基于单片机步进电机控制PPT

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基于单片机的步进电机控制的设计

安徽建筑工业学院毕业设计（论文）姓名专业电子信息工程班级08电子②班学号课题基于单片机的步进电机控制的设计指导老师2012年 6 月 1 日——基于单片机的步进电机控制电子与信息工程学院电子信息工程专业2008级2班xxx指导教师xxx摘要步进电机由于其精确性及其良好的性能得到广泛的应用，本文介绍了基于STC89C52单片机的步进电机控制系统的设计，在硬件部分，描述了该系统的硬件配置工作原理，在单片机和步进电机之间选用了ULN2003驱动芯片，通过按键向单片机输送控制信号，控制步进电机的转速和正反转，实践表明系统性能优于传统的步进电机控制器。

步进电动机由于用其组成的开环系统既简单、廉价，又非常可行，因此在众多领域有着极其广泛的应用。

本文是一种基于单片机的步进电机的系统设计，用C语言编写出电机的正转、反转、加速、减速、停止程序，通过单片机、电机的驱动芯片ULN2003以及相应的按键实现以上功能，并且步进电机的工作状态要用相应的数码管显示出来。

本文内容介绍了步进电机以及单片机原理、该系统的硬件电路、程序组成，同时对软、硬件进行了调试，同时介绍了调试过程中出现的问题以及解决问题的方法。

经过实践应用证明，该控制系统的抗干扰能力以及稳定性都非常好。

关键字：步进电机；STC89C52单片机；ULN2003AbstractBecause of accuracy and well capability, the stepper motor is used in many fields. Design of a stepping motor control system based on MCU-89C52 processor is introduced. The system hardware configuration and working principle are described in this paper. The Step - motor drive chooses ULN2003 model between the single - chip microcomputer and step - motor. As an automatic control system, this system sends the control signals to the MCU by pressing the button to control the rotation speed and rotation direction of the Stepping Motor. The practice showed that the performance of this system out did the traditional stepping motor controller .The open-loop system which is composed by step-motor is simple, cheap and very practical, so there are very widely range of applications in many other fields. This article describes one design of step-motor system based on .the single - chip microcomputer ,The program of the preparation of a motor, straight revolving ,reverse revolving , speed up, slow down, stop is written by C language. The above functions are realized through the single - chip microcomputer, motor driver chip ULN2003 and correspond key, and the work state of stepper motor is displayed through the numeral diode. This article introduces the principle of stepper motor and single-chip microcomputer, the system hardware circuit, the program components, 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 .From practice, we can bear out that both of the capability of resisting interference and the stability are all right.Key words：Stepper motor; STC89C52 single - chip microcomputer; ULN2003目录第一章绪论 (1)课题研究的目的和意义 (1)研究背景 (1)论文的主要研究内容 (3)第二章步进电机的介绍 (4)步进电机的简介 (4)步进电机的分类 (4)步进电机的特点 (5)步进电机的应用 (6)步进电机的工作原理 (6)控制步进电机速度的方法 (8)第三章设计要求及方案选择 (10)设计要求 (10)方案选择 (10)3.2.1单片机的选择 (10)3.2.2驱动芯片的选择 (10)3.2.3最终方案 (11)第四章硬件设计 (12)系统框图 (12)单片机模块 (12)键盘模块 (14)驱动模块 (15)显示模块 (16)电源模块 (17)系统总电路图 (18)第五章软件设计 (20)系统开发软件环境 (20)系统程序框图 (20)源程序 (21)致谢 (22)附录 (24)1 实物图 (24)第一章绪论课题研究的目的和意义步进电动机是用电脉冲信号进行控制，将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的微电动机，它最突出的优点是可以在宽广的频率范围内通过改变脉冲频率来实现变速，快速启停、正反转控制及制动等，并且用其组成的开环系统既简单、廉价，又非常可行，因此在办公自动化设备以及各种控制装置等众多领域有着极其广泛的应用。

基于51单片机的步进电机控制设计报告(说明书)及源程序(整理).pptx

Lθ＝360 P×N 式中：Lθ为步长；P 为相数；N 为转子齿数。在图 1 中，步长为 15°，表示电机转一圈需要 24 步。
1.5 步进电机的驱动
混和步进电机的工作原理在实际应用中，最流行的还是混和型的步进电机。但工作原理与图 1 所示的可变磁阻型同步电机相同。但结构上稍有不同。例如它的转子嵌有永磁铁。激励磁通平行于 X 轴。一般来说，这类电机具有四相绕组，有八个独立的引线终端，如图 2a 所示。或者接成两个三端形式，如图 2b 所示。每相用双极性晶体管驱动，并且连接的极性要正确。
/AO U T
B OU T
/BO U T
Q3
Q4 图 2.41
Q1
Q2
R5
R6
G ND
U2B 6
7 5
5V
8 U2A 3
2. 显示电路设计
如图 2.31，采用 LED 数码管动态显示数据与个项参数，方法简单，容易控制，成本低。设计如下图
[LED1] [LED2] [LED3] [LED4]
a
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f g bf g bf g bf g b
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P0P00P10P20P30P40P50P607
学海无涯
南京 XX 大学指导老师：张 X
课程设计
基于 51 单片机的步进电机控制
机械电子工程学院测控技术与仪器 XXXXX Xxx 2012 年 1 年 4 日
步进电机控制系统
［摘要］本课程设计的内容是利用 51 单片机，达到控制步进电机的启
动、停止、正转、反转、两档速度和状态显示的目的，使步进电机控制更加灵活。步进电机驱动芯片采用 ULN2803，ULN2803 具有大电流、高电压，外电路简单等优点。利用四位数码管增设电机状态显示功能，各项数据更直观。实测结果表明，该控制系统达到了设计的要求。

单片机步进电机控制优秀课件

单片机步进电机控制
步进电机工作原理
单片机步进电机控制
步进电机分类、参数和特点
分类：永磁式、反应式、混合式主要参数：步进角、保持力矩主要特点： 1.精度为步进角的3%-5%，无累积误差； 2.允许温度取决于磁性材料的退磁点，工作温度较高； 3.力矩随转速升高而下降； 4.高速启动困难。
单片机步进电机控制
步进电机
80C51单片机步进电机驱动电路
单片机步进电机控制
采用延时方式控制步进电机程序
开始
定位
参数设定
参数设定
定位
输出
输出
延时
延时移位
移位
N 4次？ Y
返回
பைடு நூலகம்单片机步进电机控制
延时方式代码
;P1口低4位作为输出
;#11H为1相驱动，#33H为2相驱动
;速度为1/(0.05*times)步/秒
TIMES
步进电机步进角
齿间距：
360 齿数
步进角：
控齿制相间系数距控数制 3 相 6 系 0 齿数数数
单片机步进电机控制
步进电机工作方式
A B A非 B非
1相驱动
A B A非 B非
2相驱动
单片机步进电机控制
步进电机工作方式
1相驱动正转：1000-0100-0010-0001-1000-0100…. 反转：1000-0001-0010-0100-1000-0001…. 2相驱动正转：1100-0110-0011-1001-1100-0110…. 反转：1100-1001-0011-0110-1100-1001….
3
10
1
5 FT5754
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《步进电机的控制》PPT课件

在程序段1中，先产生周期为1秒钟的脉冲信号，如图所示：
精选课件ppt
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编程方法
在不同的工作方式下赋予MW10不同的初值，如图程序段2~4所示
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31
编程方法
程序段2：三相单三拍或三相单六拍工作方式，此时均从M11.0开始移位，两种工作方式均为M11.6为“1”时返回。程序段 3：三相双三拍工作方式，此时从M11.1 开始因为，而在M11.7时返回。程序段4：若按下停止按钮或没有选择工作方式时， MW10中的内容为“0”，则不会有输出。
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西门子PLC与步进电机驱动器控制步进电机
如图所示：CPU313C中，X2前接线端子 22、23、24号接线端子分别对应通道0、通道1、和通道3。另外，每个通道都有自己的硬件控制门，0通道的硬件门对应X2 前接线端子的4号接线端子，对应的输入点默认地址为I124.2。1通道硬件门7号接线端子，对应的输入点默认地址为 I124.5，而2号通道硬件门为12号接线端子，对应的输入点默认地址为I125.0。
三相单三拍正向的时序图如图所示
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23
采用西门子S7-300PLC控制三相步进电机的过程
三相双三拍正向的时序图如图所示
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采用西门子S7-300PLC控制三相步进电机的过程
三相单六拍正向时序图如图所示
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25
PLC直接控制步进电机
编程方法 1．使用定时器指令实现各种时序脉冲的
三相单三拍三相双三拍三相单六拍
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19
PLC直接控制步进电机
可根据步进电机的工作方式，以及所要求的频率（步进电机的速度），画出A、B、 C各相的时序图。并使用PLC产生各种时序的脉冲

基于单片机的步进电机加减速的控制方法-课件PPT

化而变化时，在程序设计上可按照工作对象的最高速度计算参数。每次执行任务时，首先需要确定分档台阶内的步数，可按816步划分，衡量标准是在不失步

的前提下达到以高的速度且保证较低的运行哚音。3.2定时常数的确定步进电机加减速离散控制的个很关键问是定时延时数的确定。由式5可知定时器在每速
21
加速时间的要求计算出分档数以及每挡内步数，然后以递减方式检查，当第档内的步数减为零，此档内的步数已走完则进入第+鼠继续重复前面的过程，直运行
14
到总的分档数为零，加速过程完毕。以上是对加速过程的处理方法，减速过程与之相。3基于单片机的步进电机的控制3.1基本原理米用单片机对步进电机进
15
运行频率为，1时，由21式可以算出加速时问将加速段均匀的离散为先山3叫知上邝时间为以则相邻两次速度变化的时间间隔为收稿日期2004年12月2
12
7日能耗辨识与高效传动技札200090202资助，内蒙占科技马经济各分档内运行的步数化为则加速总步数，为编写程序时，要根据被控系统对步进电机
13
度档的定时周期1为当采用的单片机晶振频率=6肘出且定时器为16位定时器1时，则有则定时器的重装值用0语言实现如下TH=x256以上定时时间是
22
按照单片机定时器中断次发个脉冲计算的，如果是按照定时器中断两次发个完整脉冲计算，则定时时间应为式8 的半。4实验4.1硬件线路叫进行控制使用2
23
产成本；特别在频繁限电由于电力紧张的情况下，造成电解工艺参数波动很大，严重影响了电解生产的常运行；如作坏境益度的升高，对操作工人的身体健康产
30
生了定的危害。2纳米复合材料的优点鉴于以上情况，为了节能降耗提高劳动生产率，必须选择种新型保温材料作为现有产品的替代品。通过对多种绝热材料的

基于单片机的步进电机控制系统-电子科学与技术

基于单片机的步进电机控制系统-电子科学与技术学号：毕业设计题目：基于单片机的步进电机控制系统作者届别2014院部物理与电子学院专业电子科学与技术指导老师职称副教授完成时间2014.05摘要步进电机是数字控制系统中的一种执行元件，它能按照提供的脉冲信号频率来控制电机对应极性相反定子产生电磁感应现象，根据电磁力控制电机转子的转动。

在不同的脉冲信号作用下，它有不同的转动速率与转动方向。

同时，它具有步距角精度高、控制简便等特点，这让它在自动控制系统中得到了日益广泛的应用。

本文介绍了一种在C语言程序下通过单片机来控制步进电机转动，软硬件相结合实现电机正反转、加减速、运动/停止控制的系统设计。

在本次设计中，整个系统以AT89C51单片机芯片、步进电机驱动芯片ULN2803、步进电机及相应的按键为核心实现该功能，并且电机的工作状态可以通过相应的数码管显示出来。

最后，通过Keil软件与Proteus软件进行了仿真测试，得到了完整的波形图，验证了设计的正确性。

关键字：AT89C51单片机，步进电机，ULN2803，正反转控制，加减速控制AbstractAs a digital control system actuator,the stepper motor which can according to provide the frequency of pulse signal to control the motor reverse polarity of the stator produce electromagnetic induction phenomenon, according to the electric magnetic force to control the rotation of the motor rotor. Under the influence of different pulse signal, it has a different rotation speed and rotation direction.At the same time,it has high precision, easy to control and so on., making it in the automatic control system is becoming more and more widely used.In this paper,a C language program, through single chip microcomputer to control stepping motor rotation, the combination of software and hardware for motor and reversing, deceleration, motion/stop control system design was introduced.In this design, the system USES AT89C51 single-chip microcomputer, stepping motor driven ULN2803 chip and step motor as the core to implement the function and the corresponding buttons, and the working state of the machine is through the corresponding digital tube display.Through Keil software and Proteus software, finally, the simulation test, obtained the full waveform diagram, verify the validity of the design.Key words:AT89C51, stepper motor, ULN2803, positive &negative control and decelerationcontrol目录摘要 (I)Abstract (II)第一章引言 .............................................................- 1 -1.1课题提出的背景和研究意义...............- 1 -1.2 问题的提出..........................................- 2 -1.3 课题的主要研究内容..........................- 2 -1.4 本章小结..............................................- 3 -第二章步进电机的工作原理及特性 ......................................- 4 -2.1 步进电机的概述.............. - 4 -2.2 步进电机的结构及工作原理... - 5 -2.2.1 步进电机的结构....... - 5 -2.2.2 步进电机的工作原理.... - 5 -2.2.3 步进电机的调速........ - 7 -2.3步进电机的基本特性.......... - 7 -2.4步进电机的选择.............. - 9 -2.5 力矩与功率换算............. - 10 -2.6 本章小结......................................... - 10 - 第三章步进电机的单片机控制 ......................................... - 11 -3.1 单片机原理................ - 11 -3.1.1单片机原理概述....... - 11 -3.1.2 AT89C51单片机简介.. - 12 -3.2 步进电机控制系统原理...... - 13 -3.2.1 脉冲序列的生成...... - 13 -3.2.2 步进电机的方向控制.. - 16 -3.2.3 步进电机的速度控制.. - 16 -3.3 步进电机控制系统的组成.... - 17 -3.4 控制系统接口电路的设计..... - 17 -3.4.1 按键子程序设计....... - 18 -3.4.2 显示电路设计......... - 21 -3.4.3 电机驱动模块设计..... - 21 -3.5电机硬件设计............... - 22 -3.6 本章小结........................................... - 23 -第四章系统的仿真 ...................................................... - 24 -4.1 仿真测试 .................. - 24 -4.2 本章小结........................................... - 26 - 第五章结束语.......................................................... - 27 - 致谢 (24)参考文献 ................................................................. - 28 - 附录...................................................................... - 31 - 附录A 系统程序（C语言）................... - 31 -附录B 步进电机转速与步距角的计算.. - 37 -第一章引言1.1课题提出的背景和研究意义步进电机又称为脉冲电动机或阶跃电动机，它是基于最基本的电磁感应作用，将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件，其外观如图1-1所示。

基于单片机步进电机控制PPT课件

意义：步进电动机是用电脉冲信号进行控制，将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的微电动机，它最突出的优点是可以在宽广的频率范围内通过改变脉冲频率来实现调速，快速起停、正反转控制及制动等，并且用其组成的系统既简单、廉价，又非常可行，因此在自动化设备以及各种控制装置等众多领域有着极其广泛的应用。随着微电子和计算机技术的发展，步进电动机的需求量与日俱增，研制步进电机驱动器及其控制系统具有十分重要的意义。
同时感谢在场的答辩老师给我的细心点评。
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谢谢您的观看！
第11页/共11页
• 本系统的设计思路为：首先从整体上划分出各功能模块，然后硬件和软件同时进行依次完成各个功能模块，最后将各个模块联系起来完成整个系统。
第8页/共11页
8.总结
• 本系统具有实用功能,通过单片机实现了对步进电机的正反转与加减速，能基本符合实际应用。
• 通过本课题，一方面我在查阅资料的基础上，了解STC89C51单片机控制的一些基本技术，步进电机驱动方法与实现方法,能对单片机外围电路设计进行系统学习与掌握；另一方面，在设计步进电机控制系统的硬件电路，控制程序和相应的电路图时，充分运用说学知识
论文目录
绪论
方案论证与比较硬件电路设计
目录
参考文献与致谢
总结
软件设计
第1页/共11页
1.本次设计的背景和意义
背景：步进电动机是数字控制系统中一种十分重要的自动化执行元件，在工业自动化装备，
办公自动化设备中有着广泛的运用，近年来，控制技术、计算机技术以及微电子技术的迅速发展，有力地推动了步进电动机控制技术的进步，提高了步进电动机运动控制装置的应用水平。过去电动机的控制多用模拟法，随着计算机应用技术的迅速发展，电动机的控制也发生了深刻的变化，步进电机常常和计算机一起组成高精度的数字控制系统。模拟控制已经逐渐被使用单片机为主的混合控制和全数字控制所取代。

C51单片机技术应用与实践课件4-2 步进电机控制电路设计

任务实施 1.硬件设计
2
实践训练
设计中，通过单片机的P1的低四位口作为步进电机的驱
动控制线，为了保证足够的电流，该端口扩展1个ULN2003；
采用四位一体的共阳数码管动态显示当前的转向和转速档，
P0口作为段码输出，P2.3～P2.0口作为数码管的位选；
P2.7～P2.4口各接1只按键控制步进电机的启停、转向和速度。
1
理论认知
1.1 步进电机分类步进电机分三种：（1）永磁式（PM）：一般为两相，转矩和体积较小，步进角一
般为7.5度或15度；
（2）反应式（VR）：一般为三相，可实现大转矩输出，步进角
一般为1.5度，但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家上世纪
80年代已被淘汰；
（3）混合式（HB）：指混合了永磁式和反应式的优点。它又分
2) 程序流程步进电机控制模块程序主要包括，定时器0的1ms精确定时中断
服务子程序（如图4-28），主程序（图4-29），功能键（启停、
转向）扫描处理子程序，速度键（加速、减速）扫描处理子程
序（略），数码管显示子程序（略），具体如下：
2
实践训练
图4-28 定时器0定时中断服务程序
图4-29主程序
2）步进电机控制模块的主要元器件清单步进电机控制模块主要元件清单见表4-16。
表4-16 步进电机控制模块主要元件清单
元器件名称
参数
数量
元器件名称
参数
数量
单片机
STC89C52
1
电阻
100
4
IC
ULN2003A
1
电阻
1k
1
晶振
12MHz
1
电阻

步进电动机的单片机控制57页PPT

1
0
、
倚
南
窗
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寄
傲，审ຫໍສະໝຸດ 容膝之易
安
。
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
END
文家。汉族，东晋浔阳柴桑人（今江西九江）。曾做过几年小官，后辞官回家，从此隐居，田园生活是陶渊明诗的主要题材，相关作品有《饮酒》、《归园田居》、《桃花源记》、《五柳先生传》、《归去来兮辞》等。
步进电动机的单片机控制
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新来燕，双双入我庐，先巢故尚在，相将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、陶渊明（约 365年 —427年），字元亮，（又一说名潜，字渊明）号五柳先生，私谥“靖节”，东晋末期南朝宋初期诗人、文学家、辞赋家、散

步进电动机的单片机控制57页PPT

39、没有不老的誓言，没有不变的承诺，踏上旅途，义无反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识的人，决不会坚韧勤勉。
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
步进电动机的单片机控制
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只在愚人的字典中找得到。--拿破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突破，不要嫉妒要欣赏，不要托延要积极，不要心动要行动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要素。(注意：传统观念认为勤奋和机会是成功的要素，但是经过统计学和成功人士的分析得出，乐观是成功的第三要素。

单片机课件- 步进电机驱动原理及应用共52页

拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地理及应用
61、辍学如磨刀之石，不见其损，日有所亏。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠深巷中，鸡鸣桑树颠。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
56、书不仅是生活，而且是现在、过去和未来文化生活的源泉。 ——库法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一次也不善于度过。— —吕凯特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处，只不过是愈来愈发觉自己的无知。 ——笛卡儿