江南大学单片机课程设计报告

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1、江南大学物联网工程学院课程设计报告课程名称：单片机原理及应用设计题目：基于单片机的步进电机控制器设计班级：自动化姓名：学号：指导教师：吴定会评分：2013年7月1日19目录一、设计目的……………………………………………………………………………………….3二、设计要求……………………………………………………………………………………….3三、仪器设备……………………………………………………………………………………….3四、硬件线路图及主要芯片说明……………………………………………………………..31）28BYJ-48四相八拍步进电机………………………………………………………………42）U

2、LN2003…………………………………………………………………………………………53）三极管8550…………………………………………………………………………………….64）PCB80C51BH-2P……………………………………………………………………………...75）DPY_7-SEG_DP………………………………………………………………………………..86）硬件线路图…………………………………………………………………………………….10五、系统工作原理……………………………………………………………………………….11六、程序框图………………………………………………………………………

3、……………..14七、程序清单……………………………………………………………………………………..15八、设计体会……………………………………………………………………………………..1819基于单片机的步进电机控制器设计步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，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，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的；同时可以通过控制

4、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。通常电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序，电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。●设计目的通过具体小型测试系统设计，实践单片机系统设计及调试的全过程，以加深对单片机内部结构、功能和指令系统的理解，并进

5、一步学习单片机开发系统的应用及一些外围芯片的接口和编程方法，初步掌握单片机系统的硬、软件设计技术及调试技巧。●设计要求1)电机转速可以平稳控制2）通过键盘和显示器可以设置电机的转速3）显示电机的速度趋势●仪器设备1、STC89C52RC单片机芯片一片2、ULN2003驱动芯片一片3、MT03641BR八位共阳数码管芯片一片4、8550PNP四个5、不同阻值电阻若干6、30pF电容两个7、12M晶振一个8、按键四个9、28BYJ-48电机一个10、+5V电源一个●硬件线路图及主要芯片说明19◇28BYJ-48四相八拍步进电机主要技术参数相数：四相电压：5VDC电流：92mA电阻：130

6、Ω步距角：5.625°空载牵出频率：800pps空载牵入频率：500pps减速比：1/64牵入转矩：≥78.4mN.m接线指示：A（橙）、B（黄）、C（蓝）、D（灰）、E（红，中点接+5V）28BYJ-48图AABBBCCCDDDA190x010x030x020x060x040x0c0x080x09四相八拍相序表如果需要电机正转，只需要从A-AB-B-BC-C-CD-D-DA依次通电即可，反转，则需要反过来依次通电。◇ULN2003ULN2003是大电流驱动阵列,多用于单片机、智能仪表、PLC、数字量输出卡等控制电路中。可直接驱动继电器等负载。输入5VTTL电平，输出可达500mA/

7、50V。ULN2003是高耐压、大电流达林顿陈列,由七个硅NPN达林顿管组成。该电路的特点如下:ULN2003的每一对达林顿都串联一个2.7K的基极电阻,在5V的工作电压下它能与TTL和CMOS电路直接相连,可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。ULN2003是高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品,具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点,适应于各类要求高速大功率驱动的系统。ULN2003芯片引脚图引脚1：CPU脉冲输入端，端口对