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1、原 创 性 声 明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中包含其他人已经发表或撰写过的研究成果已添加相应注释，而且不包含为获得内蒙古大学及其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同学对本系统所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。如有雷同，纯属巧合。学位论文作者签名： 指导教师签名： 日 期： 日 期： 内蒙古大学 2009 级自动化专业学年论文I基于微型计算机的步进电机系统设计摘 要如今单片机由于其体积小，性能完善，所以广泛应用于各个行业中。本文设计了基于 STC89C52 单片机的步进电机驱动系统。本系统中，主要完成了按
2、键控制步进电机起停、正反转、加减速再输出显示等功能。我们试着用所学的知识，通过实践来掌握应用设备的工作原理。关键词：单片机，步进电机，串口通信，供电，LCD1602内蒙古大学 2009 级自动化专业学年论文IISTEPPER MOTOR MICRO-COMPUTER BASEDSYSTEM DESIGNABSTRACTNow because of its small size, microcontroller is perfect in performance, so widely used in various industries. In this paper, based on the
3、single chip STC89C52 stepping motor driven system. The system, and the main completed the button control step motor, and the stop and turn, and slow down and the output shown etc. Function. We try to use of knowledge, through the practice to master the application equipment principle of work. KEYWOR
4、DS：single chip，step motor，serial communication，power supply，LCD1602内蒙古大学 2009 级自动化专业学年论文III目目 录录引言.11.设计任务及思路.21.1供电模块.21.2串行通信模块.31.3 按键模块.41.4 指示灯模块.51.5 显示模块.61.6 电机模块.62 软件编程思路及流程.82.1 主程序.82.2 键盘扫描程序.92.3 LCD 显示程序.102.4 步进电机驱动程序.113. 系统评价及改进.123.1 系统优点.123.2 系统缺点.123.3 系统改进.124 结论.135 学习心得.14参考
5、文献.15致谢.16附录.17内蒙古大学 2008 级自动化专业学年论文第 1 页 共 24 页引言引言在经济与科技共同发展的今天，为了满足人们的需要，汽车、电梯等工具已经是人们居家旅游必不可少的元素。而在汽车雨刷器、电梯的控制等方面，由单片机控制的步进电机便起到了至关重要的作用。步进电机是一种把电脉冲信号变成直线位移的控制电机，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与转子组成，可以对旋转角度和转动速度进行高精度控制。当定子上绕组通电时，可产生激励磁场，并与转子形成回路。如果转子和定子之间的磁场没有对齐，由于磁力线力会走磁阻最小的路线，从而带动转子旋转一个
6、角度，使转子的一堆磁极旋转方向与定子的磁场方向一致。让定子绕组旋转实际上就是以一定的规律控制定子绕组的电流来产生旋转的磁场。每来一个脉冲电压，转子就会旋转一个步进角。称为一步。步进电机必须使用专用的步进电机驱动设备才能够正常工作。步进电机系统的运行性能，除与电机自身性能有关外，在很大程度上还取决于驱动设备性能的优劣1。本设计中只是单纯完成了使用单片机控制步进电机完成加速、减速、正传、反转等功能，并使用液晶显示屏显示，并没有针对某种特定的应用设计相应的功能。当然，这也会使得本系统的应用变得更加广泛。内蒙古大学 2008 级自动化专业学年论文第 2 页 共 24 页1.设计任务及思路设计任务及思路
7、本系统需要完成键盘控制步进电机加减速正反转等功能并同步显示，所以，要完成系统功能需要几部分模块共同构成。根据需要，本系统设计的这几部分模块分别有：为整个系统供电的供电模块、从计算机到单片机写入程序的串行通信模块、控制电机工作的按键模块、指示电机工作状态指示灯模块、显示电机工作的显示模块、系统的核心也就是完成拖动的电机模块。系统原理图如下：图 1.1 系统原理图Fig. 1.1 system diagram1.1供电模块供电模块本系统使用的供电模块为 DC 供电与 USB 供电 5V 双供电系统。其中 DC供电为正常工作供电，USB 供电作为备用供电电源使用。两电源之间使用单刀内蒙古大学 200
8、8 级自动化专业学年论文第 3 页 共 24 页双掷开关切换。需要注意的是，两电源在使用开关切换供电时系统会断电重新启动，所以电机工作中轻易不要切换供电。实在需要切换电源的话需要先插好供电电源线再按开关切换供电一面电压不稳烧毁原器件。供电模块原理图如下：图 1.2 供电模块原理图Fig. 1.2 power supply module principle diagram1.2串行通信模块串行通信模块本系统使用串行通信模块来向单片机输入程序使单片机工作。模块使用的原件为 DB-9 串口。目前 RS-232 是 PC 机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。RS-232 被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。RS-232 采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯2。完成串行口与计算机的链接的是 USB-串口数据线，需要在计算机中安装驱动才能正常使用。然而从串口中传来的数据不能直接应用在单片机中，所以还需要在系统中添加用于串口和单片机通讯的驱动芯片。我们使用在串口与单片机之间完成通讯的是 MAX232 驱动芯片。该
