基于单片机步进电机控制系统的设计

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1、数理与信息工程学院《单片机原理及应用》期末学期课程设计题目：基于单片机的步进电机控制系统专业：电子信息工程18目录第1章引言………………………………………………………………….31.1步进电机控制系统概述………………………………………………….31.2本设计任务和主要内容……………………………………………………4第2章系统主要硬件电路设计………………………………………………….52.1单片机控制系统原理…………………………………………………….52．2单片机主机系统电路………………………………………

2、……………52.2.1时钟电路……………………………………………………………62.2.2复位电路……………………………………………………………62.3步进电机驱动电路…………………………………………………………72.4LED显示电路…………………………………………………………….8第3章系统的软件设计…………………………………………………………103.1步进电机的位置控制……………………………………………………103.2显示子程序………………………………………………………………13第四章结束语………

3、…………………………………………………………17第5章参考文献…………………………………………………………………18基于单片机的步进电机控制系统数理与信息工程学院电信041林浩波18指导教师：余水宝第1章引言在当今社会的各个领域步进电机无处不在，应用领域涉及机器人、工业电子自动化设备、医疗器件、广告器材、舞台灯光设备、印刷设备、计算机外部应用设备等等。因此，设计出高精确度、实时监控、语音提示的步进电机具有重要的现实意义和实用价值。本设计是基于80C51单片机的步进电机控制系统，能够有效地对步进电机转

4、速、方向的控制。为了能够更加人性化的控制系统，本设计还增加了语音提示部分，在实际应用当中由于紧急事件需要在短时间内了解电机的工作情况，这时看数码显示就很不方便，而语音提示提供很大帮助，只要按下语音提示按钮便能获取相关技术数据。本设计采用16位单片机MCS80C51对步进电机进行控制，通过I/O口输出的具有时序的方波作为步进电机的控制信号，信号经过驱动芯片驱动步进电机；同时，用4X4的键盘来对电机的状态进行控制，并用数码管显示电机的转速，采用74LS164作为4位单个数码管的显示驱动。1.1步进电机控

5、制系统概述 步进电机是机电一体化产品中的关键组件之一，是一种性能良好的数字执行元件，随着计算机应用技术、电子技术和自动控制技术在国民经济各个领域中的普及与深入，步进电机的需求量越练越大。随着工业技术的不断发展，以及同类产品的不断出现，步进电机面临着前所未有的挑战。但近30年来，数字技术、计算机技术和永磁材料的迅速发展，推动步进电机的发展，为步进电机的应用开辟了广阔的前景，近几年来，步进电机需求量一直呈现出较快的增长速度，其中扫描仪、打印机、传真、DVD-ROM/CD-ROM驱动器、空调及多功能自动化

6、办公设备等应用对步进电机的需求增长最强。此外由于USB2.0的日益流行促进了高分辨率扫描仪的销售，步进电机向着小型、薄型和更小的步进角度发展。步进电机有着方方面面重要应用，如何对其进行有效控制，使其能够发挥最大的优势是各个行业技术开发人员所共同关注的，本文旨在设计一套较完整的通用控制系统，对步进电机的转速、方向实行智能化控制，并能通过LED显示其转速。1.2本设计任务和主要内容本论文主要研究单片机控制的步进电机系统，对步进电机的转速、方向进行控制和显示。18主要内容如下：②通过键盘设定步进电机的转速

7、及方向②LED显示步进电机的转速第2章系统主要硬件电路设计2.1单片机控制系统原理18AT89C51单片机LED数码显示步进电机转速、方向控制键盘输入图2-1单片机控制系统原理框图2．2单片机主机系统电路 AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复

8、擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。18图2-2单片机主机系统图2.2.1时钟电路单片机的时钟信号用来提供单片机片内各种微操作的时间基准，时钟信号通常用两种电路形式得到:内部振荡和外部振荡。