微机原理与应用-步进电机控制系统设计

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1、湖南工程学院课程设计课程名称微机原理与应用课题名称步进电机控制系统设计专业电子科学与技术班级0802学号姓名***指导教师***2011年6月27日0湖南工程学院课程设计任务书课程名称微机原理与应用课题步进电机控制系统设计专业班级电子科学与技术0802班学生姓名***学号************指导老师***审批任务书下达日期2011年6月27日任务完成日期2011年7月8日0设计内容与设计要求设计内容：以单片机为核心设计一个步进电机控制系统，要求能够通过键盘设置步进电机的转向和转速，并在4位LED显示器上显示步进电机转速

2、或工作状态。设计要求：1）确定系统设计方案；2）进行系统的硬件设计；3）完成应用程序设计；4）硬件电路及应用程序的调试。0主要设计条件本课题以单片机为核心，设计并制作出步进电机控制系统，设计要求：1.按下不同的键，分别使步进电机实现顺时针和逆时针旋转；2.步进电机可实现正、反转，加速、减速等工作状态；3.通过LED数码管显示步进电机运行速度或工作状态；说明书格式1课程设计任务书2目录3总体方案确定4各单元硬件电路设计说明及计算方法5软件设计与说明（包括流程图）6调试结果与必要的调试说明7使用说明8总结9参考文献附录附录A系

3、统原理图附录B程序清单0进度安排设计时间为两周第一周星期一、上午：布置课题任务，讲课及课题介绍下午：借阅有关资料，总体方案讨论星期二、系统总体方案星期四、设计及调试星期五、设计及调试第二周星期一、设计及调试星期二、设计及调试星期三、设计及调试星期四、写说明书星期五、上午：写说明书，整理资料下午：交设计资料，答辩参考文献参考文献[1]王迎旭.单片机原理与应用.北京：机械工业出版社，2004.70目录第1章概述11.1单片机概述11.2步进电机概述2第2章系统总体方案设计32.1系统总体设计思路32.2系统总体设计方案方框图3

4、第3章硬件介绍与说明43.1开发板按键硬件连接及实物说明43.2开发板数码管硬件连接及实物说明53.3开发板步进电机硬件连接及实物图6第4章软件设计流程74.1系统整体流程概述74.2系统整体流程图8第5章调试结果与说明95.1系统调试95.2调试说明95.3调试结果10第6章总结12参考文献13附录14附录A系统原理图14附录B程序清单150第1章概述1.1单片机概述　单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部

5、总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。　　单片机也被称为微控制器（Microcontroller），是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便

6、分道扬镳。AT89系列单片机。他不但具有一般MCS-51单片机的所有特性，而且还拥有一些独特的优点，此次设计中所用到的STC90C52RC就是其中典型的代表。STC单片机是以51内核为主的单片机：●高速:1个时钟/机器周期,增强型8051内核,速度比普通8051快8～12倍●宽电压:5.5～4.1V/3.7V,3.6V～2.4V/2.1V(STC11/10L系列)●低功耗设计:空闲模式(可由任意一个中断唤醒)●低功耗设计:掉电模式(可由任意一个外部中断唤醒,可支持下降沿/低电平和远程唤醒,STC11xx系列还可通过内部专用

7、掉电唤醒定时器唤醒)●工作频率:0～35MHz,相当于普通8051:0～420MHz。201.2步进电机概述步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器感应子式步进电机与传统的反应式步进电机相比，结构上转子加有永磁体，以提供软磁材料的工作点，而定子激磁只需提供变化的磁场而不必提供磁材料工作点的耗能，因此该电机效率高，电流小，发热低。因永磁体的存在，该电机具有较强的反电势，其自身阻尼

8、作用比较好，使其在运转过程中比较平稳、噪音低、低频振动小。感应子式步进电机某种程度上可以看作是低速同步电机。一个四相电机可以作四相运行，也可以作二相运行。（必须采用双极电压驱动），而反应式电机则不能如此。例如：四相，八相运行（A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A）完全可以采用二相八拍运行方式。一个