基于单片机的步进电机控制系统课程设计

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1、运城学院单片机课程设计报告课题名称基于单片机的步进电机控制系统的设计与实现单位运城学院所在院（系）计算机科学与技术系班级1201班指导教师学生姓名王明宇郭西西王超李嘉嘉黄凯王丹2015年5月28日目录1.课程设计的目的………………………………………………12.课程设计题目描述和要求……………………………………12.1设计题目要求………………………………………………12.2原理图设计要求……………………………………………12.3程序设计要求………………………………………………12.4程序调试要求………………………………………………13.硬件设计…………………

2、……………………………………53.1单片机最小系统设计…………………………………………53.2主要电路分析………………………………………………54.软件设计………………………………………………………104.1系统软件运作主流程图……………………………………104.2键盘扫描流程图……………………………………………115.程序代码……………………………………………………116.设计总结……………………………………………………157.参考文献……………………………………………………15人员分工：序号姓名主要工作1王明宇系统总体设计2郭西西王超硬件设计及制作3李

3、嘉嘉软件设计4黄凯王丹系统的软件调试和硬件调试1.课程设计目的(1)进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理。(2)设计一套硬件系统较简单、经济，但功能较为齐全，适应性强，操作方便，交互性强，可靠性高的步进电机控制系统。(3)通过课程设计，能够有机地把电子技术、单片机技术、电机的控制技术结合起来(4)通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。(5)通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，使学生了解单片机应用系统开发及的全过程，为今后从事相应的工作打下良好的基础。2．课程设计题目描述和要求2.1设计题目要求用单片机完成基于单片机的步进

4、电机控制系统的设计与实现。步进电机是一种把电脉冲信号变成直线位移或角位移的控制电机，其位移速度与脉冲频率成正比，位移量与脉冲数成正比。步进电机在结构上也是由定子和转子组成，可以对旋转角度和转动速度进行高精度控制。当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场，该矢量场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁极磁场方向与定子的磁场方向一着该磁场旋转一个角度。2.2原理图设计要求(1)原理图设计要严格符合作图规范（布局、连线要正确，连线端子要有标号等）。(2)图中所使用的各元器件要按标准正确标明序号及数值（如，P0口；RST；）。(3)原理图要完整（电源，单片机，

5、外围器件，扩器接口，输入/输出装置等要一应俱全）。2.3程序设计要求(1)根据设计要求，将总体功能分解成若干个子功能模块，每个功能模块完成一个特定的功能。(2)根据总体要求详细分解各功能模块，并确定各功能模块之间的关系，设计出完整的程序流程图（按流程图设计标准完成设计）。2.4程序调试要求(1)利用C语言编写程序（按C语言书写标准完成程序设计）。(2)通过keil调试（按步骤一步一步完成程序调试、包括断点设置、内存及代码分析等）。(3)通过AltiumDesigner7.0软件完成理论性仿真。(4)通过实验板检验及调试。(5)程序调试将设计完的程序输入，汇

6、编，排除语法错误，生成HEX文件（执行、检查、修改程序，直到达到要求为止）。3.硬件设计本设计采用单片机AT89S51来作为整个步进电机控制系统的运动控制核心部件，采用了电机驱动芯片L298及其外围电路构成了整个系统的驱动部分，再加上作为执行部件的步进电机来构成了一个基本的步进电机控制系统。系统的具体功能和要求如下：1.单片机最小系统板的设计；2.设计兼有两相两拍和两相四拍的脉冲分配器;3.实现步进电机的启停、正转、反转控制；4.驱动电路可提供电压为12V，电流为0.3A的驱动信号;5.能实现步进电机的转速调节，最低转速为25转/分，最高转速为100转/分

7、；6.步进电机的转速由数码管显示；7.键盘扫描电路的设计整个系统的组成包括单片机最小系统，电机驱动模块，串口下载模块，数码管显示模块，电机驱动电流检测模块，独立按键等模块组成。具体框图如图所示：3.1单片机最小系统设计采用AT89S51单片机构成了控制系统的核心，其基本模块就主要包括复位电路和晶体震荡电路。在本设计当中，单片机的P0口、P1口、P2口、P3口全部参与系统工作，单片机最小系统的接线如图3.3所示：单片机端口分配及功能1、其中P0口用于控制数码管的具体显示功能，既是数码管的段选。2、P1口主要用于控制电机驱动芯片L298的工作，以及ADC080

8、4芯片的编程的读写控制。3、P2口主要用于控制数码管的公共端，既是