单片机步进电机控制器设计.doc

目录

摘要 1

1绪论 2TOC\o1-3\h\z\u

1.1研究背景及意义 2

1.2步进电机控制系统的研究现状 2

论文整体结构安排 3

2系统方案分析与选择论证 5

2.1系统方案设计 5

2.1.1主控芯片选择方案 5

2.1.2步进电机选择方案 5

2.1.3显示模块选择方案 7

2.2系统最终方案 7

3主要芯片介绍和系统模块硬件设计 9

3.1主控模块 9

3.2步进电机模块 13

3.2.1步进电机概述 13

步进电机28BYJ-48工作原理 13

3.2.3步进电机驱动电路 15

3.2.4步进电机变速控制 17

3.3键盘控制模块 19

3.4显示模块 20

3.5电源电路设计 21

4系统软件设计 23

4.1步进电机系统功能总设计 23

4.2系统总程序流程 23

4.3T0中断子程序 24

5系统仿真 26

5.1电源电路的仿真 26

5.2电源电路的仿真 26

5.3电机和驱动部分仿真 27

5.4开关键盘控制仿真 27

5.5显示模块仿真 27

6硬件电路板设计 28

6.1系统硬件原理图 28

6.2系统PCB图 28

6.3系统硬件电路板 29

6.3.1步进电机模块电路板 29

6.3.2显示模块电路板 30

6.3.3键盘控制模块电路板 30

7总结与展望 32

附录 34

参考文献 39

致谢 44

摘要

步进电机是工业生产中常用的设备，其用途为将脉冲信号转化为角位移，也就是当步进电机的驱动器接收到一个脉冲信号时，就会驱动步进电机按预设的状态转动一定的角度（步进角）。所以，通过控制脉冲个数就可以实现角位移量的控制，从而达到电机准确定位的目的；同时可以用脉冲控制电机转动的速度和加速度，达到加减速的目的。??

在步进电机的单片机控制系统中，本设计需要实现以下2个基本控制任务：?

1)通过设计实现步进电机三个轴向的控制，并通过输入指令控制哪个轴向的步进电机工作。?

2)通过单片机和键盘命令实现步进电机的状态控制，主要有加减速、正反转。

本设计采用STC89C51单片机作为主控，采用ULN2003作为步进电机驱动，8位7段数码管作为显示模块，控制三个轴向的28BYJ-48步进电机运行。

关键词：步进电机?驱动器??单片机?脉冲

ABSTRACT

Steppermotoriscommonequipmentintheindustrialproductionwhichisusedforthepulsesignalintoangulardisplacement,thatis,whenthesteppingmotordriverreceivesapulsesignal,itwilldriveasteppermotortorotateacertainpresetanglestate(steppingangle).Therefore,controloftheangulardisplacementcanbeachievedbycontrollingthenumberofpulses,soastoachieveaccuratepositioningmotor,meanwhilecontrolthemotorrotationspeedandaccelerationviapulsecontroltoachievethepurposeofaccelerationordeceleration.

Inthesingle-chipsteppermotorcontrolsystem,thedesignneedstoachievethefollowingtwobasiccontroltasks:

1) Todesignandachievethreeaxessteppermotorcontrolandtocontroloneaxisthroughtheinputcommandofsteppermotor.

2) Toachievestatecontrolofsteppermotorwhichcontainsaccelera