课程论文基于单片机的步进电机控制系统.doc

课程论文 题 目： 基于单片机的步进电机控制系统 学生姓名： 程园 学生学号： 1114020206 系 别： 电气信息工程学院 专 业： 电子信息工程 年 级： 2011级 任课教师： 王千春 电气信息工程学院制 2013年12月 1摘要 2 2引言 2 3程设计的任务与要求 3 3.1课程设计的任务 3 3.2 课程设计的要求 3 3.3 课程设计的研究基础 3 4 步进电机控制系统方案 4 4.1 方案提出 4 4.2 方案比较与论证 5 4.3 方案选择 5 5 系统整体电路结构 5 5.1控制电路 5 5.2驱动电路 6 5.3 LCD显示电路 7 5.4 系统整体电路图 7 该系统整体的电路图如图下图所示。 7 6元器件的介绍 8 6.1 L297控制器的介绍 8 6.2 L298控制器的介绍 8 7步进电机控制系统仿真和调试 9 7.1 Proteu仿真软件介绍 9 7.2 Keil软件介绍 10 7.3系统仿真实现 10 7.3 系统测试 13 8总结 13 8.1 设计小结 13 8.2 发展前景 13 参考文献 14 附录 14 器件清单 14 源程序代码 15 基于单片机的步进电机控制系统 学生：程园 任课教师：王千春 电气信息工程学院 电子信息工程专业 1摘要 步进电机由于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。 本文介绍是一种基于单片机的步进电机控制系统，用C语言编出电机的正转、反转、加速、减速、停止程序通过AT89C51单片机，电机的驱动芯片ULN2003A，以及相应的按键实现以上功能，并且步进电机的工作状态要用相应的发光二极管显示出来。本文内容介绍步进电机以及单片机原理、该系统的硬件电路、软件电路。同时对软硬件进行调试，同时介绍了调试工程中出现的问题以及解决问题的方法。该设计具有思路明确、可靠性高、稳定性强等特点，通过调试实现了以上功能。 关键字：步进电机 开环系统 单片机 驱动芯片 2引言 步进电机是一种将电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。市场上有很多现成的步进电机控制机构，但价格都偏高。应用SGS公司推出的L297和L298两芯片可方便的组成步进电机驱动器，并结合AT89C52单片机进行控制，即可以实现用相对便宜的价格组成一个性能不错的步进电机驱动电路。Proteus设计一个步进电机控制系统，使其能实现对步进电机转速及加速、减速、正反转的控制。 3.2 课程设计的要求 设计一个步进电机控制系统，通过四个按键可以实现加速、减速、正转、反转功能并通过LCD显示屏实时输出转速和运行状态（正转或反转）。当速度超过200r/min时，再按加速，蜂鸣器会报警。 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的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机是将脉冲信号转换为角位移或线位移。一是过载性好。其转速不受负载大小的影响二是控制方便。步进电机是以“步”为单位旋转的，数字特征比较明显。 三是整机结构简单。传统的机械速度和位置控制结构比较复杂，调整困难，使用步进电机后，使得整机的结构变得简单和紧凑。 [1][2]。 AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。它提供以下标准功能：4字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32 个I/O 口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通