【正文】 基于 AT89S51 單片機(jī)的單軸步進(jìn)電機(jī)控制器設(shè)計(jì) 基于 AT89S51 單片機(jī)的單軸步進(jìn)電機(jī)控制器設(shè)計(jì) The Design of Single Axis Stepper Motor Controller Based on AT89S51 MCU 基于 AT89S51 單片機(jī)的單軸步進(jìn)電機(jī)控制器設(shè)計(jì) 目 錄 摘要 ...............................................................................................................................I Abstract ....................................................................................................................... II 引言 .............................................................................................................................. 1 第一章 設(shè)計(jì)背景 ..................................................................................................... 2 步進(jìn)電機(jī)發(fā)展史 .............................................................................................. 2 我國(guó)步進(jìn)電機(jī)的發(fā)展 ...................................................................................... 2 步進(jìn)電機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) ...................................................................................... 3 第二章 方案設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 4 提出設(shè)計(jì)課題 .................................................................................................. 4 步進(jìn)電機(jī) 的 工作原理 ...................................................................................... 5 步進(jìn)電機(jī)的控制 .............................................................................................. 6 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng) ........................................................................................... 6 步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速 ........................................................................................... 9 步進(jìn)電機(jī)的開環(huán)控制 ................................................................................. 11 確定設(shè)計(jì)方案 ................................................................................................ 11 第三章 硬件設(shè)計(jì) ................................................................................................... 14 單片機(jī)最小系統(tǒng) ............................................................................................ 14 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 ........................................................................................ 14 顯示電路 ........................................................................................................ 19 獨(dú)立按鍵電路 ................................................................................................ 21 第四章 軟件設(shè)計(jì) ................................................................................................... 23 系統(tǒng)主程序 .................................................................................................... 23 系統(tǒng)初始化子程序 ........................................................................................ 25 按鍵 子 程序 .................................................................................................... 27 顯示 子 程序 .................................................................................................... 30 基于 AT89S51 單片機(jī)的單軸步進(jìn)電機(jī)控制器設(shè)計(jì) 第五章 仿真調(diào)試 ................................................................................................... 32 結(jié)論 ............................................................................................................................ 33 致謝 ............................................................................................................................ 34 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................... 35 附錄 ............................................................................................................................ 36 附錄 A：整體設(shè)計(jì)原理圖 ................................................................................... 36 附錄 B：整體仿真圖 ........................................................................................... 37 附錄 C： C 源程序代碼 ....................................................................................... 41 基于 AT89S51 單片機(jī)的單軸步進(jìn)電機(jī)控制器設(shè)計(jì) I 基于 AT89S51 單片機(jī)的單軸步進(jìn)電機(jī)控制器設(shè)計(jì) 摘要 ： 本文 闡述了步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 的驅(qū)動(dòng) 、 調(diào)速 、 開環(huán) 控制 的 原理，并對(duì)步進(jìn)電機(jī)控制器進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 步進(jìn)電機(jī)是一種進(jìn)行精確步進(jìn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)電執(zhí)行元 件 ， 是將電 脈沖 信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。 通 過(guò)單片機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、 停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響。這一現(xiàn)行關(guān)系的存在加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性 的誤差而無(wú)積累等特點(diǎn)，使得在速度、 位置等控制領(lǐng)域 得到了廣泛 應(yīng)用 。本 設(shè)計(jì)中采用 AT89S51 型單片機(jī)、 L297 步進(jìn)電機(jī)專用控制器以及 L298N 驅(qū)動(dòng)芯片組成步進(jìn)電機(jī)控制電路 實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的 控制。 通過(guò)按鍵設(shè)置行程，由按鍵控制步進(jìn)電機(jī) 正轉(zhuǎn)前進(jìn)、停止以及反轉(zhuǎn)復(fù)位， 并 可以由相應(yīng)按鍵控制步進(jìn)電機(jī) 以 加減速方式 前進(jìn)和復(fù)位。 再 由液晶 LCD1602 顯示定位行程 、轉(zhuǎn)動(dòng)方向 、 當(dāng)前行程 值 和狀態(tài) 。 設(shè)計(jì)中 主要使用 Altium designer 軟件繪制原理圖 ，使用 Proteus 軟件進(jìn)行程序代碼的 仿真 和功能的理論驗(yàn)證， 從而 完成對(duì)步進(jìn)電機(jī)控制器的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞： AT89S51 單片機(jī)； L297； L298N；步進(jìn)電機(jī)； LCD1602；仿真 基于 AT89S51 單片機(jī)的單軸步進(jìn)電機(jī)控制器設(shè)計(jì) II The Design of Single Axis Stepper Motor Controller Based on AT89S51 MCU Abstract: This paper has described the control principle of the stepper motor speed, angle, torque, and made the corresponding design of the stepping motor controller. Stepper motor is a precision electromechanical stepping motion of the Executive Yuan, it is the electric pulse signal into openloop control ponents of angular displacement or linear displacement of the. Through the microcontroller to control the stepper motor speed, in the nonoverload case, the motor speed, stop location only depends on the pulse signal frequency and pulse number, regardless of load changes. Characteristics and only a periodic error of stepper motors without the accumulation of the current relationship, makes the speed, position and other areas controlled by stepper motor control bees very simple. The design uses AT89S51 MCU, L297 step motor controller and L298N driver chip dedicated stepper motor control circuit to achieve the control of stepper motor. Traveling through the key, the keys control the stepper motor to move forward, stop and reverse reset, and by the corresponding buttons control the stepper motor acceleration a