基于单片机控制的步进电机控制器设计.doc

单片机原理与应用技术 课程设计报告 题目: 基于单片机控制的步进电机控制器 专业班级： 姓　 名： 时 间： 指导教师： 2014年 12 月 12 日 步进电机控制器的课程设计任务书 一．设计目的与要求 （一）基本功能 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 如过载保护、欠压保护、短路保护和防飞车等功能。 （二）扩展功能 任意设定一点为圆心，实现一个直径为10cm的圆形轨迹运动。 二．计划完成时间 三周 1．第一周完成软件和硬件的整体设计，同时按要求上交设计报告一份。 2．第二周完成软件的具体设计和硬件的制作。 3．第三周完成软件和硬件的联合调试。 目录 1 引言…………………………………………………………………………………1 2 总体设计方案………………………………………………………………………1 2.1、设计思路…………………………………………………………………………1 2.2、2.2、单片机简介……………………………………………………………………1 2.3、步进电机…………………………………………………………………………1 2.3.1、四相步进电机的工作原理……………………………………………………2 2.3.2、四相步进电机的脉冲分配规律………………………………………………2 2.4、方案论证………………………………………………………………………2 2.5、设计框图…………………………………………………………………………3 3 设计原理分析………………………………………………………………………3 3.1、硬件设计…………………………………………………………………………3 3.1.1、最小系统………………………………………………………………………3 3.1.2、控制电路………………………………………………………………………4 3.1.3、显示电路………………………………………………………………………4 3.1.4、驱动电路………………………………………………………………………5 3.2、软件设计…………………………………………………………………………6 3.2.1、主程序设计……………………………………………………………………6 3.2.2、定时中断设计…………………………………………………………………6 3.2.3、外部中断设计…………………………………………………………………7 4 结束语………………………………………………………………………………7 参考文献………………………………………………………………………………8 附录1 电路原理图…………………………………………………………………9 附录2 程序清单…………………………………………………………………10 基于单片机控制的步进电机控制器 摘要：本系统由单片机系统、显示系统、驱动系统和步进电机组成。通过按键来控制单片机，通过P1口输出的具有时序的方波作为步进电机的控制信号，使步进电机的转向与转速发生变化，达到对电机控制的目的。该设计具有结构简单、可靠性高、使用方便、可以实现较复杂的控制、具有较大的灵活性和适应性等特点。 关键词： 步进电机 单片机 AT89C51 1 引言 微型计算机的出现给人类生活带来了根本性的变化，使现代科学研究发生了质的飞跃，单片机技术的出现给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命。同时，随着科技技术的快速发展进步，在工业过程控制及某些仪表中，经常会用到步进电机，其精度高，具有快速起/停能力，可对位移量、旋转角和转动速度等进行高精度控制，作为控制执行部件而广泛应用于自动控制领域和精密机械领域，从而实现对生产过程或设备的精确控制。本设计主要是设计一个由单片机控制的步进电机调速系统，操作者可通过系统的按钮和开关控制步进电机的旋转速度和方向，正反转速度要求变化，同时为了可以直观的看出电机的运行状态，其速度档位和旋转方向可以在数码管上显示出来。 2 总体设计方案 2.1、设计思路 根据步进电机的工作原理可以知道，如果通过单片机按顺序给绕组施加有序的脉冲电路。就可以控制电机的转动。转动的角速度大小与施加的脉冲频率成正比，而转动的方向则与脉冲的顺序有关。常用的步进电机有三相、四相、五相和六相，相数越多，输出转距就越平稳。 2.2、单片机简介 单片计算机即单片微型计算机。（Single-Chip Microcomputer ）,是集CPU ,RAM ,ROM ,定时，计数和多种接口于一体的微控制器。他体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产品和工业自动化上。而51 单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。 2.3、步进电机 步进