单片机课程设计.docVIP

郑州航空工业管理学院

《单片机原理与应用》

课程设计说明书

08级电气工程及其自动化专业班级

题目步进电机的单片机控制

姓名学号

指导教师职称

二О11年

摘要：

本设计采用80C51单片机对步进电机进行控制，通过IO口输出的具有时序的方波作为步进电机的控制信号，控制步进电机实现正转，反转。

关键词：步进电机单片机驱动芯片

一、单片机控制步进电机的基本原理

步进电机是数字控制电机，它将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，因此非常适合于单片机控制。步进电机可分为反应式步进电机（简称VR）、永磁式步进电机（简称PM）和混合式步进电机（简称HB）。

步进电机区别于其他控制电机的最大特点是，它是通过输入脉冲信号来进行控制的，即电机的总转动角度由输入脉冲数决定，而电机的转速由脉冲信号频率决定。

步进电机的驱动电路根据控制信号工作，控制信号由单片机产生。其基本原理作用如下：

(1)控制换相顺序

通电换相这一过程称为脉冲分配。例如：三相步进电机的三拍工作方式，其各相通电顺序为A-B-C－D,通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A,B,C，D相的通断。

(2)控制步进电机的转向

如果给定工作方式正序换相通电，步进电机正转，如果按反序通电换相，则电机就反转。

(3)控制步进电机的速度

如果给步进电机发一个控制脉冲，它就转一步，再发一个脉冲，它会再转一步。两个脉冲的间隔越短，步进电机就转得越快。调整单片机发出的脉冲频率，就可以对步进电机进行调速。

二、设计方案

本设计的重点在于对步进电机的控制和驱动，设计中受控电机为四相六线制的步进电机（内阻33欧，步进1.8度，额定电压12V）

实验中用P0口和P2.6和P2.7接LED数码管，P2.0和P2.1接按钮开关。P3.0~P3.3接驱动芯片。UL2003A的输出端分别接电机的A、B、C、D相。当电机正转是时显示CC，当电机反转是显示AA。

使用驱动芯片UL2003A

UL2003A芯片可以驱动两个二相电机（如图1－1），也可以驱动一个四相电机，输出电压最高可达50V，可以直接通过电源来调节输出电压；可以直接用单片机的IO口提供信号；而且电路简单，使用比较方便。实验中步进电机的驱动芯片为UL2003A，它是集电极开路输出的功率反相器。

它的功能是放大和倒相80C51输出的脉冲信号，再将放大和倒相和的信号送给步进电机。

三、硬件设计

功能原理图：

80C

80C51产生脉冲信号

驱动芯片放大反相

驱动电机

电路原理图：

说明：当按下K1键时，电机正转。当按下K2键时，电机反转。

四、软件设计

程序流程图

初始化开始

初始化

开始

判断K1是否按下？

判断K1是否按下？

Y

延时，去抖动

延时，去抖动

确认K1按下？

确认K1按下？

N

Y

电机正转，显示

电机正转，显示

判断K2是否按下？

判断K2是否按下？

N

Y

延时，去抖动

延时，去抖动

确认K2按下？

确认K2按下？

N

Y

电机反转，显示

电机反转，显示

源程序单

K1EQUP2.0

K2EQUP2.1

ORG0000H

AJMPMAIN

ORG0030H

MAIN:MOVA,#33H

SETBP2.6

SETBP2.7

KEY1:SETBK1;

JBK1,KEY2;判断K1是否按下

KEY11:ACALLDELAY_A;延时，去抖动

SETBK1

JBK1