《2016年毕业设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2016年毕业设计（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、江西科技师范大学毕业设计（论文）题目（中文）：基于51单片机的步进电机控制系统的设计（外文）： Design of 51 Mcu-based Control System for Stepping Motor 院（系）： 通信与电子 专 业：12级电子信息工程（职本） 学生姓名： 占贤银 学 号： 20122594 指导教师： 詹华群 年月日 目录摘要1关键词1Abstract2Key Words2第一章绪论31.1 步进电机控制系统研究背景31.2 国内外研究概况41.3 研究的目的与意义41.3.1 研究的目的41.3.2 研究的意义41.4 课题的目的任务与要求5第二章 步进电机概述52
2、.1 步进电机的概念52.2 步进电机的工作原理62.3 步进电机的主要性能指标72.4 步进电机的优缺点对比72.4.1 步进电机的优点72.4.2 步进电机的缺点82.5 步进电机的分类82.6 步进电机的应用82.7 步进电机的发展趋势8第三章 方案论证93.1显示电路的选择93.2总体方案设计9方案一9方案二103.3理论知识103.3.1 单片机AT89C52简介103.3.2 复位电路133.3.3 晶振电路133.3.4 74HC573锁存芯片143.3.4 共阴极数码管153.3.5 驱动芯片ULN2803153.3.6 仿真软件介绍163.3.6.1 KEIL软件163.3.
3、6.2 PROTEUS软件16第四章 硬件系统设计164.1 单片机最小系统164.2 按键部分174.3 显示部分184.4 电机驱动部分184.5 硬件的焊接19第五章 软件系统设计205.1 主程序205.2 键盘扫描子程序215.3 数码管显示子程序22第六章 基于AT89C52单片机步进电机控制系统的实现236.1系统的故障与调试236.1.1 软件部分236.1.1 硬件部分236.2 设计结果及相应仿真图23第七章 总结25参考文献26致谢27附录28摘要：步进电机是将电脉冲信号转换为角位移或者线位移的执行器件，在其本身所承载的前提下，步进电机的转动速度、停止位置仅仅取决于所给信
4、号的脉冲个数和脉冲频率，而与负载变化以及电网电压波动变化等因素无关，因而广泛应用于各种工业自动化控制领域中。本设计主要基于AT89C52单片机与驱动芯片ULN2803联合控制步进电机和驱动电路的系统设计。该系统主要分为晶振电路、复位电路、控制电路、键盘电路、存储电路、LED共阴数码管显示电路和电机驱动电路等模块电路构成。其中主要采用以AT89C52单片机为主控制器，利用单片机与软件编程相结合的方式，通过输出高低电平去控制步进电机的正/反转、快/慢、停止/启动等功能的基本控制。晶振电路部分主要由两个33pf电容和一个晶振组成，帮助单片机起振；复位电路部分由一个10uf电容、一个按键开关和一个1k
5、电阻组成，主要帮助单片机复位；键盘电路部分主要由按对于的键实现对应的功能；存储电路部分由两块74HC573芯片组成；显示电路部分由四个七段LED共阴极数码管组成；电机驱动部分由通过驱动芯片去控制步进电机工作。通过PROTEUS软件与硬件电路焊接，实践结果表明：该电路基本完成了本设计的要求，该系统具有结构简单、价格低廉、可靠性高、抗干扰强以及运行稳定等特点。关键词：TA89C52；ULN2803；LED数码管；74HC573；步进电动机Abstract: Stepping motor is Execution device changing the electrical pulse signal
6、 into angular displacement or linear displacement the speed of motor, stoop position depends only on the pulse signal frequency and pulse number. With the load change and the change in the power grid voltage fluctuation, so it is widely used in all kinds of automatic control system. This design is m
7、ainly based on AT89C52 single chip microcomputer and joint control of stepping motor driven ULN2803 chip and drive, The system is mainly divided into crystals circuit, reset circuit, control circuit, keyboard circuit, storage circuit ,LED digital tubs display circuit, Yin and motor drive circuit mod
8、ule circuit. Mainly adopts is given priority to with AT89C52 single chip microcomputer controller, using the combination of single chip microcomputer and software programming, through the output of high and low level to control the step motor is/reverse, fast/slow, stop/start function such as the ba
9、sic control. Crystal oscillation circuit part is mainly composed of two 33 of pf capacitor and a crystal vibration, vibration help microcontroller; Part of the reset circuit is a 10 UF capacitance and a key switch and a 1 k resistors, main help microcontroller reset; Keyboard circuit part mainly by
10、the press for the key to realize the corresponding function; Storage circuit part is composed of two 74 hc573 chips; Seven segment display circuit part by four common cathode LED digital tube; Motor drive part driven by through the chip to control the stepper motor work. Through the PROTEUS software
11、 and hardware circuit welding, the practice results show that the circuit is basically completed the design requirements, the system has simple structure, low cost, high reliability, strong anti-interference and stable operation, etc.Key Words: AT89C52; ULN2803; LED digital tube; 74HC573; stepping m
12、otor第一章 绪论1.1步进电机控制系统研究背景随着微电子技术与计算机技术的发展，步进电机已经成为除直流电机与交流电机之外的第三类电动机，对人类的生活与生产快速进入电气化时代起着不可取代的作用，与传统电动机相比，步进电动机更能满足工业自动化与办公设备的需求，所以步进电动机在自动化与数控号转换为角位移或线位移的电磁机械装置，是实现机电一体化的主要执行元件，在其所承载的前提下，步进电机的转速、停止位置仅仅取决于所给信号的脉冲个数和脉冲频率，而与负载变化、电网电压波动变化等因素无关，即给电机一个脉冲机床等领域得到越来越广泛的应用。步进电机的工作原理是将电脉冲信信号，电机就转动一个固定角。由于这一线
13、性关系的存在，加上步进电机有周期误差而没累积误差等特点，使得步进电机在速度、位置等控制领域使用的非常简单。步进电机有以下几点优点：1、 无累积误差；2、 无需D/A转换器，能够直接接收数字信号；3、 易于操作；4、 可以快速启/停；步进电机的种类非常多，我们常将步进电机分为永磁式电机、反应式电机和混合式电机等三大类，步进电机不需要位置传感器就可以直接进行精确定位，所以广泛应用在精确定位系统之中。在打印机、工业自动化、数控机床、传真机都使用到了步进电机。在进入电气化的今天，步进电机必将得到越来越广泛的应用，而受到广大消费者的青睐。1.2国内外研究概况我们步进电机的研究与制造是在本世纪50年代末期
14、萌生的，步进电机的细分技术本质上是一种电子阻尼技术，主要功能是使步进电机的低频振懂得到消减甚至消除，以致电机的运转精度进一步提高，它只作为细分技术的功能之一。比如对于步距角为1.8度的两相混合式步进电机，如果细分驱动器的细分数设置为4，那么电机的运转分辨率为每个脉冲0.45度，电机的精度能否达到或接近0.45度。不同厂家的细分驱动器的精度差别很大，细分数越大，精度越难控制。由于步进电机精确模型做了很多的研究，各种混合式电机作为产品得到非常广泛的利用。国外在大功率的工业设备驱动上，目前基本不使用大扭矩步进电机，因为驱动电路在成本、加速度、绝对速度、效率、系统惯量等性能指标与最大扭矩相比较，较不划算，国外在小功率的场合，还使用步进电机，例如工业生产设备，打印机，传真机，银行自动柜员机，国内过去是用大力距步进电机来实现数控机床，在驱动设备的主要差别差距，是国外对交流电动机的控制理论与工程分析和应用能力强，先进的控制理论作为软件，写在控制器内部。1.3研究的目的与意义1.3.1研究的目的通过以前所学过的单片机原理与应用及C51程序设计的理论知识，本设计是对以前所学过知识综合利用的一种体现，使我更加深入的理解单片机技术，对单片机系统的应用的设计能力得到进一步的提高。本设计是以单片机为核心结合外围电路的步进电机控制系统的设计，要求能够通过按键能控制步进电机的转动方向与转动速度，并能
