基于单片机的步进电机控制2.doc

课程设计任务书 分院（系） 信息科学与工程学院 专业 自动化 学生姓名 李登辉 学号 0903010215 设计题目 基于单片机的步进电机控制 ——软件设计部分 课程设计内容及要求： 一. 设计内容 1.确定课题，构思设计。 2.编写c语言源程序。 3.在Protues上模拟仿真。 4.实验结果的测试。 5.焊接硬件电路并调试。 二. 设计要求 1.步进电机能在相应的操作下完成正转、反转、加速、减速并显示状态。 2.能完整编写源程序并调试成功。 进度安排:（10天） 查资料，文献，确定设计方案（2天） 设计电路并编写源程序（2天） 在Protues上仿真调试（2天） 焊接硬件电路并调试（2天） 编写课程设计报告（2天） 指导教师（签字）： 年 月 日 学院院长（签字）： 年 月 日 目录 前言····································3 总体设计·································4 1.元器件介绍·······························6 （1）步进电机·······························6 （2）89c51单片机···························7 2.方案论证·······························7 3.硬件设计·····························8 4.软件设计······························13 （1）汇编语言和c语言的介绍·····················13 （2）c语言的基本构成语句和用法····················15 （3）keil uvision3介绍·······················21 程序设计······························22 （1）主程序设计···························22 （2）定时中断设计··························23 （3）外部中断设计··························24 （4）程序源代码···························26 总结·······························29 结束语·······························30 参考文献······························31 前 言 步进电机是一种进行精确步进运动的机电执行元件，它广泛应用于工业机械的数字控制，为使系统的可靠性、通用性、可维护性以及性价比最优，根据控制系统功能要求及步进电机应用环境，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机的开环控制系统。控制系统通过单片机存储器、I/O接口、中断、键盘、LED显示器的扩展、步进电机的环形分频器、驱动及保护电路、人机接口电路、中断系统及复位电路、单电压驱动电路等的设计，实现了四相步进电机的正反转，急停等功能。为实现单片机控制步进电机系统在数控机床上的应用，系统设计了两个外部中断，以实现步进电机在某段时间内的反复正反转功能，也即数控机床的刀架自动进给运动，随着单片机技术的不断发展，单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，自六十年代初期以来，步进电机的应用得到很大的提高。人们用它来驱动时钟和其他采用指针的仪器，打印机、绘图仪，磁盘光盘驱动器、各种自动控制阀、各种工具，还有机器人等机械装置。此外作为执行元件，步进电机是机电一体化的关键产品之一，被广泛应用在各种自动化控制系统中，随着微电子和计算机技术的发展，它的需要量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。步进电机是机电数字控制系统中常用的执行元件，由于其精度高、体积小、控制方便灵活，因此在智能仪表和位置控制中得到了广泛的应用，大规模集成电路的发展以及单片机技术的迅速普及，为设计功能强，价格低的步进电机控制驱动器提供了先进的技术和充足的资源。 总体设计 由于步进电机是一种将电脉冲信号转换成直线或角位移的执行元件，它不能直接接到交直流电源上，而必须使用专业设备----步进电机控制驱动器，典型步进电机控制系统如图1所示：控制器可以发出脉冲频率从几赫兹到几千赫兹可以连续变化的脉冲信号，它为环形分配器提供脉冲序列，环形分配器的主要功能是把来自控制环节的脉冲序列按一定的规律分配后，经过功率放大器的放大加到步进电机驱动电源的各项输入端，以驱动步进电机的转动，环形分配器主要有两大类：一类是用计算机软件设计的方法实现环