单片机课设(步进电机)

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1、.编号0217课程设计（论文）相关资料题目：基于单片机的步进电机设计学院专业学号学生姓名指导教师二0一二年六月...目录第1章概述3第2章设计内容的介绍32.1步进电机原理32.2设计目标4第3章设计思路具体内容53.1设计思路53.2总体设计框图及电路原理图53.3单片机及其最小系统53.4硬件电路原理图6第四章程序设计74.1程序设计思路74.2程序设计流程图74.3主程序设计84.4子程序设计9第五章总结11参考文献12...第一章概述1.1单片机简介单片机是单片微型计算机的简称，是典型的

2、嵌入式微控制器（MicrocontrollerUnit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制

3、电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。1.2步进电机简介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；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动

4、的速度和加速度，从而达到调速的目的。第二章设计内容的介绍2.1步进电机原理步进电机在控制系统中具有广泛的应用。它可以把脉冲信号转换成角位移，并且可用作电磁制动轮、电磁差分器、或角位移发生器等。本文先介绍该步进电机的工作原理，然后介绍了其驱动器的软、硬件设计。该步进电机为一四相步进电机，采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。八

5、拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图2.1所示：a.单四拍      b.双四拍     c八拍...图2.1步进电机的驱动电路根据控制信号工作，控制信号由单片机产生,其基本原理作用如下:(1)控制换相顺序通电换相这一过程称为脉冲分配。对于一四相步进电机，采用单极性直流电源供电，只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。下图是四相反应式步进电机工作原

6、理示意图。　　开始时，开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。依次类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。(2)控制步进电机的转向如果给定工作方式正序换相通电，步进电机正转，如果按反序通电

7、换相，则电机就反转。(3)控制步进电机的速度如果给步进电机发一个控制脉冲，它就转一步，再发一个脉冲，它会再转一步。两个脉冲的间隔越短，步进电机就转得越快。调整单片机发出的脉冲频率，就可以对步进电机进行调速。2.2设计目标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件、软件设计技术及调试技巧。（1）一个正反转开关控制正转和反转；（2）一个速度开关控制高

8、速和低速（高速和低速只要有明显差别）；（3）一个半圈按钮,按一下时转半圈；...（4）一个一圈按钮,按一下时转一圈；（5）一个连续转动按钮,按一下时连续转动，再按一下时停止转动；（6）整个步进电机控制程序要求用C语言编写。（7）用protel画出系统原理图，要求是一个完整的单片机控制系统，电源为220V交流电第3章设计思路与具体内容3.1设计思路本系统主要由按键电路、单片机最小系统、AT89c52单片机、步进电机状态显示电路、驱动电路以及步进电机等几部分组成。本系统采用两个独立开关两个独立按钮，