基于单片机的步进电机控制系统设计

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1、单片机技术与应用课程设计题目步进电机控制系统设计院系年级专业班级学号姓名指导教师设计时间课程设计独创性声明：该课程设计是通过我们小组成员研究合作共同完成。小组中每个人都付出了努力和汗水。小组成员之间配合默契，分工明确。我们在题目的基础上有所突破。除了文中特别加以标注的参考文献外，本次课程设计中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。学生签名：实训报告成绩：项目评分比例平时考核30%实训报告30%答辩40%实训成绩指导教师（签字）：年月日步进电机控制系统设计摘要本设计通过ATMEL89C51单片机对步进电机进行控制

2、,主要介绍了步进电机控制器、驱动电路和LED显示电路的设计,实现了步进电机的控制。具有以下功能：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、电机运转状态可以是正反转，加速减速；3、通过LED数码管显示电机运行状态特点。该系统具有成本低、控制方便的特点。关键词：单片机步进电机调速控制SteppermotorcontrolsystemdesignAbstractThedesignbyATMEL89C51Microcontrollersteppermotorcontrol,mainlythesteppe

3、rmotorcontroller,drivecircuitandLEDdisplaycircuitdesigntoachieveasteppermotorcontrol.Ithasthefollowingfeatures:1.Pressdifferentkeys,respectivelysteppermotorclockwiseandcounterclockwise;2,motorrunningstatemaybereversing,accelerationanddeceleration;3,throughthe

4、LEDdigitaldisplaymotorrunningfeatures.Thesystemislowcost,convenientcontrolfeatures.Keywords:microcontroller;Steppermotor;SpeedControl目录1.引言31.1步进电机31.2研究的目的和意义31.3步进电机工作原理41.3.1步进电机的控制41.3.2步进电机的工作过程41.3.3步进电机的转速计算52.系统概述62.1系统实现功能62.2系统总体构成62.3系统工作流程72.3.1主程

5、序框图72.3.2按键处理程序框图83.硬件电路设计93.1单片机最小系统92.3.2复位电路102.3.3振荡电路113.3按键电路模块123.4数码管显示电路模块123.4.1位码选择电路133.4.2LED电路143.5电机驱动模块144.软件电路设计154.1按键处理程序设计154.2电机旋转程序设计164.3数码管显示程序设计185.系统调试205.1软件仿真205.2实物调试205.3调试结果及现象说明216.总结227.参考文献238.附件238.1程序清单248.2DXP原理图278.3Prote

6、us仿真图288.4硬件实物图291.引言1.1步进电机步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。步进电机最早是在1920年由英国人所开发。1950年后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上，这对于数字化的控制变得更为容易。以后经过不断改良，使得今日步进电机已广泛运用在需要高定位精度、高分解性能、高响应性、信赖性等灵活控制性高的机械系统中[4]。在生产过程中要求自动化、省人力、效率高的机器中

7、，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合步进电机用得最多。步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一, 广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用[14]。1.2研究的目的和意义步进电机是将电脉冲信号变换成角位移或直线位移的执行部件。步进电机可以直接用数字信号驱动，使用非常方便。一般电动机都是连续转动的，而步进电动机则有定位和运转两种基本状态，当有脉冲输入时步进电动机一步一步地转

8、动，每给它一个脉冲信号，它就转过一定的角度。步进电动机的角位移量和输入脉冲的个数严格成正比，在时间上与输入脉冲同步，因此只要控制输入脉冲的数量、频率及电动机绕组通电的相序，便可获得所需的转角、转速及转动方向[5]。在没有脉冲输入时，在绕组电源的激励下气隙磁场能使转子保持原有位置处于定位状态。因此非常适合于单片机控制。步进电机还具有快速启动、精确步进和定位等特点，因而在数控