交大理工基于单片机的步进电机控制系统设计毕业设计

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(毕业设计)基于单片机的步进电机控制系统(汇编及C语言程序各一个)

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。

1.步进电机原理及硬件和软件设计1.1步进电机原理及控制技术由于步进电机是一种将电脉冲信号转换成直线或角位移的执行元件，它不能直接接到交直流电源上，而必须使用专业设备一步进电机控制驱动器，典型步进电机控制系统如图1所示:控制器可以发出脉冲频率从几赫兹到几千赫兹可以连续变化的脉冲信号，它为环形分配器提供脉冲序列，环形分配器的主要功能是把来自控制环节的脉冲序列按一定的规律分配后，经过功率放大器的放大加到步进电机驱动电源的各项输入端，以驱动步进电机的转动，环形分配器主要有两大类:一类是用计算机软件设计的方法实现环形分配器要求的功能，通常称软环形分配器。

基于单片机的步进电机控制系统设计与制作毕业设计

2
控制电路设计、焊接
2015.3.16—2015.4.15
3
编写程序，整机调试
2015.4.16—2015.5.15
4
编写设计说明书
2015.5.16—2015.6.1
5
毕业设计（论文）的修改、答辩的准备
2015.6.2—2015.6.21
摘
步进电机是一种将电脉冲信号转化为角位移或线位移执行机构。步进电机驱动器每接收一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定角度。因此可以通过输出的脉冲频率来控制步进电机的速度。改变脉冲的输入顺序就可以改变步进电机的转动的方向。
MCU is a kind of integrated circuit chips, that is to use very large scale integrated circuit technology with data processing ability of the central processor CPU, RAM, RAM, read-only memory ROM, a variety of I/O mouth and interrupt system, timer/counter function integration to a piece of silicon consisting of a small and perfect microcomputer system.MCU has high integration, small size, high reliability, strong control function, low power consumption, etc.
The control system includes two parts of hardware and software in this design.It consists of stepper motor control module, stepper motor driver module, LED display module in hardware.Software uses the keil uvision4 programming tools and Protues drawing tools.This design is based on 51 series microcontroller STC89C52 to design the stepper motor control module as the core, with L297 and L298 as core design of stepper motor driver module.Button sets the stepper motor start, stop, forward, inversion, acceleration and deceleration functionthat as an external interrupt source.

毕业设计论文基于单片机的步进电机控制器

第1章绪论 (2)1.1引言 (2)1.2步进电机常见的控制方案与驱动技术简介 (4)1.2.1常见的步进电机控制方案 (4)1.2.2步进电机驱动技术 (6)1.3本文研究的内容 (8)第2章步进电机概述 (9)2.1步进电机的分类 (9)2.2步进电机的工作原理 (10)2.2.1结构及基本原理 (10)2.2.2两相电机的步进顺序 (10)2.3 步进电机的工作特点 (13)2.4本章小结 (15)第3章系统的硬件设计 (16)3.1系统设计方案 (16)3.1.1系统的方案简述与设计要求 (16)3.1.2系统的组成及其对应功能简述 (16)3.2单片机最小系统 (18)3.2.1AT89S51简介 (18)3.2.2单片机最小系统设计 (23)3.2.3单片机端口分配及功能 (24)3.3串口通信模块 (24)3.4数码管显示电路设计 (25)3.4.1共阳数码管简介 (25)3.4.2共阳数码管电路图 (26)3.5电机驱动模块设计 (27)3.5.1L298简介 (27)3.5.2电机驱动电路设计 (28)3.6驱动电流检测模块设计 (30)3.6.1OP07芯片简介 (30)3.6.2ADC0804芯片简介 (32)3.6.3电流检测模块电路图 (35)3.7独立按键电路设计 (36)3.8本章小结 (36)第4章系统的软件实现 (37)4.1系统软件主流程图 (37)4.2系统初始化流程图 (38)4.3按键子程序 (39)结论 (43)1第1章绪论1.1引言步进电动机又称脉冲电动机或阶跃电动机，国外一般称为Steppingmotor、Pulse motor或Stepper servo，其应用发展已有约80年的历史。

步进电机是一种把电脉冲信号变成直线位移或角位移的控制电机，其位移速度与脉冲频率成正比，位移量与脉冲数成正比。

步进电机在结构上也是由定子和转子组成，可以对旋转角度和转动速度进行高精度控制。

基于单片机控制的步进电机毕业论文

基于单片机控制的电机摘要:介绍了步进电机和直流电机原理与其驱动程序控制控制模块，通过AT89S52单片机与脉冲分配器(又称逻辑转换器) L298完成步进电机和直流电机各种运行方式的控制。

实现步进电机的正反转速度控制并且显示数据。

整个系统采用模块化设计,结构简单、可靠,通过按键控制，操作方便，节省成本。

关键词：步进电机;单片机控制; AT89S52;1、引言随着数字化技术发展，数字控制技术得到了广泛而深入的应用。

步进电机是一种将数字信号直接转换成角位移或线位移的控制驱动元件, 具有快速起动和停止的特点。

因为步进电动机组成的控制系统结构简单，价格低廉，性能上能满足工业控制的基本要求，所以广泛地应用于手工业自动控制、数控机床、组合机床、机器人、计算机外围设备、照相机,投影仪、数码摄像机、大型望远镜、卫星天线定位系统、医疗器件以与各种可控机械工具等等。

直流电机广泛应用于计算机外围设备( 如硬盘、软盘和光盘存储器) 、家电产品、医疗器械和电动车上, 无刷直流电机的转子都普遍使用永磁材料组成的磁钢, 并且在航空、航天、汽车、精密电子等行业也被广泛应用。

在电工设备中的应用，除了直流电磁铁（直流继电器、直流接触器等）外，最重要的就是应用在直流旋转电机中。

在发电厂里，同步发电机的励磁机、蓄电池的充电机等，都是直流发电机；锅炉给粉机的原动机是直流电动机。

此外，在许多工业部门，例如大型轧钢设备、大型精密机床、矿井卷扬机、市电车、电缆设备要求严格线速度一致的地方等，通常都采用直流电动机作为原动机来拖动工作机械的。

直流发电机通常是作为直流电源，向负载输出电能；直流电动机则是作为原动机带动各种生产机械工作，向负载输出机械能。

在控制系统中，直流电机还有其它的用途，例如测速电机、伺服电机等。

他们都是利用电和磁的相互作用来实现向机械能能的转换。

1.电机的工作原理1.步进电机原理步进电机本质上是一个数字角度转换器。

以三相电机为例, 其结构原理见图1。

毕业设计论文基于单片机的步进电机控制器的设计

毕业设计论文基于单片机的步进电机控制器的设计摘要：本论文针对步进电机控制系统的需求，提出了一种基于单片机的步进电机控制器的设计方案。

该方案在硬件设计上选用了适用于步进电机驱动的控制芯片，并通过电路连接实现电机控制信号的输出。

在软件设计上，通过单片机编程实现步进电机的运动控制，包括步进角度、转速以及方向等参数的调节和控制。

通过测试实验证明，该设计方案能够有效地实现步进电机的精确控制，具有较好的稳定性和可靠性。

关键词：单片机；步进电机；控制器；硬件设计；软件设计；运动控制第一章引言1.1研究背景目前，步进电机作为一种常用的电机类型，在自动控制领域和精密仪器中得到了广泛应用。

步进电机具有结构简单、运行平稳、精度高等优点，因此在许多行业中被广泛采用。

为了实现步进电机的精确控制，需要一种高效、稳定的步进电机控制器。

1.2研究目的本论文的主要目的是设计一种基于单片机的步进电机控制器，通过硬件和软件的完美结合，实现对步进电机的精确控制。

同时，通过测试和分析，验证该控制器的有效性和可靠性。

第二章方案设计2.1硬件设计在硬件设计方面，本文选用了适用于步进电机驱动的控制芯片，并通过电路连接实现电机控制信号的输出。

通过调节电源、电阻和电容等元件，实现对步进电机驱动电压和电流的调节，以满足步进电机运行的需求。

2.2软件设计在软件设计方面，本文采用单片机进行编程，实现对步进电机的运动控制。

通过编写程序，实现对步进角度、转速以及方向等参数的调节和控制。

通过采集和处理步进电机的反馈信号，实现闭环控制，提高步进电机的运动精度和稳定性。

第三章实验与结果通过搭建实验系统，并进行测试和分析，验证了本文设计的基于单片机的步进电机控制器的有效性和可靠性。

实验结果表明，该控制器能够实现步进电机的精确控制，具有较好的稳定性和可靠性。

第四章论文总结本论文设计了一种基于单片机的步进电机控制器，并通过实验验证了该控制器的有效性和可靠性。

该控制器在硬件设计上选用适用于步进电机的控制芯片，并通过电路连接实现电机控制信号的输出。

基于单片机的步进电机控制设计毕业论文

基于单片机的步进电机控制设计毕业论文摘要：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，广泛应用在各种自动化控制系统。

本设计以AT89C51单片机为核心，对步进电机进行控制，通过按键实现步进电机正转、反转、加速、减速，并使用LED显示电机速度。

经过PROTEUS仿真和硬件焊接，结果表明，系统实现了要求。

该电路简单，可靠性强，运行稳定。

关键词：AT89C51；ULN2003；LED；步进电机单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。

采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。

例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。

同时用单片机还可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。

例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。

目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。

综合所述，单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面。

另一方面，单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。

从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。

这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命[2]。

步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，随着工业自动化的发展，步进电机的应用也越来越广泛，广泛应用在各种自动化控制系统中。

步进电机是一种用于开环控制的驱动元件。

它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。

基于单片机的步进电机小车控制系统设计_毕业设计精品

基于单片机的步进电机小车驱动系统设计摘要本设计以 STC89C52 单片机最小系统为核心，设计了一种两相四线步进电机的驱动器电路。

整个系统通过单片机控制步进电机驱动器的输出信号，对步进电机的动作进行控制，进而实现小车的行走动作。

文章包括了步进电机正转、反转、加速、减速这些基本旋转，以及在此基础之上同时控制两个步进电机，实现小车的前进、后退、左转与右转。

并在小车上增加一些传感器模块，使单片机正常驱动步进电机，带动小车执行相应任务的同时，根据传感器模块的反馈，不断修正，直到任务实现小车循迹与避障功能。

至此来证明所设计的驱动电路的可行性。

文章中不仅包括了在步进电机驱动电路基础上的单片机扩展电路，也包括了专门为单片机供电的5V稳压电路的分析与设计，以及使单片机串口与计算机USB接口直接进行通信的上位机电路的设计。

关键词：STC89C52；步进电机；步进电机驱动电路；循迹；避障Stepping motor vehicles drive system design based onSingle-Chip MicrocomputerAbstractThis design with STC89C52 SCM smallest system as the core, designed a two phase four-wire stepping motor drive circuit.The whole system by single chip microcomputer control stepping motor drives the output signal, to control the motion of the stepper motor, and realizes the car to walk. Articles including the stepper motor are turning, inversion, acceleration, deceleration, these basic rotation, and on this basis at the same time control two stepper motors, implement the car move forward, backward, turn left and turn right. And add some on the car sensor module, MCU to normal driving stepping motor, drive car corresponding tasks at the same time, according to the feedback of sensor module, the correction unceasingly, until the task to realize the car tracking and obstacle avoidance function. At this point to prove the feasibility of the designed driver circuit.Not only included in the article based on step motor drive circuit of single chip microcomputer extended circuit, also included for MCU power supply 5 v voltage regulator circuit analysis and design, and make the microcontroller serial port and the computer USB interface directly communicate superior mechanical and electrical design of the road.Keywords: STC89C52; stepper motor; stepper motor drive circuit; tracking; obstacle avoidance目录第1章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2 课题研究的内容 (1)第2章系统总体设计 (2)2.1 系统设计要求 (2)2.2系统框图 (2)2.3设计规划 (2)第3章系统硬件设计 (4)3.1单片机介绍 (4)3.1.1单片机概述 (4)3.1.2单片机的特点 (4)3.1.3单片机的应用领域 (4)3.1.4 单片机选用 (5)3.1.5控制电路设计 (6)3.1.6单片机供电模块设计 (9)3.2步进电机介绍 (10)3.2.1步进电机的概述 (10)3.2.2步进电机的特点 (10)3.2.3步进电机的工作原理 (11)3.2.4步进电机选用 (11)3.3步进电机驱动器的设计 (11)3.4系统功能设计 (13)3.4.1循迹功能 (13)3.4.2避障功能 (15)3.5上位机电路设计 (15)第4章系统软件设计 (19)4.1电机控制流程图 (19)4.2 电机方向控制 (19)4.3速度控制 (20)4.4循迹 (21)4.5避障流程图 (21)第5章总结与展望 (23)5.1总结 (23)5.2展望 (23)I参考文献 (24)附录Ⅰ程序清单 (25)1.电机旋转程序 (25)2.循迹程序 (27)3.避障程序 (31)附录Ⅱ单片机驱动电机电路 (35)附录Ⅲ外文文献翻译 (36)II第1章绪论第1章绪论1.1课题背景步进电机是自动控制系统中常用的执行部件。

基于C51单片机的步进电机控制系统设计毕业设计

摘要本设计中首先介绍了步进电机的工作原理、控制特点和运行状态，然后给出了步进电机的单片机控制系统的总体设计方案。

在这个控制系统中，单片机选用AT89C51，其作为控制核心，担负着产生脉冲，发送、接受控制命令等任务；脉冲分配采用硬件方法，由8713接收到单片机的控制信号后产生相应的控制脉冲，避免了软件法在不停地产生脉冲时占用的时间；采用单电压驱动的方法驱动电机带动负载运行；利用键盘、显示专用芯片8279能够以较简单的硬件电路和较少的软件开销实现微型机与键盘和LED显示器接口。

本设计最后详细介绍了硬件部分和软件部分的实现方法。

关键词：单片机；步进电机；速度控制;ZLG7290;显示器AbstractThe design introduces the working principle of stepper motor, control features and operations, and then gives the stepper motor microcontroller control system design programs. In this control system, the SCM selecting AT89C51, the control center of the shoulder produces pulses, sending, receiving control commands and other tasks; pulse distribution method using hardware from the 8713 chip control signals received resulting from the corresponding control pulse, to avoid software method to generate pulses in constant time occupied; adopt a single voltage-driven approach drive motor to drive the load operation; use of keyboard, display 8279 can be dedicated to simple hardware and less software overhead to achieve keyboard and LED display interface. Finally introduce the hardware and software implementation methods in detail.Key words: SCM; stepper motor; speed control；ZLG7290;display；目录摘要 (I)Abstract .................................................... I I第一章绪论 (1)1.1步进电机概述 (1)1.2课题研究的主要内容 (2)1.2.1研究内容 (2)1.2.2论文安排 (2)第二章步进电机控制系统设计方案 (3)2.1步进电机的系统 (3)2.2步进电机的失步现象 (5)2.3步进电机控制系统的组成 (6)2.4系统的控制过程 (7)第三章步进电机控制系统硬件部分 (9)3.1硬件电路图 (9)3.2采用51系列单片机AT89C51作为控制器 (10)3.2.1 AT89C51的主要性能 (10)3.2.2 AT89C51引脚功能说明 (10)3.3步进电机的驱动电路 (15)3.4 LED显示电路 (16)3.4.1 LED显示器的结构原理 (16)3.4.2 LED显示接口 (18)3.5可编程键盘/显示控制器ZLG7290电路工作原理 (19)3.5.1 ZLG7290概述 (19)3.5.2管脚、引线与功能 (21)3.5.3 ZLG7290键盘、显示接口电路设计 (24)3.6脉冲分配 (26)第四章步进电机控制系统软件部分 (30)4.1定时器中断服务 (30)4.1.1定时器初值 (30)4.1.2定时器中断服务子程序 (31)4.2 速度控制 (31)第五章总结 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录 (38)第一章绪论本章将简要介绍步进电机的发展过程、步进电机在日常生活中的广泛应用、步进电机作为数字控制电动机的主要特点以及本次研究的主要内容和论文安排。

基于单片机控制的步进电机的毕业论文课程设计

第一章前言1.1步进电机简介步进电机最早是在1920年由英国人所开发。

1950年后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上，这对于数字化的控制变得更为容易。

以后经过不断改良，使得今日步进电机已广泛运用在需要高定位精度、高分解性能、高响应性、信赖性等灵活控制性高的机械系统中。

在生产过程中要求自动化、省人力、效率高的机器中，我们很容易发现步进电机的踪迹，尤其以重视速度、位置控制、需要精确操作各项指令动作的灵活控制性场合步进电机用得最多。

步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一, 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，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。

步进电机是将电脉冲信号变换成角位移或直线位移的执行部件。

步进电机可以直接用数字信号驱动，使用非常方便。

一般电动机都是连续转动的，而步进电动机则有定位和运转两种基本状态，当有脉冲输入时步进电动机一步一步地转动，每给它一个脉冲信号，它就转过一定的角度。

步进电动机的角位移量和输入脉冲的个数严格成正比，在时间上与输入脉冲同步，因此只要控制输入脉冲的数量、频率及电动机绕组通电的相序，便可获得所需的转角、转速及转动方向。

在没有脉冲输入时，在绕组电源的激励下气隙磁场能使转子保持原有位置处于定位状态。

因此非常适合于单片机控制。

步进电机还具有快速启动、精确步进和定位等特点，因而在数控机床，绘图仪，打印机以及光学仪器中得到广泛的应用。

步进电动机已成为除直流电动机和交流电动机以外的第三类电动机。

传统电动机作为机电能量转换装置，在人类的生产和生活进入电气化过程中起着关键的作用。

步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差(精度为100%)的特点，广泛应用于各种开环控制。

第二章步进电机工作原理及系统方案论证2.1步进电机工作原理2．1．1步进电机结构电机转子均匀分布着40个小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开0、1/3て、2/3て,（相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以て表示），即A与齿1相对齐，B与齿2向右错开1/3て，C与齿3向右错开2/3て，A'与齿5相对齐，（A'就是A，齿5就是齿1）下面是定子和转子的展开图：图2.12．1．2 步进电机的旋转：如A相通电，B，C相不通电时，由于磁场作用，齿1与A对齐，（转子不受任何力以下均同）。

基于单片机的步进电机控制器的设计毕业设计论文

步进电机运行控制器设计毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。

对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。

作者签名：日期：毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。

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作者签名：指导教师签名：日期：日期：注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它目录第一章绪论 (1)1.1 题目来源与设计任务 (1)1.2 MSP430F149控制步进电机的原理 (1)第二章总体方案确定 (3)2.1 微控制器的方案选择 (3)2.2 步进电机控制方案选择 (3)第三章硬件部分的设计 (5)3.1 微控制器选择 (5)3.1.1 微控制器发展现状 (5)3.1.2 MSP430系列单片机介绍 (5)3.1.3 MSP430F149单片机 (6)3.2 单片机外围电路的设计 (13)3.21 复位电路设计 (13)3.2.2 时钟电路设计 (14)3.3 键盘与显示的接口电路设计 (15)3.3.1 键盘接口电路设计 (15)3.3.2 显示接口电路设计 (17)3.4 步进电机的控制与驱动 (21)3.4.1 步进电机 (21)3.4.2 步进电机的工作原理 (22)3.4.3 步进电机的控制与驱动电路 (23)3.5 步进电机转速的检3.6 报警电路的设计 (26)第四章软件部分的设计 (28)4.1 程序流程图 (28)4.2 程序清单 (29)第五章系统抗干扰技术 (36)5.1 硬件抗干扰技术 (36)：第1章绪论1.1引言步进电动机又称脉冲电动机或阶跃电动机，国外一般称为Steppingmotor、Pulse motor或Stepper servo，其应用发展已有约80年的历史。

毕业设计(基于单片机的步进电机驱动)-精品

基于单片机系统的步进电机驱动摘要本文介绍了基于80C51单片机的步进电机控制系统的设计。

分别概括的介绍了单片机和步进电机以及步进电机的各种驱动方案；对一款四相步进电机以及80C51单片机的功能参数和一种驱动方式的优点特点，以及其选择原因进行了必要的说明；对基于80C51单片机的步进电机控制系统的原理进行了介绍；根据80C51单片机和步进电机的原理以及特点和参数选择了其他元件，并且建立了相应的电路图；进行了必要的电路分析说明，并将这个电路图制作成型，使其工作，实现正反转，加速减速等功能。

关键词： 80C51单片机；步进电机；驱动；控制SINGLE CHIP MICROCOMPUTER-BASEDDRIVING of STEPPING MOTORABSTRACTThis paper introduces based on the 80C51 monolithic stepping motor control system design. In this paper, the characters of microcomputer of respectively and stepping motor and all kinds of stepping motor driver project; For a four phase stepping motor and the 80C51 monolithic function parameters and a driving way, as well as the characteristics of the advantages of the necessary choice reason that; Based on 80C51 stepping motor control system are introduced, the principle of According to the 80C51 single chip microcomputer and the step motor principle and characteristic parameter choice and other components, and establishes the circuit diagram; At last I have maken the necessary cricuit analysis and completed the production of molding with making the circuit to work, reverse, accelerate and decelerate .Keywords: 80C51 single-chip microcomputer; Stepping motor; Drive;Control目录第1章前言 (5)1.1课题的背景 (5)1.2发展概况 (5)1.3课题主要内容 (5)第2章步进电机的基本原理、分类和选择 (2)2.1步进电机的基本参数 (2)2.2步进电机的特点 (2)2.3步进电机分类 (3)2.4四相混合式步进电机的工作原理及工作方式 (3)2.5步进电机具体型号的选择 (4)第3章步进电机驱动系统及驱动接口选择 (6)3.1单电压功率驱动接口 (6)3.2双电压功率驱动接口 (6)3.3高低压功率驱动接口 (7)3.4斩波恒流功率驱动接口 (8)3.5集成功率驱动接口及驱动芯片的选择 (8)第4章驱动系统硬件组成及具体驱动方案分析 (10)4.1关于80C51单片机的介绍 (10)4.2驱动系统总体结构 (13)4.3驱动系统的驱动原理 (13)4.3.1步进电机的控制信号 (13)4.3.2控制信号功率的放大 (14)4.3.3单片机控制信号的输出和编程 (15)4.4驱动系统总电路电路及说明 (18)第5章驱动系统硬件的焊接与调试 (22)5.1电路的焊接 (22)5.2电路的检查与调试 (22)第6章结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)第1章前言1.1 课题的背景步进电机是现代数字控制技术中最早出现的执行部件，其特点是可以将数字脉冲控制信号直接转换为一定数值的机械角位移，并且能够自动产生定位转矩使转轴锁定。

基于单片机的步进电机控制系统设计--毕业设计之欧阳学创编

基于单片机的步进机电控制系统设计摘要：步进电念头由于用其组成的开环系统既简单、廉价，又很是可行，因此在打印机等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。

本文介绍的是一种基于单片机的步进机电的系统设计，用汇编语言编写出机电的正转、反转、加速、减速、停止法度，通过单片机、机电的驱动芯片ULN以及相应的按键实现以上功能，并且步进机电的工作状态要用相应的发光二极管显示出来。

本文内容介绍了步进机电以及单片机原理、该系统的硬件电路、法度组成，同时对软、硬件进行了调试，同时介绍了调试过程中呈现的问题以及解决问题的办法。

该设计具有思路明确、可靠性高、稳定性强等特点，通过调试实现了上述功能。

关键词：步进机电；脉宽调制；驱念头构；单片机；转动Design of The Control System of StepmotorAbstract:The openloop system which is composed by stepmotor is simple, cheap and very practical, so there are verywide 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 microcontroller.The program of the preparation of a motor , reverse, speed up, slow down, stop is written by compile language. The above functions are realized through the microcontroller, motor driver chip ULN 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 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 . The design has the advantages of clear , high reliability, strong stability, etc.,and the abovementioned functions are realized through the debugging..Key Words: Stepper motor; Pulsewidth modulated; driving mechanism; singlechip; rotation目录序言1第1章绪论21.1 课题研究的目的和意义21.2 国内外研究概略21.3 论文的主要研究内容3第2 章步进机电与单片机简介42.1 步进机电介绍42.1.1步进机电概述42.1.2步进机电的工作原理62.1.3 步进机电的分类与选择82.2 步进机电驱动系统介绍92.2.1 步进机电驱动系统简介92.2.2 步进机电绕组的电气特性102.3 单片机原理112.3.1单片机原理概述112.3.2单片机的应用系统122.3.3 AT89C51简介13第3 章系统整体硬件结构173.1系统整图173.2电源部分183.3按键部分183.4驱动部分193.5状态指示部分203.6时钟部分20第4 章系统软件设计214.1 系统开发软硬件环境214.2 系统主法度214.3 查键部分224.4 前进部分224.5 后退部分234.6 加速部分244.7 减速部分25第5 章系统的调试与检测265.1法度编译时的毛病与解决办法265.2 LM7812输出电压毛病与解决办法265.3 步进机电转动毛病及解决办法265.4 结论与展望27参考文献28致谢29附录29附录1：源法度清单30附录2：英文资料及其中文翻译35基于单片机的步进机电控制系统设计序言步进机电作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统中。

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华东交通大学理工学院Institute of TechnologyEast China Jiaotong University毕业设计Graduation Design（20 12 —20 16 年）题目基于单片机的步进电机控制系统设计分院：电气与信息工程分院专业：电气工程及其自动化班级：电牵2012-1学号：学生姓名：指导教师：胡保安起讫日期：2016-01-01——2016-05-20华东交通大学理工学院毕业设计（论文）原创性申明本人郑重申明：所呈交的毕业设计（论文）是本人在导师指导下独立进行的研究工作所取得的研究成果。

设计（论文）中引用他人的文献、数据、图件、资料，均已在设计（论文）中特别加以标注引用，除此之外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。

本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。

毕业设计（论文）作者签名：日期：年月日毕业设计（论文）版权使用授权书本毕业设计（论文）作者完全了解学院有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交设计（论文）的复印件和电子版，允许设计（论文）被查阅和借阅。

本人授权华东交通大学理工学院可以将本设计（论文）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编毕业设计（论文）。

（保密的毕业设计（论文）在解密后适用本授权书）毕业设计（论文）作者签名：指导教师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要本次毕业设计论文描述了由单片机控制的步进电机的软件和硬件的整个系统，包含了一个系统必须的分析和如何去改进设计的步骤和建议等。

而对于硬件分析来说包括许多部分和需要掌握的基础知识和技能，尤其是单片机和步进电机的基础部分必须了解很多才能更好的去设计控制系统。

软件分析包括整个系统控制流程图和运行介绍。

本次毕业设计也是由单片机去控制操纵步进电机的启动和转向，简洁明了，此设计经过改进可以应用于日常生活和工业中。

但是由于步进电机和单片机的类型的发展，对于当代的我们来说我们是非常更需要更适合这个社会的步进电机和单片机来控制系统程序使得更好。

对于当今社会，由于科学技术的进步和努力，人们也越来越关注工业发展中的单片机和步进电机。

而研究单片机和步进电机的实验设计的结果也是能够真正应用到日常工业上的需要。

正是因为单片机的简单方便可靠，更适合在当今被用来控制操纵各种系统。

之所以这样就能够使得单片机和步进电机更加重要和是日常生活和工业上的必备品。

对于整个完整的数字控制系统来说，步进电机是其中很关键的执行元件之一。

根据单片机所发出的各种指令做出相应的变化调整启动和转动。

而在本论文毕业设计中更需要选择合适的单片机和步进电机来验证程序，比如51单片机的适合控制芯片来进行准确简单的实验和仿真。

并且在设计的最后附录部分也给出了源程序清单和控制原理图。

让我们的基于单片机的步进电机的控制系统更加容易让他人理解和掌握最核心的技巧。

对于整个控制系统而言，从软件和硬件都给出了合理的运行和改进。

在经过了多次设计的实验仿真后也得出了较合理完善的结论和原理。

关键词：单片机；转动；步进电机AbstractThis design introduces a microcontroller based stepper motor control system, including the entire system of hardware analysis and software analysis, debugging and improvement, etc.. The hardware analysis includes the step motor and single chip microcomputer, the choice of step motor driver chip and the basic introduction. Software analysis includes the whole system control flow chart and operation introduction. The graduation project is also controlled by the microcontroller to control the stepper motor start and turn, concise and clear, this design can be applied to the daily life and industry.Due to the current industrial demand, the complexity of the motor control gradually developed, the application of a wide range of. With the development of science and progress, in today's modernization, industry has been in an important position. The results of the experimental design of the single chip microcomputer and the stepper motor are also able to be applied to the daily industrial needs. It is because of the simple and convenient, more suitable for the single chip is used to control a variety of systems. This also makes the stepper motor can be better used by people. For the entire digital control system, stepping motor is one of the key components. According to the various instructions issued by the microcontroller to make the corresponding changes to adjust the start and rotation.The design of the microcontroller is AT89C51 microcontroller, stepper motor driver circuit is the ULN2003 chip driver. And in the design of the final annex also gives a list of source program and control schematic. Makes the whole microcontroller based control system design more perfect and clear. For the whole control system, the reasonable operation and improvement of the software and hardware are given. After many times, it has been found that the design of the stepper motor control system based on SCM is related to the conclusion.Key words:Single chip microcomputer rotation stepping motor目录摘要 (I)Abstract (II)目录 0第一章绪论 (1)1.1 选题的依据及意义 (1)1.2 国内外研究近况和成长趋向 (1)1.3 本课题研究内容 (2)第二章系统设计的硬件分析 (3)2.1 步进电机 (3)2.1.1 步进电机的原理 (3)2.1.2 步进电机的特点 (3)2.2 单片机的选择 (4)2.3 步进电机控制系统的组成 (4)2.3.1 键盘控制电路 (4)2.3.2 步进电机驱动电路 (5)第三章系统设计的软件分析 (7)3.1 程序流程图 (7)3.2 读键盘流程图 (7)3.3 键盘处理流程图 (8)第四章调试与改进 (9)4.1 调试与改进 (9)4.2 运行结果 (10)结论 (11)参考文献（References） (12)致谢 (13)附录一：控制原理图 (14)附录二：步进电机控制系统原理图 (15)附录三：硬件电路PCB图 (16)附录四：步进电机控制系统源程序 (17)第一章绪论1.1 选题的依据及意义历史证明，一个国家的实力水平可以从制造业水平上看出，而控制恰恰是最核心工业的部分，因此单片机是一种很好的控制系统经常采用的元器件。

对于单片机在工业上的应用也是非常的广泛和极其在生活中采取。

并且单片机和步进电机的组合也十分的经济适用，降低了开发和研究的成本，极大的为工业的发展贡献了力量。

所以这是必不可少的。

最典型的一种单片机是51系列。

如何能够正确简单去使用51单片机和合适的准确的步进电机也是我们需要严肃去验证考虑的问题和步骤。

之所以用单片机来控制步进电机就是因为单片机控制步进电机非常的简单明了，容易操作，不需要特别复杂的源程序去组成一个程序系统。

而步进电机在日常生活和工业中是非常准确的一种电机，不像一般电机一般的有诸多不适合的问题，我们也需要步进电机来作为整个系统的驱动电机和单片机来控制整个系统。

当然，我们在生活中步进电机也是非常重要的一种电机对于我们的工业上。

1.2 国内外研究近况和成长趋向首先步进电机现在这些年在中国发展的非常快速，我们需要去研究更多更好更快的性能的步进电机也是因为我们国家越来越重视工业发展，努力发展科技技术，所以我们需要努力去发展工业基础。

对于单片机输出控制信号去发送命令给步进电机的正反转和启动复位。

对于如何去研究单片机是如何控制步进电机的运转也是一个非常重要和要努力去解决的问题。

其次当然对于发展越来越先进的数控技术，在这一领域世界各国都在努力去研发发展，我国已经自主研发出的数控机床在我国的发展必要档次的数控系统。