毕业设计 四相步进电机控制系统设计论文.doc

课程设计论文(设计) 四相步进电机控制系统 二级学院 医药信息工程 专 业 电子信息工程 班 级 10电子信息工程 学生姓名 马靖 蔡燕微 谭美君 学 号 指导教师 何永玲 余华芳 2013 年 7 月 课程设计任务书 学生姓名：马靖 蔡燕微 谭美君 专业班级：10电子信息工程 指导教师：何永玲 余华芳 学校：广东药学院 题 目: 四相 初始条件： 1、基本要求 自制稳压电源。 1)控制器能够驱动步进电机以四相四拍方式（步距1.8°）正向运转。 2)步进电机运行步数能够预置，每转一步自动减1，直到减到零，此时步进电机应能停止运转。 3)绕组驱动电流不低于0.1安培。 要求性能可靠、操作简便。 2、发挥部分 1)步进电机还可以按四相相单四拍方式（步距1.8°）、四相八拍(步距0.9°)、四相双四拍(步距1.8°)工作。 2)步进电机还可以反向运转。绕组驱动电流能够达到0.2安培。 由于步进电机价格比较昂贵，控制器的负载可以用低阻值的电阻代替，通过电阻的电流应符合要求，示波器观察脉冲序列应符号要求。 要求完成的主要任务: 硬件设计图件设计系统总体流程图、步进电机单拍，双拍，相拍各模块流程图、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25日~2013年7月2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 2 2方案论证 2 2.1 设计思路与方案 3 2.2总体设计框图 3 3系统实现的原理说明 4 3.1 步进电机控制工作原理 4 3.1.1步进电机的工作原理 5 3.1.2 步进电机的启停控制 5 3.1.3 步进电机的转向控制 5 3.2步数显示模块原理 5 4硬件设计 6 4.1系统总原理图 7 4.2各部分硬件原理图设计 7 4.2.1 单片机控制模块 7 4.2.2按键选择工作状态模块 8 4.2.3步进电机工作模块 9 4.2.4工作状态显示模块 10 4.2.5 4位数码管显示步数模块 10 5软件设计 11 5.1系统总体设计 12 5.2步进电机工作模块 13 5.2.1步进电机的工作方式说明 13 5.2.2设计说明及流程图 14 5.3数码管步数显示模块 15 6仿真调试记录 16 7心得体会 17 附录：程序清单······························································18 摘要 本设计详细介绍了基于单片机的四相步进电机控制系统。步进电机通过输入脉冲信号进行控制，即电机的总转动角度由输入脉冲总数决定，因此，单片机通过向步进电机发送控制信号就能实现对步进电机的控制。 单片机实现的步进电机控制系统具有成本低、使用灵活的特点，该系统采用80C51单片机作为主控芯片，来完成对步进电机转动及LED显示的控制。 本设计主要由单片机80C51，4相步进电机，7段数码管，及一些其他相关元件设计而成，分为按键选择工作状态模块、步进电机工作模块、LED二极管显示工作状态模块以及4位数码管显示步数模块。可以通过开关来控制系统的启/停工作，当系统运转时，用开关来控制方向，并使相应的指示灯亮起，同样由开关来选择工作模式。运转时，用4位7段数码管来输出步数。最后根据思路所设计出来的硬件图设计相适应的软件。 电路结构简单，设计思路清晰，同时利用KEIL和Proteus进行联调仿真，结果比较直观。仿真结果收到了预期的效果。 关键字：四相步进电机、单片机、PROTEUS仿真 四相51单片机即可。 根据要求整个设计大体可分为四块： 一是5个按键SW11-SW13将用户所需来选择步进电机的工作状态。我们将开关连入单片机的P1口，通过按键开关的高低电平状态来读入我们所需的控制信号。硬件上直接把开关分别接在单片机的接口上，通过查询端口信号来动作，将控制信号处理。 二是3个LED发光二极管的显示步进电机工作状态模块。在设计要求中步进电机正转是红灯亮，反转是黄灯亮，停止不转是绿灯亮。设计中将3个发光二极管分别接到单片机P3口，受到单片机的输出信号控制。 三是步进电机的工作模块。要想步进电机按照我们想要的方式运转，将步进电机一端接到+12V的电源，一端接到单片机P3口，受单片机的输出信号控制。 四是4位数码管显示步数的模块。设计中主要是利用软件编程的算法来实现步数的累计和显示，同样，4位数码管接到单片机的P0口和P2口受单片机输出信号的控制，在硬件上使用的是动态显示的