单片机作为主控制器，运用L298全桥驱动器驱动步进电机，通过摇杆、按键控制电机转速，并且通过1602液晶显示器显示当前转速。

该系统中使用的四相步进电机，具有控制精度高，转动扭矩大等特点，实际生产中有广泛的运用。

系统中除了传统按键控制外，还增加遥控控制，单片机通过AD读取摇杆控制信号，实时控制电机转速。

整个系统具有结构简单、可靠性高、成本低和实用性强等特点，具有较高的通用性和应用推广价值。

关键词：控制单片机控制驱动电路正反转摇杆四相步进电机STM8L2一、系统方案1.1控制系统方案方案一：采用8086系列单片机。

8086是Inter系列的16位微处理器，数据处理能力强。

电机控制课程设计报告书题目基于单片机原理的步进电机的正反转目录目录 (1)摘要 (1)1.概述 (2)1.1课程设计的任务和要求 (2)1.2设计思路框架 (3)1.3设计方案的模块解释 (3)2.系统硬件设计 (3)2.1单片机最小系统原理介绍 (3)2.1.1 AT89C51的工作原理 (4)2.1.2复位电路的工作原理 (7)2.1.3晶振电路的工作原理 (8)2.2电机驱动电路原理介绍 (9)3.系统软件设计 (10)3.1系统流程图 (10)3.2系统程序分析 (11)4．调试过程与结果 (19)5．总结与体会 (20)6.参考资料 (21)7.附录 (22)摘要介绍了步进电机正反转控制原理及其接口驱动控制电路，编制了基于MCS-51单片机的步进电机正反转控制的子程序，并应用wave软件进行了仿真。

证明在并行口控制中，可以利用软件实现环行脉冲分配，实现程序较简单，同时还可以节省硬件投资。

结合单片机控制步进电动机的实际工作环境，从提高控制系统运行的可靠性角度，讨论了实际应用的软件抗干扰技术。

关键词单片机；步进电机；正反转控制1.概 述1.1课程设计的任务和要求电机控制课程设计是考察学生利用所学过的电机控制专业知识，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：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。

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。

电气与自动化系统的设计与实际应用能力。

第1篇一、实验目的1. 理解步进电机的工作原理及控制方法。

2. 掌握单片机与步进电机驱动模块的接口连接方法。

3. 学习使用C语言编写程序，实现对步进电机的正反转、转速和定位控制。

4. 通过实验，加深对单片机控制系统的理解。

二、实验原理步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移或线位移的电机，其特点是控制精度高、响应速度快、定位准确。

步进电机控制实验主要涉及以下几个方面：1. 步进电机驱动模块：常用的驱动模块有ULN2003、A4988等，它们可以将单片机的数字信号转换为步进电机的控制信号。

2. 单片机：单片机是整个控制系统的核心，负责接收按键输入、处理数据、控制步进电机驱动模块等。

3. 步进电机：步进电机分为单相、双相和三相等类型，本实验使用的是双相四线步进电机。

三、实验设备1. 单片机开发板：例如STC89C52、STM32等。

2. 步进电机驱动模块：例如ULN2003、A4988等。

3. 双相四线步进电机。

4. 按键。

5. 数码管。

6. 电阻、电容等元件。

7. 电源。

四、实验步骤1. 硬件连接（1）将步进电机驱动模块的输入端（IN1、IN2、IN3、IN4）分别连接到单片机的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3口。

（2）将按键的输入端连接到单片机的P3.0口。

（3）将数码管的段选端连接到单片机的P2口。

（4）将步进电机驱动模块的电源端连接到电源。

（5）将步进电机连接到驱动模块的输出端。

2. 编写程序（1）初始化单片机I/O端口，设置P1口为输出端口，P3.0口为输入端口，P2口为输出端口。

（2）编写按键扫描函数，用于读取按键状态。

（3）编写步进电机控制函数，实现正反转、转速和定位控制。

（4）编写主函数，实现以下功能：a. 初始化数码管显示；b. 读取按键状态；c. 根据按键状态调用步进电机控制函数；d. 更新数码管显示。

3. 调试程序（1）将程序烧写到单片机中；（2）打开电源，观察数码管显示和步进电机运行状态；（3）根据需要调整程序，实现不同的控制效果。

基于51单片机控制步进电机正反转此次采用uln2003模块来链接步进电机；## 步进电机工作原理步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。

每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步，其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。

步进电动机的结构形式和分类方法较多，一般按励磁方式分为磁阻式、永磁式和混磁式三种；按相数可分为单相、两相、三相和多相等形式。

因此我们可以控制单片机I/O口的电平来控制步进电机，此次设计中采用四相单拍工作方式，在这种工作方式下,A、B、C、D 三相轮流通电,电流切换三次,磁场旋转一周,转子向前转过一个齿距角。

因此这种通电方式叫做四相单四拍工作方式。

1.电机正转代码unsigned char code tableZ[8]={0x08,0x0c,0x04,0x06,0x02,0x03,0x01,0x09};2.电机反转代码unsigned char code tableF[8]={0x09,0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08}；代码如下#include <reg52.h>#define uint unsigned int #define uchar unsigned charunsigned char code tableZ[8]={0x08,0x0c,0x04,0x06,0x02,0x03,0x01,0x09};unsigned char code tableF[8]={0x09,0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08};//²½½øµç»úzhengvoid delay(unsigned int t);sbit S3=P3^4; //反转sbit S4=P3^5; //反停sbit S5=P3^6; // 正停//正转写入数据void motor_z() { unsigned char i,j; for (i=0; i<8; i++) { if(S5==0){break;} for(j=0;j<8;j++){ P1 = tableZ[i]&0x1f; delay(50); } } }//反转写入数据void motor_f(){ unsigned char i,j; for (i=0; i<8; i++) { if(S4==0){break;} for(j=0;j<8;j++){ P1 = tableF[i]&0x1f;delay(50); } }}void delay(unsigned int t)//延时函数{ unsigned int k; while(t--) { for(k=0; k<60; k++) { } }}void main(){while(1){motor_z();if(S3 == 0){motor_f();}}}•1•2•3•4•5•6•7•8•9•10•11•12•13•14•15•16•17•18•19•20•21•22•23•24•25•26•27•29 •30 •31 •32 •33 •34 •35 •36 •37 •38 •39 •40 •41 •42 •43 •44 •45 •46 •47 •48 •49 •50 •51 •52 •53 •54 •55 •56 •1•3 •4 •5 •6 •7 •8 •9 •10 •11 •12 •13 •14 •15 •16 •17 •18 •19 •20 •21 •22 •23 •24 •25 •26 •27 •28 •29 •30 •31•33•34•35•36•37•38•39•40•41•42•43•44•45•46•47•48•49•50•51•52•53•54•55•56protel仿真图如下。

正反转可控的步进电机1 引言本课程设计目的是为了进一步掌握单片机系统，加强对系统设计和应用能力的培养而开设的综合设计训练环节。

本系统用51单片机和ULN2003A电机驱动芯片并加入控制按钮来实现步进电机的正、反转控制。

2 设计方案及原理步进电机可以对旋转角度和转动速度进行高精度的控制。

作为控制执行部件，广泛应用于自动控制和精密仪器等领域。

例如在仪器仪表、机床设备以及计算机的外围设备中（如打印机和绘图仪），常有对精确的、可控制的回转源的需要。

在这种情况下，使用步进电机最为理想。

2.1 步进电机控制步进电机两个相邻磁极之间的夹角为60°，线圈绕过相对的两个磁极构成一相。

此外各磁极上还有5个分布均匀的锯形小齿。

电机转子上没有绕组。

当某相绕组通电时，响应的两个磁极就分别形成N-S极，产生磁场，并与转子形成磁路。

如果这是定子的小齿与转子的小齿没有对齐，则在磁场的作用下，转子将转动一定的角度，使转子齿与定子齿对齐，从而使步进电机向前“走”一步。

如果通过单片机按顺序给绕组施加有序的脉冲电流，就可以控制电机的转动，从而进行了数字到角度的转换。

转动的角度大小与施加的脉冲数成正比，转动的速度与脉冲频率成正比，而转动方向则与脉冲的顺序有关。

2.2 步进电机驱动方式步进电机常用的驱动方式是全电压驱动，即在电机移步与锁步时都加载额定电压。

为防止电机过流及改善驱动特性需加限流电阻。

由于步进电机锁步时，限流电阻要消耗掉大量的功率。

因此，限流电阻要有较大功率容量，并且开关管也要有较高的负载能力。

步进电机也可以使用软件方法，即使用单片机实现，这样不但简化了电路，同时降低了成本。

使用单片机以软件方式驱动步进电机，不但可以通过编程方法在一定范围之内自由的设定步进电机的转速，往返转动的角度以及转动次数等；还可以方便灵活的控制步进电机的运行状态，以满足不同用户的需求。

因此常把单片机步进电机控制电路称之为可编程步进电机控制驱动器。

单片机课程设计步进电机启动停止正反转单片机课程设计报告步进电机控制设计姓名：黄盛海 201030480108詹志勋 201030480125郑榕生 201030480128 班级： 10车辆工程1班指导老师：李震姜晟日期： 2012.6.18~6.20 华南农业大学工程学院摘要：步进电机是机电控制中一种常用的执行机构，它的用途是将电脉冲转化为角位移，它的的驱动电路根据控制信号工作，控制信号由单片机产生。

本次课程设计主要采用AT89S52芯片，用汇编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发光二极管显示出来。

控制系统主要由硬件设计和软件设计两部分组成。

其中，硬件设计包括单片机的最小系统模块、电源模块、控制模块、步进电机ULN2003A驱动模块、彩灯显示模块5个功能模块的设计。

并且通过仿真控制系统对硬件、软件进行了调试和改善，实现了上述功能。

本系统具有智能性、实用性及可靠性的特点。

关键词：步进电机单片机电脉冲驱动系统汇编语言目录1、课程设计目的及要求 (4)2、整体系统分析 (4)3、硬件系统分析 (6)4、软件系统分析 (10)5、调试结果 (10)6、结论 (11)7、参考文献 (12)附一：源程序 (12)1. 课程设计目的及要求1.1 课程设计目的①增进对单片机的感性认识，加深对单片机理论方面的理解；②掌握单片机的内部功能模块的应用，如定时器/计数器、中断、存贮器、I/O口、A/D转换等；③了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程及实现方法。

1.2 课程设计要求①设计一个步进电机控制器，要求用多个按键控制电机的启动/停止、加速、减速、反转等控制功能；②用彩灯显示电机的转动状态，如加速就控制彩灯快速闪烁，减速则控制彩灯慢速闪烁等。

2. 整体系统分析2.1步进电机控制工作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。