大学毕设论文__单片机控制步进电机课程设计报告.doc

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1、2013~2014学年第1学期《单片机原理及应用》课程设计报告题目：单片机控制步进电机专业：电子信息工程班级：　　　　姓名：　　　　　　　　　　　　　　　　指导教师：　　　电气工程学院2013年10月20日任务书课题名称单片控制步进电机指导教师（职称）执行时间2013~2014学年第1学期第7周学生姓名学号承担任务1109121056硬件部分1109121058电路图仿真与调试1109121049软件部分1109121030资料查找1109121009写Word文档1109121052电路图仿真与调试110912

2、1010写Word文档设计目的1、掌握单片机芯片89C52的原理及相关接口电路的设计方法。2、熟悉电路仿真软件protues的使用。3、掌握单片机系统的设计步骤及基本方法。4、熟悉KEIL软件的编程，加强C语言的能力。5、掌握步进电机的控制方法。6、掌握各个芯片的控制方法。7、设计控制步进电机工作。设计要求（1）采用单片机控制一个四相单四拍的步进电机工作。步进电机的旋转方向由正反转控制信号控制。步进电机的步数由键盘输入，可输入的步数分别为3、6、9、12、15、18、21、24和27步，且键盘具有键盘锁功能，当键

3、盘上锁时，步进电机不接受输入步数，也不会运转。只有当键盘锁打开并输入步数时，步进电机才开始工作。（2）电机运转的时候有正转和反转指示灯指示。（3）电机在运转过程中，如果过热，则电机停止运转，同时红色指示灯亮，同时警报响。（4）上机调试程序。（5）写出设计报告。单片机控制步进电机摘要步进电机是一种电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（称为“步距角”），它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目

4、的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。结合对步进电机的了解，然后对步进电机的控制原理包括步进电机的控制方式和驱动方式作了系统的说明，采用89C51单片机来控制步进电机，用c程序来控制运行。控制系统通过单片机存储器、I/O口、键盘、复位电路、晶振电路实现让步进电机正反转的功能。并通过DS18B20测温来防止步进电机的温度过高。单片机的控制系统由AT89C51单片机控制，具有抗干扰能力强，可靠性高而系统易扩展等优势。本次课程设计着重于通过控制脉冲数来控制位移，实现准确定位。基于

5、步进电机本身的优越性和应用的广泛性，这正是用单片机控制步进电机课程设计的实际意义。关键字：步进电机；角位移；单片机；脉冲目录第一章绪论11.1步进电机及其发展11.2步进电机的发展应用及前景11.3设备及工作环境1第二章系统方案整体设计2第三章硬件设计33.1系统硬件设计33.1.1单片机晶振电路33.1.2单片机复位电路33.1.3最小单片机系统43.1.4键盘设计43.1.5电机部分53.2系统工作原理论述6第四章软件设计94.1分析论证94.1.1步进电机运行驱动模块94.1.2温度采集模块94.1.3主函

6、数模块104.1.4整体功效104.2程序流程图10参考文献17第一章绪论1.1步进电机及其发展步进电机又称为脉冲电动机或阶跃电动机，它是基于最基本的电磁感应作用，将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。单片机控制的步进电机广泛地应用于工业自动控制、数控机床、组合机床、机器人、计算机外围设备、照相机，大型望远镜，卫星天线定位系统等等。随着经济的发展，技术的进步和电子技术的发展，步进电机的应用领域更加广阔，同时也对步进电机的运行性能提出了更高的要求。步进电机的原始模型起源于1830年至1860年，1870年

7、前后开始以控制为目的的尝试，应用于氩弧灯的电极输送机构中，这被认为最早的步进电机。1950年后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上，对于数字化的控制变得更为容易。到20世纪60年代后期，在步进电机本体方面随着永磁材料的发展，各种实用性步进电机应运而生。步进电机往后经过不断改良，使得今日步进电机已广泛运用在需要高定位精度、高分解能、高响应性、信赖性等灵活控制性高的机械系统中。在生产过程中要求自动化、省人力、效率高的机器中，我们很容易发现步进电机的踪迹，尤其以重视速度、位置控制、需要精确操作各项指令动作的灵活控制性场

8、合步进电机用得最多。1.2步进电机的发展应用及前景我国步进电机的研究及制造起始于本世界50年代后期，从50年代后期到60年代后期，主要是高等院校和科研机构为研究一些装置而使用或开发少量产品。我国在文化大革命中开始大量生产和应用步进电机，例如江苏、浙江、北京、南京、四川等各地都有投入生产，而且都在各行业使用，其中的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