智能仪表课题论文单片机电机控制.docVIP

内蒙古科技大学 智能仪表综合训练设计说明书 题 目：基于单片机的电机控制 学生姓名： 学 号： 专 业：测控技术与仪器 班 级： 指导教师： 中文摘要 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控制系统。 本设计采用AT89S51单片机实现对步进电机的控制。通过单片机的I/O来实现对步进电机的控制，用uln2003来驱动步进电机，并且使用了发光二极管LED来显示步进电机的转速，在单片机的P1口使用四个LED来作为控制的标志。用独立连接式非编码键盘来对电机的状态进行控制。 关键词：步进电机，单片机，AT89S51，发光二极管 目 录 第1章 前言 1.1什么是步进电机…………………………………………5 1.2步进电机的基本特性……………………………………6 1.3步进电机的静态指标及术语…………………………………6 第2章 总体方案设计 2.1步进电机原理及控制技术……………………………………6 2.1.1步进电机原理简述………………………………………7 2.1.2步进电机控制技术简述…………………………………7 2.2总体设计方框图……………………………………………9 第3章 硬件设计 3.1主要仪器……………………………………………………9 3.2主要芯片说明………………………………………………9 3.2.1 28BYJ-48四相步进电机………………………………9 3.2.2 ULN2003 ……………………………………………9 3.2.3 STC89C52RC …………………………………………11 3.2.4 MT03641BR八位共阳数码管……………………………14 3.3 电路说明……………………………………………………15 3.3.1控制电路………………………………………………16 3.3.2驱动电路………………………………………………16 3.3.3 显示说明………………………………………………17 第4章 软件设计 4.1上位机主程序流程图………………………………………18 4.2下位机程序流程图…………………………………………19 4.2.1电机运行子程序流程图……………………………………20 第5章 总结……………………………………………………21 参考文献 附录A硬件原理图 附录B：上位机程序 附录C：下位机程序 第一章 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、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。实现了步进电机运行。 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。 1.1什么是步进电机 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。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，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。 虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。 目前,生产步进电