单片机控制步进电机课程设计报告.docVIP

郑州科技学院 《单片机》课程设计 题 目 单片机控制步进电机 学生姓名 专业班级 电气工程及其自动化班 学 号 院 （系） 电气工程学院 指导教师 完成时间 2015年11月13日 目 录 TOC \o 1-3 \h \u HYPERLINK \l _Toc21660 1 前言 PAGEREF _Toc21660 1 HYPERLINK \l _Toc10653 2 总体设计方案与论证 PAGEREF _Toc10653 1 HYPERLINK \l _Toc6126 2.1 步进电机原理及控制技术 PAGEREF _Toc6126 1 HYPERLINK \l _Toc32490 2.2 方案论证 PAGEREF _Toc32490 3 HYPERLINK \l _Toc1628 2.3 系统总体硬件框图 PAGEREF _Toc1628 3 HYPERLINK \l _Toc1099 3 单元电路设计 PAGEREF _Toc1099 4 HYPERLINK \l _Toc12638 3.1 最小控制系统 PAGEREF _Toc12638 4 HYPERLINK \l _Toc19058 3.2 驱动电路 PAGEREF _Toc19058 5 HYPERLINK \l _Toc8060 3.3 按键电路 PAGEREF _Toc8060 6 HYPERLINK \l _Toc31743 3.4 显示电路 PAGEREF _Toc31743 6 HYPERLINK \l _Toc24127 4 程序设计 PAGEREF _Toc24127 7 HYPERLINK \l _Toc28697 5 软件仿真 PAGEREF _Toc28697 8 HYPERLINK \l _Toc28907 6 硬件的制作与调试 PAGEREF _Toc28907 10 HYPERLINK \l _Toc27331 7 总结 PAGEREF _Toc27331 11 HYPERLINK \l _Toc27140 参考文献 PAGEREF _Toc27140 13 HYPERLINK \l _Toc16595 附录1：总体电路原理图 PAGEREF _Toc16595 14 HYPERLINK \l _Toc11744 附录2：实物图 PAGEREF _Toc11744 15 HYPERLINK \l _Toc1212 附录3：元器件清单 PAGEREF _Toc1212 16 HYPERLINK \l _Toc3793 附录4：源程序 PAGEREF _Toc3793 17 1 前言 步进电动机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件。步进电动机的输入量是脉冲序列，输出量则为相应的增量位移或步进运动。正常运动情况下，它每转一周具有固定的步数；做连续步进运动时，其旋转转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系，不受电压波动和负载变化的影响。由于步进电动机能直接接受数字量的控制，所以特别适宜采用微机进行控制。 能够实现步进电机控制的方式有多种,可以采用前期的模拟电路、 数字电路或模拟与数字电路相结合的方式，也可以采用单片机控制方式。 本文介绍一种用STC89C52作为核心部件进行逻辑控制及信号产生的单片机技术和C语言编程设计的步进电机控制系统，步进电机背景与现状、硬件设计、软件设计及其仿真都做了详细的介绍，使我们不仅对步进电机的原理有了深入的了解，也对单片机的设计研发过程有了更加深刻的体会。 本控制系统采用单片机控制，通过人为按动开关实现步进电机的正反转，复位。具有灵活方便、适用范围广的特点，基本能够满足实践需求。 2 总体设计方案与论证 2.1 步进电机原理及控制技术 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2-1所示： 图2-1 步进电机运行过程中频率变化曲线 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形分配器要求的功能，通常称软环形分配器。