单片机系统开发与应用实习报告-基于at89s52单片机的控制步进电机

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1、单片机系统开发与应用工程实习报告选题名称:基于AT89S52单片机的控制步进电机系（院）:计算机工程学院专业:计算机科学与技术（嵌入式软件技术与设计）班级:姓名:学号:指导教师:学年学期:2009~2010学年第2学期2010年5月30日摘要：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件。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

2、可以通过控制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。由于脉冲信号数与步距角的线性关系，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点，使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。关键词：步进电机；单片机；步距角目录1课题综述11.1课题来源和意义11.2预期目标12系统分析12.1框图设计12.2晶振电路23系统设计23.1硬件连接图23.2按键功能33.3单片机33.4驱动电路44软件设计54.1软件流程图54.2激磁方式55程序代码6总结11参考文献12单片机系统开发与应用工程实习计报告1课题综述1.1课题来源和意义步进电机是一种将电脉冲转换成相应角

3、位移或线位移的电磁机械装置，也是一种能把输出机械位移增量和输入数字脉冲对应的驱动器件。步进电机具体有快速启动、停止的能力，精度高、控制方便，因此，在工业上得到广泛应用。1.2预期目标（1）开始通电时，步进电机停止转动。（2）单片机分别接有按键开关K1、K2和K3，用来控制步进电机的转向，要求如下：l当按下K1时，步进电机正转。l当按下K2时，步进电机反转。l当按下K3时，步进电机停止转动。（3）正转采用1相激磁方式，反转采用1~2相激磁方式。2系统分析2.1框图设计根据系统要求画出基于AT89S52单片机的控制步进电机的控制框图如图2-1所示。按键电路复位电路晶振电路AT89S52电源

4、电路驱动电路步进电机图2-1基于AT89S52单片机的控制步进电机的控制框图1单片机系统开发与应用工程实习计报告系统主要包括单片机、复位电路、晶振电路、按键电路、步进电机及驱动电路几部分。2.2晶振电路AT89S52单片机有一个用于构成内部振荡器的反相放大器，XTAL1和XTAL2分别是放大器的输入、输出端。石英晶体和陶瓷谐振器都可以用来一起构成自激振荡器。晶振模块自带振荡器、提供低阻方波输出，并且能够在一定条件下保证运行。最常用的两种类型是晶振模块和集成RC振荡器（硅振荡器）。晶振模块提供与分立晶振相同的精度。硅振荡器的精度要比分立RC振荡器高，多数情况下能够提供与陶瓷谐振槽路相当的

5、精度。图2-2为晶振电路。图2-2晶振电路3系统设计3.1硬件连接图根据图2-1，可以设计出单片机控制步进电机的硬件电路图，如图3-1所示。图3-1硬件连接图1单片机系统开发与应用工程实习计报告3.2按键功能按键采用3个功能键，K1、K2和K3按键开关分别接在单片机的P0.0~P0.2引脚上，用来控制步进电机的转向，作为控制信号的输入端键。按K1时，步进电机正传；按K2时，步进电机反转；按K3时，步进电机停止转动。3.3单片机At89s52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品

6、指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。。At89s52主要技术参数如下：l与MCS-51单片机产品兼容l8K字节在系统可编程Flash存储器l1000次擦写周期l全静态操作：0Hz～33MHzl三级加密程序存储器l32个可编程I/O口线l三个16位定时器/计数器图3-2AT89S52引脚图1单片机系统开发与应用工程实习计报告3.4驱动电路单片机的输出电流太小，不能直接与步进电机相连，需要增加驱动电路。对于电流小于0.5A的步进电机，可以采用ULN2003类的驱动IC。ULN2003技术参数如下所示。最大输出电压：50V。最大连续输出电流：0.5

7、A。最大连续输入电流：25mA。功耗：1W。如图3-3所示为2001/2002/2003/2004系列驱动器引脚图，图3-3左侧1~7引脚为输入端，接单片机P1口的输出端，引脚8接地；右侧10~16引脚为输出端，接步进电机，引脚9接电源+5V，该驱动器可提供最高0.5A的电流。图3-3ULN20031单片机系统开发与应用工程实习计报告4软件设计4.1软件流程图程序设计流程图如图4-1所示，主要包括键盘扫描模块、步进电机正转模块、步进电机反转模块