单片机控制步进电动机.docx

摘要 步进电动机由于用其组成的开环系统既简单、廉价，又非常可行，因此在打印机等 办公自动化设备以及各种控制装置等众多领域有着极其广泛的应用。 本文介绍的是一种基于单片机的步进电机的系统设计，用汇编语言编写出电机的正 转、反转、加速、减速、停止程序，通过单片机、电机的驱动芯片ULN2004以及相应 的按键实现以上功能，并且步进电机的工作状态要用相应的发光二极管显示岀来。本文 内容介绍了步进电机以及单片机原理、该系统的硬件电路、程序组成，同时对软、硬件 进行了调试，同时介绍了调试过程屮出现的问题以及解决问题的方法。该设计具有思路 明确、可靠性高、稳定性强等特点，通过调试实现了上述功能。 关键词：步进电机；脉宽调制；驱动机构；单片机；转动 目录 TOC \o 1-5 \h \z \o Current Document 第一章绪论 1 \o Current Document 1」课题研究的目的和意义 1 \o Current Document 1.2国内外研究概况 1 \o Current Document 1.3论文的主要研究内容 2 \o Current Document 第二章步进电机简介 3 \o Current Document 2」步进电机介绍 3 \o Current Document 2.2步进电机驱动系统介绍 7 \o Current Document 2.3单片机原理 10 \o Current Document 第三章系统整体硬件结构 15 3」系统整图 15 \o Current Document 3.2电源部分 15 \o Current Document 3.3按键部分 16 \o Current Document 3.4驱动部分 17 \o Current Document 3.5状态指示部分 18 \o Current Document 3.6时钟部分 18 \o Current Document 第四章系统软件设计 19 \o Current Document 4」系统开发软硬件环境 19 \o Current Document 4.2系统主程序 19 \o Current Document 4.3查键部分 20 \o Current Document 4.4前进部分 20 \o Current Document 4.5后退部分 21 \o Current Document 4.6加速部分 22 \o Current Document 4.7减速部分 23 \o Current Document 第五章系统的调试与检测 24 \o Current Document 5」程序编译时的错误与解决方法 24 \o Current Document 5.2 LM7812输出电压错误与解决方法 24 \o Current Document 5.3步进电机转动错误及解决方法 24 \o Current Document 5.4结论与展望 24 \o Current Document 参考文献 25 致谢 26 第一章绪论 1.1课题研究的目的和意义 步进电动机是用电脉冲信号进行控制，将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移 的微电动机，它最突岀的优点是可以在宽广的频率范围内通过改变脉冲频率来实现调 速，快速起停、正反转控制及制动等，并且用其组成的开环系统既简单、廉价，又非常 可行，因此在打印机等办公自动化设备以及各种控制装置等众多领域有着极其广泛的应 用。随着微电子和计算机技术的发展，步进电动机的需求量与日俱增，研制步进电机驱 动器及其控制系统具有十分重要的意义。 1.2国内外研究概况 步进电机是国外发明的。屮国在文化大革命屮已经生产和应用，例如江苏、浙江、 北京、南京、四川都生产，而且都在各行业使用，驱动电路所有半导体器件都是完全国 产化的，当时是全分立元器件构成的逻辑运算电路，还有电容耦合输入的计数器，触发 器，环形分配器。 国外在大功率的工业设备驱动上，目前基本不使用大扭矩步进电动机，因为从驱动 电路的成本，效率，噪音，加速度，绝对速度，系统惯量与最大扭矩比来比较，比较不 划算，还是用直流电动机，加电动机编码器整体技术和经济指标高。一些少数高级的应 用，就用空心转杯电机，交流电机。 国外在小功率的场合，还使用步进电机，例如一些工业器材，工业生产装备，打印 机，复印件，速印机，银行自动柜员机。国外用许多现代的手段将步进电机排挤出驱动 应用，除了前面提到的旋转编码器，打印机还使用光电编码带或感应编码带配合直流电 动机，实现闭环直线位移控制。 国内过去是用大力矩步进电动机实现机床数控，有实力的公司现在也