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1、电气工程及 其自动化日期：2016 年 8 月 20 日电气与电子信息学院电气与电子信息学院电气应用系统设计报告电气应用系统设计报告设计名称：设计名称： 电气应用系统设计电气应用系统设计 题题 目目: : 基于单片机系统的步进电机驱动基于单片机系统的步进电机驱动 年年 级：级： 20132013 级级 学生姓名：学生姓名： 金川杰金川杰 学学 号：号： 2424 专专 业：业： 电气工程及其自动化电气工程及其自动化 指导教师：指导教师： 王光宇王光宇 I西华大学电气与电子信息学院电气应用系统设计报告基于单片机系统的步进电机驱动基于单片机系统的步进电机驱动摘摘 要要：本文介绍了基于 80C52
2、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 80C52 单片机的功能参数和一种驱动方式的特点，以及选择其原因进行了 必要的说明；对基于 80C52 单片机的步进电机控制系统的原理进行了介绍；根据 80C52 单片机和步进电机的原理以及特点和参数选择了其他元器件，结合驱动芯 片 ULN2003A，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，实现加速，减速，正转，反转等功能。关键词关键词：步进电机；AT89C52 单片机；ULN2003A 驱动。Abstract: This paper
3、introduces the design of the stepper motor control system based on 80C52 MCU. Respectively generalize the MCU and step into motor and step into the motor drive scheme; a four phase stepper motor and 80C52 microcontroller function parameters and a drive mode characteristics, and choice of the reasons
4、 for the necessary explanation; the 80C52 microcontroller based stepper motor control system principle are introduced; based on 80C52 microcontroller and step into motor principle and characteristics and parameters select other components, the combination of the driving chip uln2003a, establish the
5、corresponding circuit diagram; the necessary circuit analysis and the circuit diagram of the forming, the work, the function of acceleration and deceleration.Keywords: AT89C52 MCU; ULN2003A driver.II西华大学电气与电子信息学院电气应用系统设计报告目录目录1 1 前言前言 .1 11.1 课题的背景.11.2 发展概况 .11.3 课题主要内容 .12 2 步进电机的基本原理与参数、分类和选择步进电机
6、的基本原理与参数、分类和选择 .2 22.1 步进电机的基本原理与参数 .22.2 步进电机的特点 .22.3 步进电机分类.32.4 四相混合式步进电机的工作原理及工作方式.32.5 步进电机具体型号的选择.43 3 步进电机驱动系统及驱动接口选择步进电机驱动系统及驱动接口选择 .4 43.1 集成功率驱动接口及驱动芯片的选择.54 4 驱动系统硬件组成及具体驱动方案分析驱动系统硬件组成及具体驱动方案分析 .7 74.1 关于 80C52 单片机的介绍 .74.2 驱动系统总体结构.94.3 驱动系统的驱动原理.94.3.1 步进电机的控制信号 .104.3.2 控制信号功率的放大 .104
7、.3.3 单片机控制信号的输出 .115 5 电路板焊接部分电路板焊接部分 .12125.1 电烙铁的选择 .125.2 焊锡的选用 .125.3 焊剂的选用 .125.4 焊接前的准备工作 .125.5 焊接方法 .126 6 结论结论 .1414参考文献参考文献 .1515附录附录 1 1.1616附录附录 2 2.2121第 1 页西华大学电气与电子信息学院电气应用系统设计报告1 1 前言前言1.11.1 课题的背景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。如果在机械结构
8、中再配以滚珠丝杠，那步进电机的高精度转角就可以 转换为高精度直线位移，这在以精度为要求的现代机械控制中是极其重要的一点。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，在各个经济 领域都有应用。步进电机作为一种控制用的特种电机，其优点是结构简单、运行 可靠、控制方便。尤其是步距值不受电压、温度的变化的影响、误差不会长期积 累的特点，给实际的应用带来了很大的方便。研究步进电机的控制方法，对提高 控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。为此，本文设计了一段步进 电机驱动程序，可以实现对步进电机转动速度等级的调节，并用数码管显示。1.21.2 发展概况发展概况 虽然步进电机已被广泛地应
9、用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流 电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方 可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许 多专业知识。 目前，生产步进电机的厂家的确不少，但具有专业技术人员，能够自行开发， 研制的厂家却非常少，连最基本的设备都没有。仅仅处于一种盲目的仿制阶段。 这就给户在产品选型、使用中造成许多麻烦。鉴于上述情况，本文决定以四相混 合式步进电机为例叙述其基本工作原理及设计简单的驱动程序。望能对广大用户 在选型使用时有所帮助。 1.31.3 课题主要内容课题主要内容 本课题将分析步进电机的工作原理，并简单介绍其各种驱动方式。使用单片 机以软件方式配合有关芯片和电路元件驱动步进电机，通过 C 语言编程
