【正文】 臨沂大學 畢業(yè)論文 基于單片機的步進電機控制系統(tǒng)設計 臨沂大學 摘 要 步進電動機由于用其組成的開環(huán)系統(tǒng)既簡單、廉價，又非?？尚校虼嗽诖蛴C等辦公自動化設備以及各種控制裝置等眾多領域有著極其廣泛的應用。 本文介紹的是一種基于單片機的步進電機的系統(tǒng)設計，用匯編語言和Ｃ語言編寫出電機的正轉、反轉、調速、停止程序，通過單片機、電機的驅動芯片 ULN2020 以及相應的按鍵實現(xiàn)以上功能，并且步進電機的工作狀態(tài)要用 LCD 液晶顯示器顯示出來。本文內容介紹了步進電機以及單片機原理、該系統(tǒng)的硬件電路、程 序組成，同時對軟、硬件進行了調試，同時介紹了調試過程中出現(xiàn)的問題以及解決問題的方法。該設計具有思路明確、可靠性高、穩(wěn)定性強等特點，通過調試實現(xiàn)了上述功能。 關鍵詞 ： 步進電機；脈寬調制；驅動機構；單片機；轉動 臨沂大學 Design of The Control System of Stepmotor The openloop system which is posed by stepmotor is simple, cheap and very practical, so there are very wide range of applications in printers and other office automation equipment and various control devices, and many other fields. This article describes one design of stepmotor system based on program of the preparation of a motor , reverse, adjust speed, stop is written by pile language. The above functions are realized through the microcontroller, motor driver chip ULN2020 and correspond key , and the work state of stepper motor is diaplayed through the lightemitting diode. This article introduces the principle of stepper motor and singlechip microputer, the system hardware circuit, the program ponents, while software and hardware for the debugging, at the same time introduces the problems which are appeared in the debugging process and the solutions of the problems . The design has the advantages of clear , high reliability, strong stability, and the abovementioned functions are realized through the debugging. Key words: Stepping motor。 Pulsewidth modulated。 driving mechanism。 singlechip。 rotation 臨沂大學 目 錄 1 引言 ............................................................. 1 課題研究的目的和意義 ................................................ 1 國內外研究概況 ...................................................... 1 2 步進電機與單片機簡介 ............................................... 1 步進電機介紹 ........................................................ 1 ................................................ 6 單片機原理 .......................................................... 8 3 硬件電路的設計 .................................................. 12 系統(tǒng)整圖 ........................................................... 12 電源部分 ........................................................... 12 最小系統(tǒng) ........................................................... 13 驅動部分 ........................................................... 14 狀態(tài)指示部分 ....................................................... 14 按鍵部分 ........................................................... 14 時鐘部分 ........................................................... 15 復位部分 ........................................................... 15 KEILUVISION簡介與調試 ............................................... 15 PROTEUS仿真步進電機正轉 ............................................ 16 PROTEUS仿真步進電 機反轉 ............................................ 17 PROTEUS仿真總圖與 PROTEUS簡介 ........................................ 17 4 軟件設計 ........................................................ 23 系統(tǒng)開發(fā)軟硬件環(huán)境 ................................................. 23 系統(tǒng)程序框圖 ....................................................... 24 系統(tǒng)程序 ........................................................... 25 6 結論 ............................................................ 31 參 考 文 獻 ........................................................ 33 致 謝 ............................................................ 34 臨沂大學 1 1 引言 課題研究的目的和意義 步進電動機是用電脈沖信號進行控制，將電脈沖信號轉換成相應的角位移或線位移的微電動機，它最突出 的優(yōu)點是可以在寬廣的頻率范圍內通過改變脈沖頻率來實現(xiàn)調速，快速起停、正反轉控制及制動等，并且用其組成的開環(huán)系統(tǒng)既簡單、廉價，又 非?？?行 ，因此在 打印機等辦公自動化設備以及各種控制裝置等 眾多領域有著極其廣泛的應用。 隨著微電子和計算機技術的發(fā)展，步進電動機的需求量與日俱增， 研制步進電機驅動器及其控制系統(tǒng)具有 十分 重要的意義。 國內外研究概況 步進電機是國外發(fā)明的。中國在文化大革命中已經(jīng)生產(chǎn)和應用，例如江蘇、北京都生產(chǎn)，而且都在各行業(yè)使用，驅動電路所有半導體器件都是完全國產(chǎn)化的，當時是全分立元器件構成的邏輯運算電路，還有電容耦合輸入的計數(shù)器，觸發(fā)器，環(huán)形分配器。 國外在大功率的工業(yè)設備驅動上，目前基本不使用大扭矩步進電動機，因為從驅 動電路的成本，效率，噪音，加速度，絕對速度，系統(tǒng)慣量與最大扭矩比來比較，比較不劃算，還是用直流電動機，加電動機編碼器整體技術和經(jīng)濟指標高。一些少數(shù)高級的應用，就用空心轉杯電機，交流電機。 國外在小功率的場合，還使用步進電機，例如一些工業(yè)器材，工業(yè)生產(chǎn)裝備，打印機，復印件，速印機，銀行自動柜員機。國外用許多現(xiàn)代的手段將步進電機排擠出驅動應用，除了前面提到的旋轉編碼器，打印機還使用光電編碼帶或感應編碼帶配合直流電動機，實現(xiàn)閉環(huán)直線位移控制。 國內過去是用大力矩步進電動機實現(xiàn)機床數(shù)控，有實力的公司現(xiàn)在也采用交流電 動機驅動數(shù)控機床，在驅動設備的主要差距，是國外對交流電動機的控制理論與工程分析和應用能力強，先進的控制理論作為軟件，寫在控制器內部。 在衛(wèi)星、雷達等應用場合，中國在文化大革命后期，就生產(chǎn)了力矩電機，就生產(chǎn)了環(huán)形力矩電機，在高品質的控制場合，有時還不能使用步進電機。步進電機的細分控制，在改革開放初期，國內就已經(jīng)基本掌握，這與交流電動機的矢量控制相比，難度要低得多。 2 課步進電機與單片機簡介 步進電機介紹 步進電機概述 步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執(zhí)行機構。通俗一點講：當步進驅動