基于ATmega128的步进电机控制.doc

基于ATmega128的步进电机控制 ----基于proteus仿真设计 潜刘方 摘要：本文以ATmega128单片机作为系统的CPU，来控制步进电动机。步进电动机具有性能稳定，广泛应用于实际生活中。由于做实物不仅要耗费金钱，还要耗费大量的时间用来做板子，焊接元器件。本系统采用了Proteus仿真，只需要画画电路图就可以做出类似实物的效果。通过测试，本系统可以实现电机启动、停止、加速、减速、正转、反转等控制。对于广大初学者售企业来说具有很大的学习价值。 关键字：ATmega128 步进电机 Proteus 控制 稳定 一、背景 随着生产过程机械化、电气化和自动化的不断发展，出现了步进电机。这种电机的工作原理与普通的异步电机和直流电机基本相似，但它们在性能、结构、生产工艺有其特殊性。随着集成化的发展，AVR以其低功耗，高运算速度在单片机的领域中占有重要位置，ATmega系列AVR单片机主要有ATmega 8/16/32/64 128/128L等。 二、设计方案： 本系统由ATmega128作为CPU来控制步进电机，LED作为案件按下作为显示，来显示有关方面的显示信息。其总体设计框图如图1所示： Atmega128 按键输入 步进电机控制 LED显示 图1 总体框架图 二、硬件设计： 1、步进电机工作原理 步进电机不同于一般的电动机，它是一步一步转动的。每输入一个脉冲信号，步进电机就转过一定的角度，因此它是一种把脉冲变成角度位移的执行元件。 驱动芯片：ULN2003，是高耐压、大电流达林顿阵列，由7个硅PNP达林顿管组成。ULN2003灌电流可达500mA，并且能够在关态时承受50V的电压，输出还可以在高负载电流并行运行。 2、总体硬件电路设计 总体硬件电路图如图2所示。 图2 总体硬件电路图 三、软件设计： 步进电机控制关键在于励磁序列的定义，表1给出了四相步进电机的3种励磁方式。 表1 四相步进电机的三种励磁方式 按键检测以及处理程序如图3所示下： 图3 按键流程图 步进电机运行流程图如图4所示. 图4 电机运行流程图 主程序流程图如图5所示。 图5 主程序流程图 五、总结以心得体会： 通过本次系统的制作及仿真，对步进电机的运行原理有了更深的感触，为以后运用电机打下了坚实的基础。Proteus仿真软件的应用，大大节省了设计周期和设计费用，更改方案也方便很多。 通过本次设计和制作，我虽然只花了两天的时间，做出来的东西也不是特别的完美，但是，我发现了自己的不足，在我想把延时改成用定时器的时候，电机的转动出现了很大的问题，并不是我对定时器的不会用，这东西久了不用就会生疏了，本来我以为电机要走完8拍才可以换向，后来我发现我错了。在接来下的时间里面要多去复习复习自己已经会的那部分知识，以免变的生疏。 六、参考文献： [1]兰吉昌. AVR单片机系统开发经典实例. 北京：化学工业出版社. 2011.5 [2]彭 伟.单单片机C语言设计实训100例--基于AVR.+Proteus仿真 北京：北京航空航天大学出版社. 2010.5 七、程序源代码： #includeavr/io.h //#includeavr/interrupt.h #includeutil/delay.h #define F_CUP 7372800UL #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define Kstart_DOWN ((PINF_BV(PF0))==0x00) #define Kstop_DOWN ((PINF_BV(PF1))==0x00) #define Kup_DOWN ((PINF_BV(PF2))==0x00) #define Kdown_DOWN ((PINF_BV(PF3))==0x00) #define Kforward_DOWN ((PINF_BV(PF4))==0x00) #define Kreverse_DOWN ((PINF_BV(PF5))==0x00) void key_detect(void); void step_motor_run(void); //正转励磁序列 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA const uchar FFW[]={0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0C,0x08,0x09};//正转 //反转励磁序列 A-AD-D-CD-C-BC-B-AB const uchar REV[]={0x01,0x09,0x08,0x0C,0x04,0x06,0x