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1、内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学
2、校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定
3、，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位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本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日注 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
4、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
5、、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它基于单片机的步进电机控制系统设计摘 要步进电机是机电设备中广泛使用的一种电机，经过长期的发展，步进电机的应用已渗透到数字控制的各个领域，尤其在数控机械中广泛利用了其开环控制的特点。近年来，随着微电子技术、大功率电力电子技术及驱动技术的进步，步进电机在工业机械等领域作为控制用电机和驱动用电机被广泛使用。传统上由纯电路设计的步进电机的控制和驱动电路一般较复杂，成本又高，而且一旦成型就难于修改,可移植性差，难以适应一些智能化要求较高的场合。本文介绍一种利用AT89S52单片机作为控制器，L298N作为电机驱动芯片来实现对步进电机的简易控制。该控制系统具有
6、电路简单可靠，通用性强，成本低廉，灵活方便等特点。关键词：单片机；步进电机；L298N Based on SCM stepper motor controlAbstractStepper motor is widely used in electrical and mechanical equipment,through a long period of development, the application of stepper motor has penetrated into all fields of digital control,especially making useful
7、of CNC machinery in the open-loop control characteristics.In recent years,with the improvent of micro-electronic technology,high-power power electronics and driving chnology,stepper motor as a controlling and driving electric motor is widely used in the fields of industrial machinery.Traditionally t
8、hat it is provided by the pure circuit design stepper motor control and drive circuit is more complex and more expensive.Once the molding on the difficult and revised poor portability,it is difficult to adapt to a number of occasional demanding intelligent.This paper presents a single-chip microcomp
9、uter with the controller AT89S52 and L298N as a motor driver chip to achieve a simple stepper motor controlling.The control system is simple,reliable,high universality,low-cost, flexible and convenient. Key words:SCM;Stepping motor;L298N内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）目录摘 要IAbstractII第一章 引 言11.1 步进电机概述11.2 步进电机
10、的特点与应用21.2.1 步进电机的特点21.2.2 步进电机的应用21.3 研究背景31.4 本课题研究的主要内容5第二章 步进电机工作原理72.1 步进电机分类72.2 步进电机工作原理82.2.1 反应式步进电机82.2.2 永磁式步进电机92.2.3 混合式步进电机92.3步进电机的参数102.4 步进电机步距角和旋转角度的计算102.5 步进电机的速度控制112.5.1 控制步进电机速度的方法112.5.2 步进电机步数的计算12第三章 硬件设计133.1 单片机模块133.2 键盘显示模块143.3 驱动电机模块15第四章 软件设计184.1 系统软件设计概述184.2 系统软件主
11、程序及子程序流程图184.2.1 主程序184.2.2 L298N控制程序194.2.3 键盘处理程序204.2.4 电机正反转显示程序214.3 C51编程语言及其总结22第五章 系统调试245.1 硬件调试245.2 软件调试255.3 整机调试25第六章 总结26参考文献28附录A：硬件电路图30附录B：源程序31致谢：39 内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）第一章 引 言1.1 步进电机概述步进电机又称脉冲电机或阶跃电机，国外一般称为Stepper motor、Steppingmotor或Stepper等。它是一种用电脉冲信号进行控制，并将电脉冲信号转化成相应的角位移或线位移的控
12、制电机。它可以看作是一种特殊运行方式的同步电动机，由专用电源供给电脉冲，每输入一个脉冲，步进电机就移动一步。这种电动机的运动形式与普通迅速旋转的电动机有一定的差别，它是步进式运动的，所以称为步进电动机。又因其绕组上所加的电源式脉冲电压，有时也称它为脉冲电动机。步进电机受脉冲信号控制，它的直线位移量或角位移量与电脉冲数成正比，所以电机的线速度或转速也与脉冲频率成正比，通过改变脉冲频率的高低就可以在很大的范围内调节电机的转速，并能快速起动、制动和反转。所以，电机步距角和转速大小都不受电压波动和负载变化的影响，也不受环境条件如温度、气压、冲击和振动等影响。它每转一周都有固定的步数，在不丢步的情况下运
13、行，其步距误差不会长期积累。这些特点使它广泛使用于数字控制的开环系统中，并使整个系统大为简化而又运行可靠。步进电机有多种不同的结构，主要类型可分为反应式步进电机、永磁式步进电机和混合式步进电机。近20多年来，步进电机驱动技术和电机结构都得到了很大的发展，逐渐形成以混合式及反应式为主的产品格局。混合式步进电动机是在同步电动机或者说是在永磁感应子式同步电动机的基础上发展起来的，其综合了该两类步进电机的特点，因而性能更好。国外步进电机研究较早，步进电机驱动技术的研究成果也很多，如今正在研究开发以步进电动机为执行机构的高性能伺服系统。我国步进电机的研究及制造始于上世纪50年代后期，对步进电机精确模型也
14、做了大量研究工作，如今，各种步进电机及其驱动器作为产品被广泛利用。1.2 步进电机的特点与应用1.2.1 步进电机的特点步进电机具有自身的特点，归纳起来有：1)高精度的定位：步进电机最大特征即是能够简单的做到高精度的定位控制；2)位置及速度控制：步进电机在停止状态下（无电脉冲信号输入时），仍具有激磁保持力，故即使不依靠机械式的刹车，也能做到停止位置的保持；3)动作灵敏：步进电机因为加速性能优越，所以在做到瞬时起动、停止、正反转之快速、频繁的定位动作；4)开回路控制：步进电机的控制系统结构简单，不需要速度感应器及位置传感器，按输入的脉冲来对转子的速度及位置进行控制；5)中低速时具备高转矩：步进电
15、机在中低速是具有较大的转矩，能够较同级伺服电机提供更大的扭力输出；6)小型、高功率：步进电机体积小、扭力大、尽管于狭窄的空间内，仍可顺利做安装并提供高转矩输出；步进电动机的主要缺点是效率较低，并且需要配上适当的驱动电源；带负载惯量的能力不强；此外在应用中，步进电机运转也可能出现低频振荡，而使用细分驱动技术可以有效克服低频共振的危害。1.2.2 步进电机的应用通常选择步进电机我们希望步进电机的输出转矩大、启动频率和运行频率高、步距误差小等等。首先应考虑的是系统的精度和速度的要求。为了提高精度，希望脉冲当量（每输入一个脉冲使被控制对象产生的位移）小。但脉冲当量太小，要求的减速比大，而最高速度将受到步进电机的最高运行频率限制。故应兼顾精度与速
