基于单片机原理的步进电机的正反转

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1、成绩电机控制课程设计报告书题目基于单片机原理的步进电机的正反转院部名称龙蟠学院专业电气工程及其自动化班级M12电气工程及其自动化组长姓名黄霈霈同组学生侯婧芸学号1221109009设计地点工科楼C103设计学时1周指导教师周洪金陵科技学院教务处制24目录目录1摘要11.概述21.1课程设计的任务和要求21.2设计思路框架31.3设计方案的模块解释32.系统硬件设计32.1单片机最小系统原理介绍32.1.1AT89C51的工作原理42.1.2复位电路的工作原理72.1.3晶振电路的工作原理82.2电机驱动电路原理介绍93.系统软件设计103.1系

2、统流程图103.2系统程序分析114．调试过程与结果195．总结与体会206.参考资料217.附录2224摘要介绍了步进电机正反转控制原理及其接口驱动控制电路，编制了基于MCS-51单片机的步进电机正反转控制的子程序，并应用wave软件进行了仿真。证明在并行口控制中，可以利用软件实现环行脉冲分配，实现程序较简单，同时还可以节省硬件投资。结合单片机控制步进电动机的实际工作环境，从提高控制系统运行的可靠性角度，讨论了实际应用的软件抗干扰技术。关键词单片机；步进电机；正反转控制241.概述1.1课程设计的任务和要求电机控制课程设计是考察学生利用所学过

3、的电机控制专业知识，进行综合的电机控制系统设计并最终完成实际系统连接，能够使学生对电气与自动化的专业知识进行综合应用，培养学生的创新能力和团队协作能力，提高学生的动手实践能力。最终形成一篇符合规范的设计说明书，并参加综合实践答辩，为后期的毕业设计做好准备。本次设计考核的能力主要有：专业知识应用能力，包括电路分析、电子技术、单片机、检测技术、电气控制、电机与拖动、微特电机及其驱动、计算机高级语言、计算机辅助设计、计算机办公软件等课程，还包括本专业的拓展性课程如变频器、组态技术、现场总线技术、伺服电机等课程。项目设计与运作能力，团队协作能力，技术文

4、档撰写能力，PPT汇报与口头表达能力。电气与自动化系统的设计与实际应用能力。要求完成的工作量包括：制作实际成品，并现场演示效果。学生结合课题进行PPT演讲与答辩。学生上交课题要求的各类设计技术文档。1.2设计思路框架1.3设计方案的模块解释本系统主要由电源模块、控制模块、电机驱动模块、按键中断模块等四个模块组成。电源模块24的功能是将交流220V电源经过整流转化为直流+5V电源，以供给控制、显示、驱动等模块供电。控制模块是系统的主导作用，即51单片机的最小系统，用来发送信号以控制电机及显示。电机驱动模块使用的是ULN2003芯片。ULN2003

5、的每一对达林顿都串联一个2.7K的基极电阻，在5V的直流工作电压下它能与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。按键模块则分为启动按键和中断按键，启动按键使用的是单片机普通的I/O口。用来控制系统启动。中断按键则是使用的外部中断口（P3.2,P3.3)。在系统运行时则可以随时控制电机的加减速。242.系统硬件设计2.1单片机最小系统原理介绍该电路工作原理：本项目中选用了最基础的C51单片机做为其控制核心，单片机最小系统，或者称为最小应用系统，是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统，本设计采用AT89C5

6、1单片机，最小系统一般应该包括：单片机、晶振电路、复位电路、电源电路。单片机最小系统复位电路的极性电容C3的大小直接影响单片机的复位时间，一般采用10~30uF,51单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短。51单片机最小系统晶振X1也可以采用6MHz或者12MHz，在正常工作的情况下可以采用更高频率的晶振，51单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度，频率越大处理速度越快。单片机最小系统起振电容C2、C3一般采用15~33pF，并且电容离晶振越近越好。P0口为开漏输出，作为输出口时需加上拉电阻RP1，阻值一般为10k。设置为定时器

7、模式时，加1计数器是对内部机器周期计数（1个机器周期等于12个振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12）。计数值N乘以机器周期Tcy就是定时时间t.设置为计数器模式时，外部事件计数脉冲由T0或T1引脚输入到计数器。在每个机器周期的S5P2期间采样T0、T1引脚电平。当某周期采样到一高电平输入，而下一周期又采样到一低电平时，则计数器加1，更新的计数值在下一个机器周期的S3P1期间装入计数器。由于检测一个从1到0的下降沿需要2个机器周期，因此要求被采样的电平至少要维持一个机器周期。当晶振频率为12MHz时，最高计数频率不超过1/2MHz，即计数脉冲

8、的周期要大于2ms。图2-1最小系统电路图242.1.1AT89C51的工作原理AT89C51是一个低电压，高性能CMOS8位单片机带有4K字节的可反