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1、毕 业 设 计题 目： 基于单片机与微机的步进电机控制系统的设计 学 院： 电气信息学院 专 业： 电子科学与技术 班级： 学 号： 学生姓名： 导师姓名： 完成日期： 2014年6月12日 诚 信 声 明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。作者签名： 日期： 年 月 日xx工程学院毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目： 基于
2、单片机与微机的步进电机控制系统的设计 姓名 系 电气信息 专业 电子科学与技术 班级 学号 指导老师 教研室主任 一、 基本任务及要求：1 以计算机为上位机，单片机为下位机，设计实现其串行通信，通过上位机控制其下位机的步进电机（达到控制正，反转，以及控制其步数等）。2 设计的主要目的是为掌握电子应用领域新器件的应用；以及单片机系统的软、硬件设计及调试。 进度安排及完成时间： 第一周至第二周：查阅资料、撰写文献综述和开题报告； 第三周至第四周：毕业实习； 第五周至第六周：确定总体硬件电路方案； 第七周至第八周：画出硬件电路图和Proteus进行硬件仿真； 第九周至第十周：根据硬件电路编程； 第十
3、一周至第十二周：完成各单元程序调试； 第十三周：软硬件结合调试并进一步优化系统； 第十四周至第十五周：撰写设计说明书 ； 第十六周：毕业设计答辩； 目录摘 要：IAbstract：II第1章 绪论1 1.1 课题的来源及前景展望1 1.2 课题研究的目的与意义2 1.3 课题的研究内容与规划2第二章 单片机和步进电机简介4 2.1 单片机简介42.1.1 单片机的简单介绍42.1.2 单片机的特点42.1.3 单片机的发展过程52.1.4 单片机的应用5 2.2 步进电机简介62.2.1 步进电机的简单介绍62.2.2 步进电机的发展史72.2.3 步进电机的分类72.2.4 步进电机的发展趋
4、势8第三章 方案选择与论证9 3.1 CPU模块选择与论证9 3.2 步进电机选择与论证103.2.1 步进电机三大要素103.2.2 步进电机的选取10 3.3 显示器件选择与论证11 3.4 串口通信选择与论证12 3.5 系统总体设计方案133.5.1 系统总体设计思路133.5.2 系统原理框图13第4章 系统硬件设计15 4.1 步进电机控制和驱动模块电路15 4.2 RS232 串口通信电路17 4.3 电源电路18 4.4 单片机晶振电路19 4.5 单片机复位电路20 4.6 单片机I/O口资源分配20 4.7 LED数码管显示电路21第5章 系统软件设计与编程23 5.1 上
5、位机界面235.1.1 基于MSComm控件的PC机与单片机串行通信235.1.2 PC机与单片机的硬件连接235.1.3 MSComm控件介绍235.1.4 用MSComm控件进行串口通信一般步骤245.1.5 串口通信的实现25 5.2 步进电机正反转子程序26 5.3 步进电机调速控制子程序28 5.4 串口通信子程序295.4.1 波特率与发送、接收时钟305.4.2 串行口的控制寄存器305.4.3 串行口的应用编程30 5.5 数码显示子程序32第6章 系统抗干扰措施与调试34 6.1 系统抗干扰措施34 6.2 系统调试346.2.1 硬件调试346.2.2 软件调试35结束语3
6、8参考文献39致 谢40附录1 步进电机控制系统原理图41附录2 步进电机控制系统实物图42附录3 程序清单43基于单片机与微机的步进电机控制系统的设计基于单片机与微机的步进电机控制系统的设计摘 要：步进电机是一种将脉冲信号转换为相应角位移的执行元件。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。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。本文详细论述了采用单片机的控制方法，分析了步进电机正转及反转的实现方法，并对步进电机的调速原理进行研究，为步进电机的应用提供参考。通过上位PC机对下位单片机的通信，从而控制步进电机。该设计具有通用性，对于不同
7、步进电机，可以通过修改相应的电路及相关程序实现，提高了系统控制的灵活性。 关键词：单片机STC89C52；步进电机42BYG131；串行通信；调速Design Of Stepping Motor Control SystemBased On MCU&PCAbstract：Stepping motor is an actuator that can convert the pulse signal to degree displacement.When stepping Drivers receive a pulse signal, it stepper motor driven in the
8、direction set by a fixed rotation angle. By controlling the number of pulses that can control the angular displacement, thus achieving the purpose of accurate positioning. In the paper the control method has been has been discussed in detail，which MCU has been used to control the stepping motorImple
9、ment methods of how to forword and reverse are analyzedThen the principle of speed regulation was researched to provide reference for application of the stepper motorPC and MCU by Serial Communication to control the stepping motor.The design has great generalityFor different stepping motors，the func
10、tion has been realized by modify corresponding circuit and programThe practice shows that the system has great flexibilityKeywords：MCU STC89C52；Stepping motor 42BYG131；Serial Communication; speed regulationII基于单片机与微机的步进电机控制系统的设计第1章 绪论1.1 课题的来源及前景展望随着现代机械电子行业的不断发展，自动控制系统在越来越多的领域得到了广泛的应用。一般地，在一个完整的自动控
11、制系统中，电机作为运动伺服机构，是一个不可或缺的重要组成部分，电机中步进电机的应用最为广泛。随着大规模集成电路技术的发展，有越来越多集成化的智能芯片出现，为智能控制、工业自动化带来很大的方便。单片机从功能和形态上来说都是应控制领域应用的要求而诞生的，单片机的单芯片的微小体积和极低的成本，可广泛地嵌入到玩具、家用电器、机器人、仪器仪表、汽车电子系统、工业控制单元、办公自动化设备、金融电子系统、舰船及通信产品中，成为现代电子系统中最重要的智能化工具。本设计是基于单片机的步进电机控制系统的设计，是单片机在自动控制、通信领域中的应用。随着科技日新月异的飞速发展，人们生活水平的不断提高，对一切系统的使用
12、和性能提出了更高的要求。从社会发展的角度来看，基于单片机微机的步进电机控制系统的性能稳定，而且精度准，可以提高工作效率；从企业的角度来看，如，我们传统的电焊机是通过人工来控制，包括行走路线和送丝等，而现在通过单片机来控制步进电机可以使其行走路线更加准确等，而且还可以达到智能化的生产，提高生产效率。而且这套设备便宜还可以方便简单使原来的设备升级，而且还大大降低了生产的成本。本系统是基于单片机微机的步进电机的系统，他不仅是一般的单片机控制电机，它的串口通信可以实现远程控制，从而提高了安全系数。步进电机主要用于一些有定位要求的场合。例如：自动焊机、线切割的工作台拖动、植毛机工作台（毛孔定位）、包装机（定长度）。一般来说，两相电机步距角大，高速特性好,但是存在低速振动区。而五相电机步距角小，低速运行平稳。所以，在对电机的运转精度要求较高，且主要在中低速段（一般低于600转/分） 的场合应选用五相电机；反之，若追求电机的高速性能，对精度及平稳性无太多要求的场合应选用成本较
