步进电动机控制系统设计报告

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1、单片机原理与应用课程设计说明书题目：步进电动机控制系统设计系部：专业：班级：2013级1班学生姓名:学号:指导教师:2013年6月22日单片机/微机接口课程设计说明书目录1.项目设计任务与要求12．项目设计方案12.1设计思路12.2器件选择方案12.2.1单片机的选择12.2.2AT80C51的主要性能12.2.3AT80C51引脚图22.2.4管脚作用：22.2.5四相步进电动机工作原理33.硬件电路设计53.1步进电动机介绍53.2步进电动机控制系统电路设计53.3步进电动机驱动电路53.4按键与指示电路63.5晶振电路和复位电路84.项目软件设计95.项目仿真与调试125.1程序

2、的调试125.2步进电动机控制系统仿真135.2.1步进电动机正转仿真135.2.2步进电动机反转仿真145.2.3步进电动机停止仿真146.结论157.附录16参考文献18单片机/微机接口课程设计说明书1.项目设计任务与要求使用80C51单片机对四相步进电动机进行控制，使其能够顺时针或逆时针旋转。1)电动机运行平稳，正反转控制自如；2）根据要求改变运行圈数和运行速度；3)写出详细的电路工作原理、参数计算；4)画出仿真电路图；5)仿真测试并记录结果。2．项目设计方案2.1设计思路步进电动机驱动原理如下：单片机发出脉冲信号，控制步进电动机定子的各相绕组以适当的时序通、断电，使其作步进式旋转

3、。四相步进电动机各相绕组的通电顺勋可以单四拍（A→B→C→D）、双四拍（AB→BC→CD→DA）和单双八拍（A→AB→B→BC→C→CD→D→DA）的方式进行。按上述顺序切换，步进电动机转子按顺时针方向旋转。若通电顺序相反，则电动机转子按逆时针方向旋转。2.2器件选择方案2.2.1单片机的选择本设计采用AT80C51单片机，80C51单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制，并且其功耗低、体积小、价格便宜、耗电低、技术成熟和成本低等优点。许多功能部件集成在芯片内部，其信号通道受外接影响小，可靠性高，控制能力强，运行速度快等特点。2.2.2AT80C

4、51的主要性能1．与STC89C52单片机产品系列兼容；2．片内有4KB可在线重复编程的快闪擦写存储器；3.存储数据保存时间为10年；4.宽工作电压范围：VCC可为2.7V到6V；5.全静态工作：可从0Hz至16MHz；6.程序存储器具有3级加密保护；7.128*8位内部RAM；8.32条可编程I/O线；9.两个16位定时器/计数器；10.中断结构具有5个中断源和2个优先级；11.可编程全双工串行通道；19单片机/微机接口课程设计说明书12.空闲状态维持低功耗和掉电状态保存存储内容。2.2.3AT80C51引脚图图180C51PDIP封装引脚图2.2.4管脚作用：VCC：电源电压，AT8

5、0C51电源的正极输入端，接+5V电压使AT80C51单片机正常工作。是单片机的电源提供端口。GND：接地。P0：P0口(P0.0～P0.7)是一个8位漏极开路双向输入输出端口，当访问外部数据时，它是地址总线（低8位）和数据总线复用。外部不扩展而单片应用时，则作一般双向I／O口用P0口每一个引脚可以推动8个LSTTL负载。P1： P1口(P1.0~P1.7)口是具有内部提升电路的双向I/0端口(准双向并行I/O口)，其输出可以推动4个LSTTL负载。仅供用户作为输入输出用的端口。P2：P2口(P2.0~P2.7)口是具有内部提升电路的双向I/0端口(准双向并行I/O口)，当访问外部程序存

6、储器时，它是高8位地址。外部不扩展而单片应用时，则作一般双向I／O口用。每一个引脚可以推动4个LSTL负载。19单片机/微机接口课程设计说明书P3： P3口(P3.0~P3.7)口是具有内部提升电路的双向I/0端口(准双向并行I/O口)，它还提供特殊功能，包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部随机存储器内容的读取或写入控制等功能。其特殊功能引脚分配如下：P3.0RXD串行通信输入。 P3.1TXD串行通信输出。  P3.2INT0外部中断0输入，低电平有效。 P3.3INT1外部中断1输入，低电平有效。 P3.4T0计数器0外部事件计数输入端。P3.5T1计数器1 外部事件计数输

7、入端。 P3.6WR外部随机存储器的写选通，低电平有效。 P3.7RD外部随机存储器的读选通，低电平有效。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。PSEN：外部程序存储器的选通信号。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。     XTAL2：来自反向振荡器的输出。EA/VPP：片内片外程序储