【正文】 直接接收數(shù)字量的輸入，所以特別適合于微機控制。每輸入一個脈沖到脈沖分配器，電動機各相的通電狀態(tài)就發(fā)生變化，轉(zhuǎn)子會轉(zhuǎn)過一定的角度（稱為步距角）。多相步進(jìn)電動機有多相方波脈沖驅(qū)動，用途很廣。 總體設(shè)計框圖如圖 所示 : 圖 總體設(shè)計框圖 AT89C51 鍵盤控制模塊 電機驅(qū)動模塊 液晶顯示模塊 電源模塊 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 5 第二章 控制系統(tǒng)硬件 分析與 設(shè)計 步進(jìn)電機 步進(jìn)電機是一種能夠?qū)㈦娒}沖信號轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的機電元件，它實際上是一種單相或多相同步電動機。 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 4 設(shè)計 研究內(nèi)容 本設(shè)計的目的是以單片機為核心 設(shè)計出一個單片機控制步進(jìn)電機的控制系統(tǒng)。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。這就給戶在產(chǎn)品選型、使用中造成許多麻煩。 目前 ,生產(chǎn)步進(jìn)電機的廠家的確不少，但具有專業(yè)技術(shù)人員，能夠自行開發(fā)，研制的廠家卻非常少，大部 分的廠家只一、二十人，連最基本的設(shè)備都沒有。國外在小功率的場合，還使用步進(jìn)電機，例如一些工業(yè)器材，工業(yè) 生產(chǎn)裝備，打印機，復(fù)印件，速印機，銀行自動柜員機 。 國外在大功率的工業(yè)設(shè)備驅(qū)動上，目前基本不使用大扭矩步進(jìn)電動機，因為從驅(qū)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(shù)和經(jīng)濟指標(biāo)高。 70 年代中期至 80 年代中期為成品發(fā)展階段，新品種高性能電動機不斷被開發(fā)。中等耐壓的大功率半導(dǎo)體器件也完全國產(chǎn)化。 步進(jìn)電機在我國的發(fā)展應(yīng)用及前景 我國步進(jìn)電機的研究及制造起始于本世界 50 年代后期，從 50 年代后期到 60 年代后期，主要是高等院校和科研機構(gòu)為研究一些裝置而使用或開發(fā)少量產(chǎn)品。步進(jìn)電機往后經(jīng)過不斷改良，使得今日步進(jìn)電機已廣泛運用在需要高定位精度、高分解能、高響應(yīng)性、信賴性等靈活控制性高的機械系統(tǒng)中。 1950 年后期晶體管的發(fā)明也逐漸應(yīng)用在步進(jìn)電機上，對于數(shù)字化的控制變得更為容易。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步和電子技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣闊，同時也對步進(jìn)電機的運行性能提出了更高的要 求。 關(guān)鍵詞： 步進(jìn)電機 ， 單片機 ， 正反轉(zhuǎn)控制 ， 鍵盤 控制 ， LCD 液晶顯示 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書（ 論文） 2 目錄 摘要 ............................................................................................................................................ 1 第一章 緒論 ............................................................................................................................ 3 步進(jìn)電機及其發(fā)展 ................................................................................................... 3 步進(jìn)電機在我國的發(fā) 展應(yīng)用及前景 ....................................................................... 3 設(shè)計研究內(nèi)容 ........................................................................................................... 4 第二章 控制系統(tǒng)硬件分析與設(shè)計 ........................................................................................ 5 步進(jìn)電機 ................................................................................................................... 5 單片機的選擇 ........................................................................................................... 7 步進(jìn)電機控制系統(tǒng)的組成 ....................................................................................... 8 第三章 控制系統(tǒng)軟件分析與設(shè)計 ...................................................................................... 13 程序流程圖 ............................................................................................................. 13 讀鍵盤子程序流程圖 ............................................................................................. 14 鍵盤處理子程序流程圖 ......................................................................................... 14 電機控制中斷程序流程圖 ..................................................................................... 15 第四章 調(diào)試與改進(jìn) .............................................................................................................. 17 調(diào)試與改進(jìn) ............................................................................................................. 17 運行結(jié)果 ................................................................................................................. 17 第五章 總 結(jié) ........................................................................................................................ 18 致 謝 ...................................................................................................................................... 19 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 20 附錄 .......................................................................................................................................... 21 附錄一源程序清單 ........................................................................................................... 21 附錄二控制原理圖 ........................................................................................................... 26 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 3 第一章 緒論 步進(jìn)電機及其發(fā)展 步進(jìn)電機又稱為脈沖電動機或階躍電動機，它是基于最基本的電磁 感應(yīng)作用 ， 將電脈沖 信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。 實踐證明 ， 基于單片機控制的步進(jìn)電機比傳統(tǒng)的步進(jìn)控制器具有更好的性能，更加簡單、方便、可靠。軟件編程可靈活 產(chǎn)生不同類型步進(jìn)電機勵磁序列來控制各種步進(jìn)電機的運行方式。 步進(jìn)電機是一種能將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的機電元件，步進(jìn)電機控制系統(tǒng)主要由步進(jìn)控制器 ,功率放大器及步進(jìn)電機等組成。無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書（ 論文） 1 基于 AT89C51 單片機的步進(jìn)電機控制 摘要 ： 隨著微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機的需求量與日俱增，它廣泛用于打印機、電動玩具等消費類產(chǎn)品以及數(shù)控機床、工業(yè)機器人、醫(yī)療器械等機電產(chǎn)品中，其在各個國民經(jīng)濟領(lǐng)域都有應(yīng)用。研究步進(jìn)電機的控制系統(tǒng)，對提高控制精度和響應(yīng)速度、節(jié)約能源等都具有重要意義。采用單片機控制 ,用軟件代替上述步進(jìn)控制器 ,使得線路簡單 ,成本低 ,可靠性大大增加。 本設(shè)計是采用 AT89C51單片機對步進(jìn)電機的控制，通過 I/O口輸出的時序方波作為步進(jìn)電機的控制信號，信號經(jīng)過芯片 ULN2021驅(qū)動步進(jìn)電機。本設(shè)計的主要研究對象就是開環(huán)伺服系統(tǒng)中最常用的執(zhí)行器件 —— 步進(jìn)電機。單片機控制的步進(jìn)電機廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動控制、數(shù)控機床、組合機床、機器人、計算機外圍設(shè)備、照相機，大型望遠(yuǎn)鏡，衛(wèi)星天線定位系統(tǒng)等等。 步進(jìn)電機的原始模型起源于 1830 年至 1860 年， 1870 年前后開始以控制為目的的嘗試，應(yīng)用于氬弧燈的電極輸送機構(gòu)中，這被認(rèn)為最早的步進(jìn)電機。到 20 世紀(jì) 60 年代后期，在步進(jìn)電機本體方面隨著永磁材料的發(fā)展，各種實用性步進(jìn)電機應(yīng)運而生。在生產(chǎn)過程中要求自動化、省人力、效率高的機器中，我們很容易發(fā)現(xiàn)步進(jìn)電機 的蹤跡，尤其以重視速度、位置控制、需要精確操作各項指令動作的靈活控制性場合步進(jìn)電機用得最多。我國在文化大革命中開始大量生產(chǎn)和應(yīng)用步進(jìn)電機，例如江蘇、浙江、北京、南京、四川等各地都有投入生產(chǎn)，而且都在各行業(yè)使用，其中的驅(qū)動電路所有半導(dǎo)體器件都是完全國產(chǎn)化的，當(dāng)時是全分立元器件構(gòu)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。 70 年代初期，步進(jìn)電機的生產(chǎn)和研究都有所突破，除反映在驅(qū)動器設(shè)計方面的長足進(jìn)步以外，對反應(yīng)式步進(jìn)電機本體的設(shè)計研究發(fā)展到一個較高的水平。至 80 年代中期以來，由于步進(jìn)電機精確模型做了大量研究工作，各種混合式步進(jìn)電機及驅(qū)動器作為產(chǎn)品廣泛利用。一些少數(shù)高級的應(yīng)用，就用空心轉(zhuǎn)杯電機，交流電機。國內(nèi)過去是用大力矩步進(jìn)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(qū)動數(shù)控機床，在驅(qū)動設(shè)備的主要差距，是國外對交流電動機的控