毕业论文--二相步进电机控制系统的设计采用双极性控制课程设计任务书.docVIP

二相步进电机控制系统的设计(采用双极性控制) 课程设计任务书 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 题 目: 二相 初始条件： 设计一个相步进电机控制系统，要求系统具有如下功能：用K0-K做为通电方式选择键，K0为，K1为， K为启动、K方向控制；用位LED显示工作步数。正转时红灯亮，反转时黄灯亮，不转时绿灯亮； 硬件设计图件设计系统总体流程图、步进电机，各模块流程图、显示模块流程图等编写程序能够完成上述任务设计说明书2013年6月24日~2013年7月4日 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 目 录 摘要 1 1 设计任务及要求的分析 2 2 方案比较及认证 2 2.1 单片机选型 2 2.2驱动模块选择 3 3 系统实现的原理说明 3 4 硬件设计说明 5 4.1 单片机系统原理分析 5 4.2 二相步进电机工作原理分析 7 4.3 L298驱动电路设计 9 4.4 四位LED数码管显示设计 11 5 软件设计说明 12 5.1总体流程分析与设计 12 5.2 设置电机转动模式流程分析与设计 13 5.3 显示模块流程分析与设计 14 6 调试记录及结果分析 15 6.1 总体硬件仿真设计 15 6.2调试与仿真结果分析 16 小结与心得体会 18 参考文献 19 附录1： 20 附录2： 20 摘要 步进电机广泛应用于对精度要求比较高的运动控制系统中，如机器人、打印机、软盘驱动器、绘图仪、机械阀门控制器等。目前，对步进电机的控制主要有由分散器件组成的环形脉冲分配器、软件环形脉冲分配器、专用集成芯片环形脉冲分配器等。分散器件组成的环形脉冲分配器体积比较大，同时由于分散器件的延时，其可靠性大大降低;软件环形分配器要占用主机的运行时间，降低了速度;专用集成芯片环形脉冲分配器集成度高、可靠性好，但其适应性受到限制，同时开发周期长、需求费用较高。本控制系统的设计，完成二相步进电机的控制。硬件主要包括单片机系统、按键控制模块、步进电机驱动模块、数码显示模块等功能模块的设计软件，最终实现对步进电机转动方向及转动模式（四拍，八拍）的控制，并且将步进电机的步进数动态显示在LED数码管上。 二相步进电机控制系统的设计 1 设计任务及要求的分析 设计的步进电机控制系统要求有以下功能： 1. 二相步进电机 2．用K通电方式选择键， 3. 用K2作为启动 4. 用K3作为正反转控制 7. 用位LED显示工作步数 8. 用3个发光二极管显示状态：正转时红灯亮，反转时黄灯亮，不转时绿灯亮图 图3-1系统总体原理框图 P3口与P0口外接4位LED数码管，显示步进步数，通过控制P3口的电平信号，达到片选的目的，进而实现4位数值的显示。P0口作为输出口外接LED的A~G以及DP。另外P2.4接绿色发光二极管，使其在电机停转时亮；P2.5接红色放光二极管，使其在电机正转时亮；P2.6接黄色发光二极管，使其在电机反转时亮。 P2外接驱动电路L298的4个输入端，具体为P2.0接IN1，P2.1接IN2，P2.2接IN3，P2.3接IN4。这样即可通过控制单片机的P2口输出电平来实现二相步进电机的启动，停止，正反转以及四拍，八拍运转。具体工作过程需通过对单片机编程来实现。 电路图如下所示 图 3-2 系统电路原理图 4 硬件设计说明 4.1 单片机系统原理分析 80C51是MCS-51系列单片机中CHMOS工艺的一个典型品种。其它厂商以8051为基核开发出的CMOS工艺单片机产品统称为80C51系列。 该系列单片机是采用高性能的静态80C51设计，由先进CMOS 工艺制造，并带有非易失性Flash 程序存储器 ，全部支持12 时钟和6 时钟操作，P89C51X2 和P89C52X2/54X2/58X2 分别包含128 字节和256 字节RAM、32 条I/O 口线、3 个16 位定时/计数器、6 输入4 优先级嵌套中断结构、1 个串行I/O 口、可用于多机通信 I/O 扩展或全双工UART以及片内振荡器和时钟电路。 P0、P1、P2、P3口的电平与CMOS和TTL电平兼容。 P0口的每一位口线可以驱动8个LSTTL负载。在作为通用I/O口时，由于输出驱动电路是开漏方式，由集电极开路（OC门）电路或漏极开路电路驱动时需外接上拉电阻；当作为地址/数据总线使用时，口线输出不是开漏的，无须外接上拉电阻。 P1、P2、P3口的每一位能