课程设计（论文）-基于单片机控制的步进电机控制器

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1、基于单片机控制的步进电机控制器设计任务书1．设计目的与要求设计出一个步进电机控制器，准确的理解有关要求，独立完成系统设计，要求所涉及的电路具有以下功能（1）实现步进电机的正反转控制（2）实现步进电机的加速控制（3）实现步进电机的减速控制2．设计内容（1）画出电路原理图，正确使用逻辑关系；（2）确定元器件及组件参数；（3）进行电路模拟仿真；（4）SCH文件生成与打印输出；（5）PCB文件生成与打印输出；（6）系统的总体设计、安装和调试。3．编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。

2、4．答辩在规定时间内，完成叙述并回答问题。目录1引言……………………………………………………………………………12总体设计方案…………………………………………………………………12.1设计思路……………………………………………………………………12.2总体设计框图………………………………………………………………23设计原析………………………………………………………………………23.1步进电机…………………………………………………………………23.2驱动电路…………………………………………………………

3、…………23.3键盘电路设…………………………………………………………………33.4复位设计和时钟振荡电路…………………………………………………33.5正反转加速减速标志电路设计……………………………………………44系统主系图……………………………………………………………………55总结与体会……………………………………………………………………6参考文献…………………………………………………………………………7附录1……………………………………………………………………………8附录2…………………………

4、…………………………………………………9基于单片机控制的步进电机控制器摘要:本设计采用AT89S51单片机实现对步进电机的控制。通过单片机的I/O来实现对步进电机的控制，用Ll298来驱动步进电机，并且使用LED来作为正反转，加速减速控制的标志。关键词：步进电机单片机AT89S51发光二极管转动按键1引言步进电动机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的精密执行元件，由于步进电机具有控制方便、体积小等特点，所以在数控系统、自动生产线、自动化仪表、绘图机和计算机外围设备中得到广泛应用。微电子学的迅速发

5、展和微型计算机的普及与应用，为步进电动机的应用开辟了广阔前景，使得以往用硬件电路构成的庞大复杂的控制器得以用软件实现，既降低了硬件成本又提高了控制的灵活性，可靠性及多功能性.而且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。由于它是用电脉冲信号进行控制，将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的微电动机，它最突出的优点是可以在宽广的频率范围内通过改变脉冲频率来实现调速，快速起停、正反转控制及制动等，并且用其组成的开环系统既简单、廉价，又非常可行，因此在打印机等办公自

6、动化设备以及各种控制装置等众多领域有着极其广泛的应用。随着微电子和计算机技术的发展，步进电动机的需求量与日俱增，研制步进电机驱动器及其控制系统具有十分重要的意义。本设计主要通过单片机编程实现对四相步进电机的ABCD四相输送稳定的有频率的脉冲信号，完成步进电机的信号分配功能。只需要简单的编程，便可通过调节单片机输出脉冲控制步进电机的转向、转速和制动。2总体设计方案本次设计主要通过三大块来，包括驱动电路的设计、状态显示部分和按键部分设计。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而精确地控制转动角度；同时可

7、以通过控制脉冲频率来控制电机转动的角度和加速度，从而达到调速的目的2.1设计思路步进电机是数字控制电机，它将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，其最大特点就是通过输入脉冲信号来进行控制，即电机总转动角度由输入脉冲数决定，电机的转速由脉冲信号频率决定，因此适合于单片机控制，单片机产生驱动步进电机的脉冲信号，并送给驱动电路，驱动电路根据控制信号工作，实现步进电机的转速与方向控制。驱动电路采用L298芯片对信号电流进行处理，放大。这款芯片接线电路很简单，L298N是ST公司生产

8、的一种高电压、大电流电机驱动芯片，驱动功能该芯片采用15引脚封装，具有以下特点：具有信号指示，转速可调，抗干扰能力强，具有过电压和过电流保护，、可单独控制两台直流电机，可单独控制一台步进电机，PWM脉宽平滑调速，可实现正反转，采用光电隔离。总共享了五个按键实现步进电机的各功能控制且是迷你型6×6按键，因为此按键比较小巧，占用电路板面积少，可以节省空间，电路板整体性增强，不过对按键的选择没有什么特殊要求，只要能工作就行，在实际设计过程中可以根据实际情况随机采取。使用发光