【導(dǎo)讀】本文介紹了基于80C51單片機的步進電機控制系統(tǒng)的設(shè)計。分別概括的介紹了單片。及特點和參數(shù)選擇了其他元件，并且建立了相應(yīng)的電路圖；進行了必要的電路分析說明，并將這個電路圖制作成型，使其工作，實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，加速減速等功能。

　　

【正文】 斷錯誤的位置。 電路的焊接 本 電路的焊接采用錫焊。采用錫鉛焊料進行焊接的稱為錫鉛焊，簡稱錫焊，其機理是：在錫焊的過程中將焊料、焊件與銅箔在焊接熱的作用下，焊件與銅箔不熔化，焊料熔化并濕潤焊接面，依靠焊件、銅箔兩者問原子分子的 移動，從而引起金屬之間的擴散形成在銅箔與焊件之間的金屬合金層，并使銅箔與焊件連接在一起，就得到牢固可靠的焊接點。焊接時，要保證每個焊點焊接牢固、接觸良好。要保證焊接質(zhì)量。好的焊點應(yīng)是錫點光亮，圓滑而無毛刺，錫量適中。錫和被焊物融合牢固。不應(yīng)有虛焊和假焊。虛焊是焊點處只有少量錫焊住，造成接觸不良，時通時斷。假焊是指表面上好像焊住了，但實際上并沒有焊上，有時用手一撥，元件就從焊點中拔出。這兩種情況將給電子制作的調(diào)試和檢修帶來極大的困難。 焊接電路板時，一定要控制好時間。太長，電路板將被燒焦，或造成銅箔脫落。從電 路板上拆卸元件是，可將電烙鐵頭貼在焊點上，待焊點上的錫熔化后，將元件拔出。 對焊點的基本要求 1． 焊點要有足夠的機械強度，保證被焊件在受振動或沖擊時不致脫落、松動。不能用過多焊料堆積，這樣容易造成虛焊、焊點與焊點的短路。 2． 焊接可靠，具有良好導(dǎo)電性，必須防止虛焊。虛焊是指焊料與被焊件表面沒有形成合金結(jié)構(gòu)，只是簡單地依附在被焊金屬表面上。 3． 焊點表面要光滑、清潔，焊點表面應(yīng)有良好光澤，不應(yīng)有毛刺、空隙，無污垢，尤其是焊劑的有害殘留物質(zhì)，要選擇合適的焊料與焊劑。 電路的檢查與調(diào)試 由于初學(xué)單片機等相關(guān) 內(nèi)容，而且在平時學(xué)習(xí)中有關(guān)電路連接的練習(xí)與實習(xí)較少， 23 在實際操作中會有各種錯誤和失誤出現(xiàn)，導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作。 因此，在系統(tǒng)上電前和 系統(tǒng)不能正常工作的時候，必須對系統(tǒng)進行相應(yīng)的調(diào)試 。調(diào)試步驟如下： 上電前使用萬用表檢查： 1. 按照原理圖檢查線路是否存在短路，短路。 2. 按照原理圖檢查極性電容等記性元件的正負極是否反接。 3. 按照原理圖檢查按鍵開關(guān)是否有錯誤。 如果上電前排除錯誤，上電后系統(tǒng)仍然不能正常工作，則測試單片機和 ULN2021A是否能正常工作。 將如下程序?qū)懭雴纹瑱C： include sbit a3=P1^3。 sbit a4=P1^4。 sbit a5=P1^5。 sbit a6=P1^6。 sbit a7=P1^7。 sbit b0=P2^0。 sbit b1=P2^1。 sbit b2=P2^2。 sbit b3=P2^3。 sbit b4=P2^4。 sbit b5=P2^5。 sbit b6=P2^6。 sbit b7=P2^7。 sbit c1=P3^1。 sbit c2=P3^2。 sbit c3=P3^3。 sbit c4=P3^5。 sbit c5=P3^5。 sbit c6=P3^6。 sbit c7=P3^7。 void main() { P0=0x00。 a3=0。 a4=1。 a5=0。 a6=1。 a7=0。 b0=1。 b1=0。 b2=1。 b3=0。 b4=1。 b5=0。 b6=1。 b7=0。 b0=1。 c1=0。 c2=1。 c3=0。 c4=1。 c5=0。 c6=1。 c7=0。 } 以上程序定義了單片機 I/O 接口 P1， P2， P3 各個接口的輸出電平的高低，“ O”為低電平，“ 1”為高電平。將單片機嵌入工作電路， 上電后使用萬用表測量單片機檢測各個 I/O 接口的高低電平是否和定義相符，相符則證明單片機工作正常。 將單片機調(diào)試正常后，在工作電路上電的情況下檢測 ULN2021A 與單片機相連的四個管腳電平以及相應(yīng)的輸出管腳的電平。若輸入輸出電平都與測試程序相符，則ULN2021A 芯片工作正常。 若單片機工作正常，但與 ULN2021 相連的單片機管腳電壓過低，原因是 ULN2021 芯片負載過大，則考慮加上拉電阻，增加芯片的驅(qū)動能力。 第 6 章 結(jié) 論 由于數(shù)字電子技術(shù)的不斷發(fā)展， 已取得很大成就。 數(shù)字 電子 技術(shù)應(yīng)用 亦 越來越廣泛 。在動力方面，由于傳統(tǒng)電機為模擬電子范疇，并不能直接與以計算機為代表的數(shù)字電子設(shè)備直接配合使用。需要 A\D,D\A轉(zhuǎn)化裝置 ， 加大了控制成本和技術(shù)難度 。但是步進電機作為一種數(shù)字動力元件的出現(xiàn)，則大大的改善了此情況。由于步進電機可以直接被計算機控制，使其具有 可以將數(shù)字脈沖控制信號直接轉(zhuǎn)換為一定數(shù)值的機械角位移，并且能夠自動產(chǎn)生定位轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)軸鎖定 的性能特點，大大提高了電機的控制 精度 。 這對于對精度要求較高的現(xiàn)代機械控制有著重要意義。而單片機作為一種簡單可靠，且低功耗，性能穩(wěn)定的 計算機， 在 工業(yè) 領(lǐng)域中應(yīng)用也愈加廣泛。這就使得單片機驅(qū)動步進電機這一應(yīng)用收到更廣泛的觀眾，本文在 此選擇較為簡單的單片機和步進電機及相應(yīng)的芯片 ，組成簡單的步進電機驅(qū)動系統(tǒng)。做簡單的論述，主要工作如下： 1． 了解步進電機參數(shù)，特點。研究其工作原理， 以及使用中的 具體 注意事項。 2． 了解單片機的工作原理，掌握其基于 C 語言的編程方法， 以及最小系統(tǒng)的組成。 3． 搜集步進電機的驅(qū)動方案，對驅(qū)動方案進行比較，選取 合適的驅(qū)動方式。 4． 按照選取的驅(qū)動方式，選取相應(yīng)的元器件，畫出電路圖， 并且根據(jù)電路圖焊接出相應(yīng)的實際電路，調(diào)試電路， 排除故 障，使得實際電路按照 電路圖工作，并完成相應(yīng)的功能。 5． 對 電 路各個部分的功能進行詳細的講解。 由于時間有限，精力的不足，而且受到實驗設(shè)備，實驗元件特別是缺少 7805 芯片等硬件條件的限制，本設(shè)計還存在著電路較為簡單，缺 少獨立的供電電源等問題和不足。下一步需要在電路上加獨立供電模塊以及電機暫停按鈕 以及轉(zhuǎn)向和速度的顯示 LED管 ， 將系統(tǒng)電路改進。并且加上一定的保護外殼，使其更加人性化，方便使用。 26 致 謝 值此畢業(yè)設(shè)計接近尾聲之際，謹向我的指導(dǎo)老師 —— XXX 老師表示衷心的感謝。 幾個月 來， X老師為指導(dǎo)我 順利完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)投注了極大的精力和熱情。 在本設(shè)計的制作過程中，由于牽扯到許多本人專業(yè)之外的知識，尤其是數(shù)字電子技術(shù)知識，使得本人 在 設(shè)計過程中著實遇到很多困難。 在我每一次遭遇技術(shù)瓶頸的時候，總能得到 X 老師的悉心教導(dǎo)。在對待專業(yè)知識的態(tài)度上， X老師的博學(xué)和嚴(yán)謹給我留下了深刻的印象，X老師具備豐富的單片機開發(fā)經(jīng)驗和扎實的電子電路專業(yè)知識，這使我受益良多。 我還要感謝和我同組的 5位同學(xué)。在畢業(yè)設(shè)計過程中，我們 6人結(jié)為至交好友，我們互相幫助，相互配合，這保證了我們按時，順利地完成畢業(yè)設(shè)計。 感謝答辯組老師抽出寶貴 的時間對我的課題進行指導(dǎo) 。 在此，感謝答辯組老師的精心指導(dǎo)和寶貴的建議 ！ 最后，衷心感謝機電工程學(xué)院所有老師四年來對我的教導(dǎo)，感謝母校 —— XXXX 大學(xué)對我的栽培 。 謝謝！ 27 參考文獻 [1] 王曉明，電動機的單片機控制 [M]. 北京： 北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 [2] 黃俊，王兆安 .電力電子技術(shù) [M].北京 :機械工業(yè)出版社， [3] 胡壽松 .自動控制原理 [M].北京 :國防工業(yè)出版社， [4] 叢君麗 . 基于單片機控制的步進電機高低 壓驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 [M]，電力電子技術(shù) [5] 王幸之 .單片機應(yīng)用系統(tǒng)抗千擾技術(shù) [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， [6] 張毅剛 .單片機原理及應(yīng)用 [M]. 北京： 高等教育出版社， [7] 王燦，馬瑞卿，李玲娟，徐仲春 .高可靠性混合式步進電機驅(qū)動系統(tǒng)研究 .微電機 .2021， 39(9):5456， 60 [8] 田林波，李興根 .混合式步進電機 sPwM 微步驅(qū)動技術(shù)的研究 [J].微電機， 2021，33(3):1618 [9] 陳強，解云龍，廖 寶劍，等 .機械系統(tǒng)的微機控制 [M].北京：清華大學(xué)出版社，2021： 47. [10] 徐愛華 .單片機應(yīng)用技術(shù)教程 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2021： 126133. [11] 胡漢才 .單片機原理及其接口技術(shù) [M]。北京：清華大學(xué)出版社， 1996： 396397. [12]王伯林 .單片機系統(tǒng)設(shè)計的誤區(qū)與對策 [J].電子技術(shù)應(yīng)用， [13] Kuo B C, Singh G. A DC type hybrid step motor for large power applications[J]. IEEE Trans on Ind, 1975, 12,365372 [14] Bryso A, Hu Yuehi. Applied optimal control. London: Hemishere Publishing Co,1975， 86290