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1、湖南工程学院课 程 设 计 任 务 书课程名称 单片机原理与应用 课 题 步进电机控制系统设计 专业班级 电气工程 0991 学生姓名 学 号 指导老师 审 批 任务书下达日期 2011 年 09 月 05 日任 务 完 成 日 期 2011 年 09 月 16 日2设 计 内 容 与 设 计 要 求设计内容：以单片机为核心设计一个步进电机控制系统，要求能够通过键盘设置步进电机的转向和转速，并在 4 位 LED 显示器上显示步进电机转速或工作状态。设计要求：1）确定系统设计方案；2）进行系统的硬件设计；3）完成应用程序设计；4）硬件电路及应用程序的调试。3主 要 设 计 条 件本课题以单片机为
2、核心，设计并制作出步进电机控制系统，设计要求：1. 按下不同的键，分别使步进电机实现顺时针和逆时针旋转；2. 步进电机可实现正、反转，加速、减速、停止等工作状态；3. 通过 LED 数码管显示步 进电机运行速度或工作状态；说 明 书 格 式1. 课程设计任务书2. 目录3. 总体方案确定4. 各单元硬件电路设计说明及计算方法5. 软件设计与说明（包括流程图）6. 调试结果与必要的调试说明7. 使用说明8、总结9、参考文献附录附录 A 系统原理图附录 B 程序清单4进 度 安 排设计时间为两周第一周星期一、上午：布置课题任务，讲课及课题介绍下午：借阅有关资料，总体方案讨论星期二、系统总体方案星期
3、四、设计及调试星期五、设计及调试第二周星期一、设计及调试星期二、设计及调试星期三、设计及调试星期四、写说明书星期五、上午：写说明书，整理资料下午：交设计资料，答辩参 考 文 献1王迎旭.单片机原理及及应用.北京：机械工业出版社2张迎新.单片微型计算机原理、应用及接口技术.北京：国防工业出版社3郭天祥.新概念 51 单片机 C 语言教程.北京：电子工业出版社4王晓明.电动机的单片机控制.北京航空航天大学出版社 5蔡明文 冯先成编著.单片机课程设计.北京：华中科技大学出版社5目录第 1 章 目的与要求 .6第 2 章 步进电机的原理介绍 .72.1 步进电机的工作原理 .72.2 步进电机 24B
4、YJ48 的相关电气参数 .82.3 步进电机的基本术语 .92.3.1 相数 .92.3.2 拍数 .92.3.3 步距角 .92.3.4 信号分配 .9第 3 章 总体设计思路 .103.1 方案与设计思路 .103.2 总框图 .11第 4 章 程序设计 .114.1 主程序 .114.2 LCD 及档位显示程序 .124.3 正反转流程图 .134.4 启动与停止流程图 .15第 5 章 硬件设计 .165.1 硬件的设计与选取 .165.1.1 步进电机的驱动 .165.1.2 单片机的选取 .185.1.3 液晶 LCD1602 显示模块 .195.1.4 按键电路设计 .195.
5、1.5 时针产生电路 .205.2 硬件的总体电路连接 .21第 6 章 调试与故障分析 .226.1 软件编写及调试 .226.2 调试过程及相关显示结果 .236.3 故障分析及解决方法 .25第 7 章 心得体会 .26第 8 章 参考文献 .27附件 .28系统原理图 .28开发板实物图： .29元器件清单 .29源程序清单 .306第 1 章 目的与要求综合运用所学的单片机原理与应用理论知识，通过实践加强对所学知识的理解，具备设计单片机应用系统的能力，以单片机为核心设计一个步进电机控制系统，要求能够通过键盘设置步进电机的转向和转速，并在LED显示器或者液晶 LCD1602上显示步进电
6、机转速或工作状态。本课题以单片机为核心，设计并制作出步进电机控制系统，设计要求：1、按下不同的键，分别使步进电机实现顺时针和逆时针旋转。2、电机运转状态可以是正反转，加速减速，五种不同速度的各种组合。3、通过 LED 数码管或液晶 1602 显示电机运行状态。7第 2 章 步进电机的原理介绍2.1 步进电机的工作原理步进电机是一种将电脉冲转化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（及步进角）。可以通过控制脉冲个来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以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。本次设计是采用步进电机 28BYJ48 型四相八拍电机，电压为DC5VDC1
