单片机课程设计-单片机控制步进电机

课程设计报告

题目单片机控制步进电机

课程名称单片机原理及接口技术

院部名称

专业自动化

班级M10自动化

学生姓名

学号

课程设计地点

课程设计学时

指导教师高峰

金陵科技学院教务处制

【注：根据课程设计大纲第四项具体要求撰写课程设计报告】

目录

1设计任务和要求................................................................ 错误！未定义书签。2设计思路............................................................................ 错误！未定义书签。3系统硬件设计.................................................................... 错误！未定义书签。

3.1 硬件电路的工作原理................................................... 错误！未定义书签。

3.2步进电机模块................................................................ 错误！未定义书签。

3.3控制模块........................................................................ 错误！未定义书签。

3.4主要元件介绍：............................................................ 错误！未定义书签。4软件编程............................................................................ 错误！未定义书签。

5 调试过程与结果............................................................... 错误！未定义书签。

5.1正转结果显示：............................................................ 错误！未定义书签。

5.1.1正转加速：................................................................ 错误！未定义书签。

5.1.2正转减速：................................................................ 错误！未定义书签。

6 总结与体会....................................................................... 错误！未定义书签。

7 参考资料........................................................................... 错误！未定义书签。

8 附录................................................................................... 错误！未定义书签。

1设计任务和要求

单片机课程设计是考察学生利用所学过的专业知识，进行综合的电机控制系统设计并最终完成实际系统连接，能够使学生对电气与自动化的专业知识进行综合应用，培养学生的创新能力和团队协作能力，提高学生的动手实践能力。最终形成一篇符合规范的设计说明书，并参加综合实践答辩，为后期的毕业设计做好准备。

本次设计考核的能力主要有：

1)专业知识应用能力，包括电路分析、电子技术、单片机、检测技术、电

气控制、电机与拖动、微特电机及其驱动、计算机高级语言、计算机辅

助设计、计算机办公软件等课程，还包括本专业的拓展性课程如变频器、组态技术、现场总线技术、伺服电机等课程。

2)项目设计与运作能力，团队协作能力，技术文档撰写能力，PPT汇报与

口头表达能力。

3)电气与自动化系统的设计与实际应用能力。

要求完成的工作量包括：

1)现场仿真演示效果。

2)学生结合课题进行PPT演讲与答辩。

3)学生上交课题要求的各类设计技术文档。

2设计思路

电路基本理论:

步进电机是一种将电脉冲转变为角位移的执行机构，通俗一点讲：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。可通过控制脉冲数来控制角位移量，从而达到准确的定位目的。通过对步进电机的软件设计和硬件设计包括步进电机的结构、原理及应用，根据原理和硬件的设计利用c语言编写程序，经过反复运行和调试，实现单片机对步进电机的控制。

步进电机是机电控制中一种常用的执行机构，它的用途是将电脉冲转化为角位移，它的的驱动电路根据控制信号工作，控制信号由单片机产生。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，控制换相顺序，即通电控制脉冲必须严格按照一定顺序分别控制各相的通断。通过控制脉冲个数即可以控制角位移量，从而达到准确定位的目的。控制步进电机的转向，即给定工作方式正序换相通电，步进电机正转，若按反序通电换相，则电机就反转。控制步进电机的速度，即给步进电机发一个控制脉冲，它就转一步，再发一个脉冲，它会再转一步，两个脉冲的间隔越短，步进电机就转得越快。同时通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

基于单片机和proteus的步进电机控制电路的基本组成如图所示：

根据设计要求，采用的方案如下。硬件部分实现电机转动，包括控制开关模块；电机转动模块。软件部分实现对步进电机的控制功能，主要设计思想通过控制台控制程序的开关来控制电机的转动。电源驱动89C51单片机，在89C51中装