单片机基于80C51单片机的步进电机控制系统

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基于51单片机的步进电机控制系统设计

基于51单片机的步进电机控制系统设计中文摘要步进电机是一种受脉冲信号控制，并且能将脉冲信号转化为相应的角位移或者线位移的数字电动机。

由于步进电机具有步距误差不积累、运行可靠、结构简单、惯性小、成本低等优点，因此，被广泛使用于计算机外围电路、自动化控制装置以及其他的数字控制装置中，如打印机、钟表、数模转换设备等装置中。

随着科学技术的快速发展，相应的控制系统也产生了很多种类，步进电机的身影在众多领域中可以看到。

其中采用单片机作为控制核心的控制系统，由于其电路简单、成本低、可靠性强等优点，满足众多领域的需求，得到了大量的运用。

因此，研究基于单片机的步进电机控制系统，具有重要的现实意义。

本设计研究的是基于51单片机对步进电机的控制系统。

通过单片机的I/O端口输出时序方波作为控制信号，信号经过芯片ULN2003驱动芯片驱动步进电机进行不同的指令进行工作。

根据不同的需要，通过按键电路来控制步进电机的启停、正反转和加减速等功能，并在数码管上实时显示步进电机的工作状态。

本文给出了电路各个模块的电路图，并用Proteus的ISIS软件对控制系统的各个功能进行了仿真，并给出了相应的仿真结果图像。

关键词：单片机；步进电机；电机驱动；控制系统AbstractStepper motor controlled by a pulse signal, and a pulse signal can be converted to the corresponding angular displacement or linear displacement of the digital motor. As the stepper motor has a step error does not accumulate, reliable, simple structure, small inertia, low cost, and therefore, are widely used in computer peripheral circuits, automatic control devices and other digital control devices, such as printers, watches and clocks , digital to analog conversion equipment, and other devices. With the rapid development of science and technology, the corresponding control system also produced many types of stepper motor figure can be seen in many areas. Which uses microcontroller as the control of the control system, because of its simple circuit, low cost, high reliability, etc., to meet the needs of many fields, we get a lot of use. Therefore, based on single-chip stepper motor control system has important practical design study is 51 single-chip stepper motor control system. As a control signal, the signal through the chip ULN2003 stepper motor drive to work through the microcontroller I / O port output timing square wave. Depending on the need, through the key circuit to control the start and stop, reversing and ramp functions such as stepper motors, stepper motors in real-time display and digital working condition. In this paper, the circuit diagram of each module, and with the ISIS Proteus software for each function control system simulation, and the simulation results are given corresponding image.Key words: microcontroller; stepper motor; motor drive; control system目录中文摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)步进电机及其发展过程 (1)步进电机在我国的应用及前景 (2)本设计的研究内容 (2)步进电机的性能指标及工作原理 (3)步进电机的特点 (3)步进电机的种类 (4)步进电机的主要性能指标 (4)步进电机的工作原理 (6)步进电机控制系统的原理 (7)2 总体方案设计 (9)设计思路的选择 (9)单片机芯片的选择 (11)驱动电机芯片的选择 (12)显示电路的选择 (12)步进电机的选择 (13)3 控制系统的硬件电路设计 (14)键盘控制电路 (14)单片机最小系统电路 (15)数码管显示电路 (16)步进电机的驱动电路 (17)步进电机的其他电路 (18)4 控制系统的软件设计 (19)主程序流程图 (19)读按键子程序流程图 (20)按键处理子程序流程图 (21)电机控制中断程序流程图 (22)5 仿真与测试 (24)仿真软件介绍 (24)仿真的操作步骤 (24)电路板的焊接 (25)电路板的测试 (25)6 结论与展望 (27)致谢 (29)参考文献 (30)附录：系统总体电路图 (31)系统仿真原理图 (31)PCB打印图 (32)原件清单 (32)程序 (33)1 绪论步进电机及其发展过程步进电机是一种受脉冲信号控制，并且能将脉冲信号转化为相应的角位移或者线位移的数字电动机。

基于51单片机实现的步进机控制系统

基于51单片机实现的步进机控制系统摘要步进电机是一种进行精确步进运动的机电执行元件，它广泛地用于工业机械的数字控制。

为使系统的可靠性，通用性，可维护性以及性价比最优，根据控制系统功能要求及步进电动机应用环境，确定了设计系统硬件和软件的功能划分，从而实现了基于8051单片机的四相步进电动机的开环控制系统。

控制系统通过单片机存储器、I/O口、中断、键盘、LED显示器的扩展，步进电动机的环形分配器、驱动及保护电路、人机接口电路、中断系统及复位电路、单电压驱动电路等的设计。

实现了四相步进电动机的正反转、急停等功能。

为实现单片机控制步进电动机系统在数控机床上的特殊应用，系统设计了两个外部中断，以实现步进电动机在某段时间内的反复正反转功能，也即数控机床的刀架自动进给运动。

关键词：8051单片机；四相步进电动机；控制Realizes based on single chip microcomputer 51the stepping motorthe control systemABSTRACTThe stepping motor is a precision electromechanical incremental actuator.It widely uses the digital approach for control of industrial machines.For dependable,in general use that make system,can support sex an sex price ratio superior,divide the line according to control system funcion request and a function for entering electric motor applying environment,making sure designing system hardware with softwares, from but realizes to base on single chip microcomputer 8051 of four mutually the step enters the dynamoelectric opening the wreath the control the system.The control system passes the single saving maching,I/O in a machine, break off,the keyboard, the display of LED expands, a wreah for entering elecreic motor form assigns the machine,drive and the design of its protection electric circuit, man-machine connection electric circuit,interrupt system and reset circuit, single-voltage driver circuit and so on,realizes four mutually the step enters the electric motor positive and negative to turn, nasty stop to wait the function.For realizing single chip microcomputer control a special application for entering electric motor system in severalth contorling machine bed, the system designed two exteriors breaks off,toing realize a the step enters electric motor is in a certain time of again and again positive and negative turn the function, also count namely the knife that control the machine bed is automatic to enter to the sport.KEYWORD：single chip microcomputer 8051；four-phase stepper motor ；control目录1 绪论 (1)2 步进电动机原理及其控制技术 (3)2.1 步进电动机的原理 (3)2.2 步进电动机的特性 (4)2.2.1 步进电动机的静态指标及术语 (4)2.2.2 步进电机动态指标及术语 (5)2.2.3 步进电动机的振荡、失步及解决方法 (6)2.3 步进电动机的脉冲分配 (7)2.4 步进电动机的速度及其加减速控制 (7)2.4.1 步进电动机的速度控制 (7)2.4.2 步进电动机的加、减速控制 (8)2.5 步进电动机的驱动系统 (10)3 系统总体设计简介 (11)3.1 系统功能 (11)3.2 系统组成及其器件选择 (11)3.2.1 系统组成 (11)3.2.2 器件选择 (12)3.3 系统的可靠性/抗干扰设计 (12)3.3.1 软件的可靠性设计 (13)3.3.2 硬件抗干扰措施 (13)3.3.3 软件抗干扰措施 (13)4 硬件设计 (14)4.1 单片机控制步进机系统原理图及说明 (14)4.1.1 系统模块之一—四相混合式步进电动机环形分配器 (14)4.1.2 系统模块之二—四相步进电动机驱动及保护电路 (15)4.1.3 系统模块之三—人机接口电路 (17)4.1.4 系统模块之四—中断系统及复位电路 (17)4.1.5 系统模块之五—各档直流电源 (18)4.2 单片机原理 (18)4.2.1 MCS—51单片机 (18)4.2.2 MCS—51单片机的内部结构 (19)4.2.3 MCS—51单片机引脚功能 (20)4.2.4 MCS—51单片机的存储器结构 (22)4.2.5 时钟电路与时序 (26)4.2.6 并行输入/输出端口结构 (27)4.3 单片机的片外总线结构及其存储器扩展 (29)4.3.1 单片机的片外总线结构 (29)4.3.2 外部程序存储器扩展 (31)4.3.3 外部数据存储器扩展 (32)4.3.4 译码法 (33)4.4 I/O接口原理及其扩展 (33)4.5 系统外设接口 (37)4.5.1 键盘接口原理 (37)4.5.2 键盘的控制要求 (38)4.5.3 LED显示器接口原理 (39)4.6.1 3—8译码器：74LS138 (40)4.6.2 地址锁存器：74LS373 (41)5 软件设计 (42)5.1 软件设计流程图 (42)5.2 设计相关程序 (44)结论 (52)致谢............................................ 错误！未定义书签。

单片机步进电动机控制系统设计

前言单片机是一个单芯片形态、面向控制对象的嵌入式应用计算机系统。

它的出现及发展使计算机技术从通用型数值计算领域进入到智能化的控制领域。

从此，计算机技术在两个重要领域-—通用计算机领域和嵌入式计算机领域都得到了极其重要的发展，并正在深深地改变着我们的社会。

采用8031单片机控制步进电机，可实现步进电动机正反转控制和步进电动机的无级调速。

分析了步进电机的工作原理,讨论了系统硬件和软件的设计方法,并给出了步进电机的四相八拍单片机控制的具体实现方法。

该系统操作简单，降低了成本，提高了系统的可靠性。

步进电机具有控制方便和体积小等特点,因此在智能仪表和位置控制中得到了广泛的应用。

近年来大规模集成电路的发展以及各种单片机的迅速发展和普及,为设计功能强、价格低的步进电机控制驱动器提供了先进的技术和充足的资源.步进电动机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机，它的运行需要专门的驱动电源，驱动电源的输出受外部的脉冲信号控制。

每一个脉冲信号可使步进电机旋转一个固定的角度,这个角度称为步距角。

脉冲的数量决定了旋转的总角度，脉冲的频率决定了电动机旋转的速度，改变绕组的通电顺序可以改变电机旋转的方向。

在数字控制系统中，它既可以用作驱动电动机，也可以用作伺服电动机.它在工业过程控制中得到广泛的应用，尤其在智能仪表和需要精确定位的场合应用更为广泛。

1 单片机的基本知识1。

1 概述单片微型计算机简称单片机，由于它的结构及功能均是按工业控制要求设计的,所以其确切的名称应是单片微控制器（Single Chip Microcontroller）.它是把微型机算计的各个功能部件：中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、并行I/O接口、定时器/计数器及串行通信接口等集成在一块芯片上，构成一个完整的微型计算机系统,故又把它称为单片微型计算机系统（Single Chip Microcomputer）.由于单片机面对的是测控对象，突出的是控制功能，所以它从功能和形态上来说都是应控制领域应用的要求而诞生的.随着单片机技术的发展，它在芯片内集成了许多面对测控对象的接口电路，如ADC、DAC、高速I/O口、PWM、WDT等。

单片机控制步进电机

单片机控制步进电机一、功能使用80C51单片机控制步进电机，控制步进电机实现正转，反转。

二、功能原理图：三、电路原理图：说明：当按下K1键时，电机正转。

当按下K2键时，电机反转。

四、实验说明：实验中用P0口和P2.6和P2.7接LED数码管，P2.0和P2.1接按钮开关。

P3.0~P3.3接驱动芯片。

UL2003A的输出端分别接电机的A、B、C、D相。

当电机正转是时显示CC，当电机反转是显示AA。

1.步进电机工作原理步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。

在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。

实验中使用的是一个四相步进电机。

四相步进电机实物图四相步进电机截面图实验中步进电机运用了双四拍运行方式，当电机绕组通电时序为AD-BC-CD-DA时为正转。

当电机绕组通点时序为DA-CD-BC-AB时为反转。

2.驱动芯片UL2003A实验中步进电机的驱动芯片为UL2003A，它是集电极开路输出的功率反相器。

它的功能是放大和倒相80C51输出的脉冲信号，再将放大和倒相和的信号送给步进电机。

五、程序流程图六、实现程序K1 EQU P2.0K2 EQU P2.1ORG 0000HAJMP MAINORG 0030HMAIN: MOV A,#33HSETB P2.6SETB P2.7KEY1: SETB K1 ;JB K1, KEY2 ;判断K1是否按下KEY11: ACALL DELAY_A ;延时，去抖动SETB K1JB K1, KEY11 ;确认键按下ACALL CLOCKWISEKEY2: SETB K2JB K2, KEY1 ;判断K2是否按下KEY21: ACALL DELAY_A ;延时，去抖动SETB K2JB K2, KEY21 ;确认键按下ACALL ANTI_CLOCKWISEAJMP KEY1CLOCKWISE: RL AMOV P3,A ；驱动电机正转MOV P0,#0C6H ；显示CCACALL DELAYRETANTI_CLOCKWISE:RR AMOV P3 , A ；驱动电机反转MOV P0,#88H ；显示AAACALL DELAYRETDELAY: MOV R6 , #20HDELAY22: MOV R7 , #80HDELAY11: DJNZ R7 , DELAY11DJNZ R6 , DELAY22RETDELAY_A: MOV R7,#88HDELAY1: DJNZ R7,DELAY1RETend七、实验思考单片机不仅可以控制步进电机的转向，还可以控制步进电机的速度。

基于51单片机的步进电机控制系统设计

基于51单片机的步进电机控制系统设计步进电机是一种特殊的直流电动机，具有定角度、定位置、高精度等特点，在许多领域得到广泛应用，如机械装置、仪器设备、医疗设备等。

本文将基于51单片机设计一个步进电机控制系统，主要包括硬件设计和软件设计两部分。

一、硬件设计步进电机控制系统的硬件设计主要包括51单片机、外部电源、步进电机驱动模块、以及其他辅助电路。

1.51单片机选择由于步进电机控制需要执行复杂的算法和时序控制，所以需要一个性能较高的单片机。

本设计选择51单片机作为主控芯片，因为51单片机具有丰富的外设接口、强大的计算能力和丰富的资源。

2.外部电源步进电机需要较高的电流供给，因此外部电源选择稳定的直流电源，能够提供足够的电流供电。

电源电压和电流的大小需要根据具体的步进电机来确定。

3.步进电机驱动模块步进电机驱动模块是连接步进电机和51单片机的关键部分，它负责将51单片机输出的脉冲信号转化为对步进电机的驱动信号，控制步进电机准确转动。

常用的步进电机驱动芯片有L297、ULN2003等。

4.其他辅助电路为了保证步进电机控制系统的稳定运行，还需要一些辅助电路，如限流电路、电源滤波电路、保护电路等。

这些电路的设计需要根据具体的应用来确定。

二、软件设计1.系统初始化系统初始化主要包括对51单片机进行外部中断、定时器、串口和IO 口等初始化设置。

根据实际需求还可以进行其他模块的初始化设置。

2.步进电机驱动程序步进电机的驱动程序主要通过脉冲信号来控制电机的转动。

脉冲信号的频率和脉冲宽度决定了电机的转速和运行方向。

脉冲信号可以通过定时器产生，也可以通过外部中断产生。

3.运动控制算法步进电机的运动控制可以采用开环控制或闭环控制。

开环控制简单，但无法保证运动的准确性和稳定性；闭环控制通过对电机转动的反馈信号进行处理来调整脉冲信号的生成，从而实现精确的运动控制。

4.其他功能设计根据具体的应用需求，可以加入其他功能设计，如速度控制、位置控制、加速度控制等。

基于51单片机的步进电机控制系统设计与实现

步进电机工作原理
步进电机是一种基于磁场的控制系统，工作原理是当电流通过定子绕组时，会产生一个磁场，该磁场会吸引转子铁芯到相应的位置，从而产生一定的角位移。步进电机的角位移量与输入的脉冲数量成正比，因此，通过控制输入的脉冲数量和频率，可以实现精确的角位移和速度控制。同时，步进电机具有较高的分辨率和灵敏度，可以满足各种高精度应用场景的需求。
二、系统设计
1、硬件设计
本系统主要包括51单片机、步进电机、驱动器、按键和LED显示等部分。其中， 51单片机负责接收按键输入并控制步进电机的运动；步进电机用于驱动负载运动；驱动器负责将51单片机的输出信号放大，以驱动步进电机。LED显示用于显示当前步进电机的状态。
2、软件设计
软件部分主要包括按键处理、步进电机控制和LED显示等模块。按键处理模块负责接收用户输入，并根据输入控制步进电机的运动；步进电机控制模块根据按键输入和当前步进电机的状态，计算出步进电机下一步的运动状态；LED显示模块则负责实时更新LED显示。
三、系统实现
1、按键输入的实现
为了实现按键输入，我们需要在主程序中定义按键处理函数。当按键被按下时，函数将读取按键的值，并将其存储在全局变量中。这样，主程序可以根据按键的值来控制步进电机的转动。
2、显示输出的实现
为了实现显示输出，我们需要使用单片机的输出口来控制显示模块的输入。在中断服务程序中，我们根据设定的值来更新显示模块的输出，以反映步进电机的实时转动状态。
基于单片机的步进电机控制系统需要硬件部分主要包括单片机、步进电机、驱动器、按键和显示模块等。其中，单片机作为系统的核心，负责处理按键输入、控制步进电机转动以及显示输出等功能。步进电机选用四相八拍步进电机，驱动器选择适合该电机的驱动器，按键用于输入设定值，显示模块用于显示当前步进电机的转动状态。

51单片机步进电机控制系统设计

步进电机控制系统设计引言随着人民生活水平的提高，产品质量、性能、自动化程度等已经是人们选择产品的主要因素。

其中，步进电机正反转自动控制在生活中起了很大的作用，比如洗衣机的工作、遥控汽车的操作、DVD的应用等等，它在实际生活中给人们需求上提供了很大的方便与乐趣。

不只是生活，它还在工业、农业、交通运输等各方面得到了广泛的应用，实现电动机正反转的控制是很多产品设计的核心问题。

步进电机显示出交流电动机不能比拟的良好启动性能和调速性能，比较广泛应用于速度调节要求过高，正反转频繁或多元同步协调运转的机械生产。

因此，学会电动机正反转控制的原理是极其重要的。

然而，在本步进电机正反转仿真设计中，要借助Proteus软件、Keil软件和C语言的辅助进行仿真设计，通过仿真设计，让我们更清楚了解步进电机正反转的原理和电路图，增强对步进电机的认知。

在Proteus绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件：*.HEX，可以在Proteus的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程，Proteus还提供了一个图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来，其作用与示波器相似，但功能更多。

这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标，例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗。

这些都尽可能减少了仪器对测量结果的影响。

在本设计中，Proteus软件采用了电容、电阻、晶振、电动机、LED、开关、电动机等多种元件进行绘图，并基于80C51和ULN2003A进行电路图设计，充分展示Proteus软件元件库量大，掌握它的基本绘图操作。

而对于Keil软件，采取创建工程，创建执行文件，利用C语言编写程序，生成hex文件，为Proteus 仿真提供驱动控制，实现步进电机正反转的设计。

在本论文设计中，主要介绍步进电机正反转原理，Proteus软件功能绘图、仿真调试，以及Keil软件功能、程序编写和仿真程序文件生成。

让大家更清楚了解Proteus软件、Keil软件、C语言在步进电机正反转仿真设计的应用。

基于单片机80c51+proteus的步进电机控制的设计研究

步进电动机控制系统电路由主控制电路、驱动电路、键盘控制电路、指示控制电路及步进电机电路组成． 1）主控制电路．由微处理器 80C51、电源、时钟振荡电路及复位电路构成单片机的最小化系统． 2）驱动电路．该步进电机的耗电为 200 mA 左右，采用 ULN2003A［3］驱动，驱动端口为 P1． 0，P1． 1，P1． 2， P1． 3，ULN2003A 本身就是一个反向放大器，包含 7 个单元，具有温度范围宽、电流增益高、带负载能力强、工作电压高等特点，各类要求高速、大功率系统都采用它来驱动．单片机的 I / O 口一般输出的电压电流较小，所以采用 ULN2003A 驱动来放大单片机产生的信号，实现了 I / O 端口微小信号变大的目的． 3）键盘控制电路．该电路采用独立式按键结构，每个按键单独占有一个 I / O 口，端口为 P3． 0，P3． 1， P3. 2，按键和单片机端口直接使用上拉电阻，当按键没有被按下时，相应端口输入状态呈现的是高电位（即 “1”），当按键被按下的时候，相应端口输入状态呈现的是低电位（即“0”），从而实现端口电位的状态变化以达到按键输入目的，并执行相应的程序代码段． 4）指示控制电路．指示灯作用是用来显示步进电机的工作状态，采用 I / O 端口 P0． 0，P0． 1，P0． 2 来驱动指示灯，且低电平有效．当按下 K1 键，步进电机正转时，LED1 亮；当按下 K2 键，步进电机反转时，LED2 亮；当按下 K3 键，步进电机停止时，LED3 亮． 5）步进电机电路．本系统使用的步进电机是四相步进电机，转子小齿数为 64．四相步进电机有四相单四拍、四相单双八拍和四相双四拍三种控制方式．结合功能，实际采用的是四相单双八拍控制方式，来控制步进电机的运行，步进电机的运行编码如表 1：

基于单片机的三相步进电机控制系统设计

电气与电子工程学院单片机原理及应用课程设计报告课题名称专业班级学号学生姓名指导教师评分2016年06月20日至06月24日目录摘要 (3)1设计任务 (4)2方案 (6)2.1 设计思路与方案 (6)2.2总体设计框图 (6)3系统实现的原理说明 (7)3.1 步进电机控制工作原理 (7)3.1.1步进电机的工作原理 (7)3.1.2 步进电机的启停控制 (7)3.1.3 步进电机的转向控制 (9)3.2步数显示模块原理 (10)4硬件设计 (11)4.1系统总原理图 (11)4.2各部分硬件原理图设计 (11)4.2.1 单片机控制模块 (11)4.2.2按键选择工作状态模块 (12)4.2.3步进电机工作模块 (13)4.2.4工作状态显示模块 (14)4.2.5 4位数码管显示步数模块 (14)5软件设计 (15)5.1系统总体设计 (15)5.2步进电机工作模块 (17)5.2.1步进电机的工作方式说明 (17)5.2.2设计说明及流程图 (18)5.3数码管步数显示模块 (19)6仿真调试记录 (21)7心得体会 (22)参考文献 (22)附录：程序清单 (23)摘要本设计详细介绍了基于单片机的三相步进电机控制系统。

步进电机通过输入脉冲信号进行控制，即电机的总转动角度由输入脉冲总数决定，因此，单片机通过向步进电机发送控制信号就能实现对步进电机的控制。

单片机实现的步进电机控制系统具有成本低、使用灵活的特点，该系统采用80C51单片机作为主控芯片，来完成对步进电机转动及LED显示的控制。

本设计主要由单片机80C51，3相步进电机，7段数码管，及一些其他相关元件设计而成，分为按键选择工作状态模块、步进电机工作模块、LED二极管显示工作状态模块以及4位数码管显示步数模块。

可以通过开关来控制系统的启/停工作，当系统运转时，用开关来控制方向，并使相应的指示灯亮起，同样由开关来选择工作模式。

运转时，用4位7段数码管来输出步数。

基于单片机的步进电机运动控制系统设计

图１步进电机驱动系统框图系统硬件设计该系统的硬件部分由单片机 AT89S52、L297、L298 构成。该硬件系统适用于双极性两相步进电机单极性四相步进电机的控制。L297 主要是用来接收 AT89S52 发出的信号脉冲，从而产生对功率级电路的控制信号，L298 用来驱动步进电机。 1、1 控制电路部分该部分的功能是产生电机正转和反转的方向信号，使能信号、时钟信号。实现这部分功能，可以选取单片机 DSP、 CPLD/PFGA 等，考虑到系统的成本和功能要求，本设计中选取 AT89S52 作为控制器。 1、2 驱动电路部分驱动电路部分由专用芯片 L297、L298 组成，驱动步进电机时，需要由单相脉冲电压得到多相步进电压，为此，采用由芯片 L297 构成的脉冲分配电路。 L297 步进电机控制集成芯片适用于双极性二相步进电机或单极性四相步进电机的控制，可与 H 桥式驱动芯片 L298 组合成完整的步进电机固定斩波的 pwm 恒流斩波驱动器，斩波频率由电路图 2 中的 R 和 C 来决定，根据集成电路的性质，选用 R 的阻值要大于 10 千欧，图 2 中的 R1 和 R2 为电流检测电阻，D1、D2 等构成二极管阵列，用于吸收 L1 和 L2 产生的浪涌。脉冲分配器输出电流很小，要驱动步进电机，满足驱动要求，须外接功率驱动电路， L298 芯片是一种高电压，大电流，双 H 桥功率集成电路，可用来驱动步进电机，由 L297、L298 1
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。本文介绍了以 C8051 系列单片机为核心饿步进电机的控制系统，主要阐述了系统的硬件电路以及软件的设计方法。经过实际应用证明，该控制系统的抗干扰能力以及稳定性能都非常好！关键词：步进电机；C8051 单片机；控制系统引言：步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，改变脉冲频率可以方便的改变转速。由于可以精确的控制步进电机的转动角度和实现开环控制，步进电机广泛应用与打印机等办公自动化设备以及各种控制装置中。本文具体介绍了一个步进电机运动控制系统的结构组成，既包括硬件设计，也有具体的软件实现，步进电机驱动的框图如图 1 所示：控制信号（控制装置）正转脉冲发生器反转 CW 驱动电路ＣＣＷＡＢ－Ａ－Ｂ电机

基于51单片机的步进电机控制系统设计与实现

基于51单片机的步进电机控制系统设计与实现步进电机控制系统是基于51单片机的一种控制系统，它主要用来控制步进电机的转动方向和转速等参数。

下面详细解释一下这个系统的设计和实现。

1. 系统硬件设计步进电机控制系统的硬件主要包括51单片机、驱动电路、步进电机和电源等部分。

其中，驱动电路是控制步进电机的关键，它通常采用L298N芯片或ULN2003芯片等常用的驱动模块。

在硬件设计方面，主要需要考虑以下几个方面：（1）步进电机的种类和规格，以便选择合适的驱动电路和电源。

（2）驱动电路的接线和参数设置，例如步进电机的相序、脉冲频率和电流大小等。

（3）电源的选取和参数设置，以满足系统的供电要求和安全性要求。

2. 系统软件设计步进电机控制系统的软件设计主要包括编写控制程序和调试程序。

其中，控制程序是用来实现步进电机的正转、反转、加速和减速等控制功能，而调试程序则用来检测系统的电路和程序的正确性和稳定性。

在软件设计方面，主要需要考虑以下几个方面：（1）确定控制程序的算法和流程，例如使用“循环控制法”或“PID控制法”等控制方法。

（2）选择编程语言和编译器，例如使用汇编语言或C语言等。

（3）编写具体的控制程序和调试程序，并进行测试和调试，以确保程序的正确性和稳定性。

3.系统实现步进电机控制系统的实现主要包括硬件组装和软件烧录两个部分。

在硬件组装方面，需要按照硬件设计图纸进行零部件的选取和电路的组装，同时进行电源和信号线的接入。

在软件烧录方面，需要使用专用的编程器将程序烧录到51单片机的芯片中，并进行相应的设置和校验。

总之，基于51单片机的步进电机控制系统是一个功能强大、应用广泛的控制系统，可以实现精密控制和自动化控制等多种应用，具有很高的实用价值和研究价值。

基于单片机的步进电机控制系统

基于单片机的步进电机控制系统设计前言步进电机是一种进行精确步进运动的机电执行元件，它广泛应用于工业机械的数字控制，为使系统的可靠性、通用性、可维护性以及性价比最优，根据控制系统功能要求及步进电机应用环境，确定了设计系统硬件和软件的功能划分，从而实现了基于8051单片机的四相步进电机的开环控制系统。

控制系统通过单片机存储器、I/O接口、中断、键盘、LED显示器的扩展、步进电机的环形分频器、驱动及保护电路、人机接口电路、中断系统及复位电路、单电压驱动电路等的设计，实现了四相步进电机的正反转，急停等功能。

为实现单片机控制步进电机系统在数控机床上的应用，系统设计了两个外部中断，以实现步进电机在某段时间内的反复正反转功能，也即数控机床的刀架自动进给运动，随着单片机技术的不断发展，单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，自六十年代初期以来，步进电机的应用得到很大的提高。

人们用它来驱动时钟和其他采用指针的仪器，打印机、绘图仪，磁盘光盘驱动器、各种自动控制阀、各种工具，还有机器人等机械装置。

此外作为执行元件，步进电机是机电一体化的关键产品之一，被广泛应用在各种自动化控制系统中，随着微电子和计算机技术的发展，它的需要量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。

步进电机是机电数字控制系统中常用的执行元件，由于其精度高、体积小、控制方便灵活，因此在智能仪表和位置控制中得到了广泛的应用，大规模集成电路的发展以及单片机技术的迅速普及，为设计功能强，价格低的步进电机控制驱动器提供了先进的技术和充足的资源。

在一般的应用中，经过大量实践和反复验证，频率如按直线上升或下降，控制效果就可以满足常规的应用要求。

用PLC实现步进电机的加P减速控制，实践上就是控制发脉冲的频率。

加速时，使脉冲频率增高，减速则相反。

如果使用定时器来控制电机的速度，加减速控制就是不断改变定时中断的设定值。

速度从v1 ~v2变化，如果是线性增加，则按给定的斜率加P减速;如果是突变，则按阶梯加速处理。

基于单片机的步进电机控制系统的设计与实现

基于单片机的步进电机控制系统的设计与实现基于单片机的步进电机控制系统的设计与实现一、引言步进电机是一种特殊的电动机，它以步进方式运行，每次接收到一个脉冲信号时，电机转动一个固定的角度，因此步进电机广泛应用于各种自动化设备和机械领域。

而为了使步进电机能够准确控制，需要设计一个稳定可靠的步进电机控制系统。

本文基于单片机的步进电机控制系统的设计与实现，主要是通过编程控制单片机来实现步进电机的精确运行控制。

二、步进电机原理简介步进电机是一种由定子线圈和转子磁极组成的电机，通过电流的变化来产生力矩，驱动转子旋转。

在步进电机内部，转子旋转的步长是固定的，通常为1.8°，也就是每接收到一个脉冲信号，电机转动一个步长。

因此，通过控制脉冲信号的频率和次数，可以实现步进电机的准确旋转。

三、步进电机控制系统设计1. 硬件设计步进电机控制系统的硬件设计主要包括步进电机驱动电路和单片机控制电路。

（1）步进电机驱动电路设计：步进电机驱动电路常用的是双H桥驱动电路，这种电路可以控制电机的正转和反转以及停止。

具体设计时，需要选用合适的双H桥驱动芯片，并根据步进电机的电压和电流要求，设置电流补偿电阻。

通过电流补偿电阻的调整，可以使步进电机实际工作电流与设定电流一致，保证电机的正常运行。

（2）单片机控制电路设计：选用适合的单片机，如常用的51系列单片机。

单片机需要通过编程控制脉冲信号的频率和次数，从而实现对步进电机的控制。

因此，需要设计适应的时钟电路、控制信号输出电路以及电源电路。

同时，还需要将单片机与步进电机的驱动电路进行连接，实现单片机对电机的控制。

2. 软件设计步进电机控制系统的软件设计主要包括单片机的程序设计和脉冲信号的生成设计。

（1）单片机程序设计：首先，需要初始化配置单片机，包括时钟设置、IO口功能配置等。

然后，通过编写相应的代码，实现对步进电机控制信号的生成和输出。

这需要根据电机的旋转方向和步数要求，编写相应的控制程序，控制脉冲信号的输出频率和次数。

基于80c51单片机的步进电机控制系统设计

基于80c51单片机的步进电机控制系统设计随着现代制造业的普及和发展，步进电机已经成为了自动化产品
中不可或缺的部分。

为了更好地掌握步进电机控制技术，我们设计了
一套基于80c51单片机的步进电机控制系统。

对于步进电机的控制，我们采用了脉冲信号控制方式，即在步进
电机两个相邻的脉冲出现之间，我们控制电机转动一定的角度。

这样
的控制方式可以实现步进电机的方向控制和位置控制。

在整个系统中，80c51单片机充当了中央处理器的角色，我们通过编写程序实现了对步进电机的控制。

首先，我们需要对步进电机进行
初始化，包括设置端口、电流控制以及速度控制等。

然后，我们通过
编写程序实现脉冲信号的控制，让步进电机按照预设的角度和方向进
行转动。

最后，当需要停止步进电机转动时，我们可以通过控制信号
的停止来停止电机转动。

这套步进电机控制系统在自动化制造领域有着广泛的应用，可以
用于机器人的运动控制、工业自动化的物流系统等方面。

此外，这套
系统还具有成本低廉、操作简便等特点，是一种非常实用的控制方案。

总的来说，基于80c51单片机的步进电机控制系统是一种非常实
用的自动化控制方案。

通过这套系统的应用，我们可以更好地掌握步
进电机控制技术，提高自动化制造的效率和质量。

基于C8051单片机的步进电机控制系统_孙健

图5 两层组网模式3 结束语采用无线技术组建小区无线电表采集系统具有很大的优势,大大降低了系统构造成本,尤其是采用电池供电,给安装带了很大的灵活性。

本系统的总体特点是成本低、功耗低、稳定可靠,且易于实现,具有良好的理论价值与实用价值。

参考文献[1](DL/T698 1999)低压电力用户集中抄表系统技术条件[S].[2]孙利民,李建中等.无线传感器网络[M].北京:清华大学出版社,2005.[3]刘媛,孙艺红,程君,等.无线传感器网络通用平台的研发[J].控制工程,2006,1(2):123 126.[4]冯锡生.无线局域网(W LAN)综述[J].铁道学报,1997,19(1):22-24.[5]张洪彬,柳吉龄,齐伟,等.一种高速数据采集系统的实现.中国测试技术.2007,33(1):125 126.[6]J i an liang Zh eng,M yung J.L ee."A co m p rehens i ve perf or m ancest udy of IEEE802.15.4"[M].IEEE Press Book,2004.[7]陈聪,冯玉林,施惠昌,等.基于IEEE802.15.4的Ad hoc网络路由协议研究[J].微计算机信息,2006,22(5 3):124 126.作者简介:陈文宇(1982-),女,助理工程师;刘泽禧,男,研究生,毕业于广东工业大学信息工程。

收稿日期:2008-09-18(8482)文章编号:1671-1041(2009)02-0029-02基于C8051单片机的步进电机控制系统孙健1,张国玉1,刘大勇2(1.长春理工大学光电学院,长春130022;2.吉林大学电子科学与工程学院,长春130012)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。

本文介绍了以C8051系列单片机为核心所设计的步进电机的控制系统,主要阐述了系统的硬件电路以及软件的设计方法。