基于单片机控制步进电机_课程设计说明书
基于单片机设计步进电机的控制系统 课程设计
目录1.实验要求与设计 (2)1.1设计目的 (2)1.2 设计要求 (2)1.3 设计思路 (2)2.设计原理及分析 (3)2.1 步进电机控制系统的组成 (3)2.2 单片机最小系统 (3)2.3 键盘控制电路 (4)2.4 LED数码显示电路 (5)3.系统的总体方案设计 (6)3.1 步进电机总体设计框图 (6)3.2 驱动控制系统组成 (6)3.3 脉冲信号的产生 (7)4.软件设计设计及调试 (7)4.1 主程序流程图 (7)4.2 INTO中断子程序框图 (8)4.4 程序代码 (10)5.实验心得与体会 (17)参考文献 (18)附：课程设计评分表 (19)附：步进电机电路图 (20)1.实验要求与设计1.1设计目的以单片机为核心设计出一个单片机控制步进电机的控制系统。
本系统采用AT89C51作为控制单元，通过键盘实现对步进电机转动方向及转动速度的控制，并且将步进电机的转动速度动态显示在LED数码管上。
1.2 设计要求1.利用键盘按键来控制步进电动机的加速减速以及控制电动机的正转、反转、启动、停止等操作，达到显示的目的。
2.了解步进电动机的工作原理，会计算其各个量之间的转换，例如，速度、时间、频率与步进角之间的关系。
3.显示以51单片机为核心的实用控制电路，并进行调试出结果。
1.3 设计思路采用51系列单片机实现对步进电动机进行调速控制。
首先利用键盘按键来控制步进电动机的加速减速以及控制电动机的正转、反转、启动、停止等操作。
达到显示的目的。
最终使步进电动机的控制能更加灵活。
本实验采用89C51做单片机运行的,所用本实验只需要将其四相连接P1口得P1.0~P1.3口就行了，在AEDK实验教学机上，数码管和8279内部已经连接好，不需再连线。
本实验使用的步进电机用直流+12V电压，电机线圈由A、B、C、D四相组成驱动方式为四相四拍方式,各线圈通电顺序如下表。
表中首先向A线圈输入驱动电流，接着B、C、D线圈驱动，最后又返回到A线圈驱动，按这种顺序切换，电机轴按顺时针方向旋转。
基于51单片机的步进电机控制-设计报告(说明书)及源程序
步数
Q1
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表1
二
2.
该系统中只运用到三个控制按钮，即 “正反”，“换挡”，“启停”，由于按钮较少，所以采用独立键电路，这种按键电路的按键结构相对行列式按键电路更简单，更使人易懂。
单片机的晶振为12MHZ；
（3）、系统电路图：
南京XX大学
指导老师：张X
课 程 设 计
基于51单片机的步进电机控制
机械电子工程学院
测控技术与仪器
XXXXX
Xxx
2012年1年4日
步进电机控制系统
［摘要］本课程设计的内容是利用51单片机，达到控制步进电机的启动、停止、正转、反转、两档速度和状态显示的目的，使步进电机控制更加灵活。步进电机驱动芯片采用ULN2803，ULN2803具有大电流、高电压，外电路简单等优点。利用四位数码管增设电机状态显示功能，各项数据更直观。实测结果表明，该控制系统达到了设计的要求。
2.
如图2.31，采用LED数码管动态显示数据与个项参数，方法简单，容易控制，成本低。
设计如下图
图2.31
2.4驱动电路设计
驱动电路可分为：三极管直接驱动（图3），采用斩波恒流驱动方式（图2.41）和芯片驱动电路等。驱动电路的性能直接关系到步进电机走步的准确与稳定。本电路采用驱动芯片ULN2803。ULN2803是一种大电流高电压型器件，外电路简单（图2.42）。
单片机控制步进电机课程设计
第一章系统分析概述步进电机是用电脉冲信号控制，以实现对生产过程或设备的数字控制，它是过程控制中一种十分重要和常用的功率执行器件，它可以把脉冲信号转换成角位移，并且可用作电磁制动轮、电磁差分器或角位移发生器等，近年来由于计算机应用技术的迅速发展，步进电机常常和计算机一起组成高精度的数字控制系统。
由于它是由数字脉冲控制，因此非常适合于用单片机控制，本设计便是在此基础上，以MCS51型单片机为核心，并结合外围电路以步进电机为控制对象的控制系统。
1.1 功能简介本设计系统有单片机最小系统、8个按键输入控制、四个数码管显示和步进电机驱动电路一共四大部分组成，通过按键输入数值来控制步进电机转速，并且在数码管上显示数值（1）8个按键包括：数字键1～5；3个功能键：设置SET、清零CLR、开始START；（2）显示器上第一位显示次数，后三位显示每次行走的角度；（3）通过键盘的按键，设置步进电机各次的角度值；第一位设置次数，后三位设置角度值。
（4）按START键启动步进电机开始转动，按SET键停止；按CLR键清零。
1.2 方案选择1.2.1 步进电机驱动电路方案本设计的重点在于对步进电机的控制和驱动，设计中受控电机为四相六线制的步进电机（内阻33欧，步进1.8度，额定电压12V）方案一：使用多个功率放大器件驱动电机通过使用不同的放大电路和不同参数的器件，可以达到不同的放大的要求，放大后能够得到较大的功率，如图1-1，使用三极管组成的步进电机驱动电路。
但是由于使用的是四相的步进电机，就需要对四路信号分别进行放大，由于放大电路很难做到完全一致，当电机的功率较大时运行起来会不稳定，而且电路的制作也比较复杂。
注：A、B、C、D分别为步进电机四相输入图1-1 三极管组成的步进电机驱动电路方案二：使用ULN2003芯片驱动电机ULN2003芯片可以驱动两个二相电机，也可以驱动一个四相电机，如图1-2。
ULN2003工作电压高，工作电流大，灌电流可达500mA，并且能够在关态时承受50V 的电压，输出还可以在高负载电流并行运行；可以直接用单片机的IO口提供信号；而且电路简单，使用比较方便。
基于单片机操纵步进电机_课程设计说明书
洛阳理工学院课程设计说明书课程名称单片机原理及接口技术设计课题基于单片机操纵步进电机专业自动化班级 B120439 姓名鹿卫超2021 年 6 月 21 日课程设计划任务书电气工程与自动化系自动化专业学生姓名鹿卫超班级B120439 学号 B课程名称：单片机原理及接口技术设计题目：基于单片机操纵步进电机课程设计内容与要求：本课题以单片机为核心，设计并制作出步进电机操纵系统。
设计要求：（1）通过操纵按键，使步进电机实现顺时针和逆时针旋转。
（2）通过操纵步进电机运转状态能够实现正反转，加速减速。
设计（论文）开始日期2021年6月10日指导教师张娟梅设计（论文）截止日期2021年6月21日指导教师董红政2021年6 月21 日电气工程与自动化系自动化专业学生姓名鹿卫超班级B120439 学号 B课程名称：单片机原理及接口技术设计题目：基于单片机操纵步进电机课程设计篇幅：图纸14 张说明书25 页指导教师评语：摘要步进电机是一种通过电脉冲信号操纵相绕组电流实现定角转动的机电元件。
与其他类型电机相较具有易于开环精准操纵、无积存误差等优势，在众多领域中取得了普遍的应用。
本文第一简单的介绍了步进电机的进展概况、特点及工作原理。
包括步进电机的操纵方式和驱动方式作了系统说明，给出了系统设计的整体方案和本系统的特点和功能。
然后以AT89C52单片机为主操纵器，详细介绍了基于该单片机的步进电机的操纵系统。
在此基础上对外围电路键盘电路、复位电路等各个模块的电路进行详细的设计。
接着论述了步进电机软件操纵的开发的流程和程序设计。
同时给出了步进电机的正反转、速度操纵的程序清单。
本文采纳软硬件结合的方式达到了对步进电机的最正确操纵。
关键词：步进电机单片机AbstractStepper motor is a kind of controlled by electric pulse signal phasecomponents. Easy open-loop precision compared with other types of motor control, no accumulated error, etc, widely used in many fields. This article first simply introduces the development situation and characteristics of stepper motor and working principle. Including the stepper motor drive system, control method and the system shows that the overall scheme of the system design is given and the features and functions of this system. Then is given priority to with AT89C52 single-chip microcomputer controller, is introduced in detail based on the single chip microcomputer stepping motor control system. On the basis of the peripheral circuit, the keyboard circuit, reset circuit, etc. Each module circuit design in detail. Then elaborated the stepper motor control software development processes and program design. At the same time gives the step motor and reversing, speed control program list. In this paper, by using the combined method of software and hardware to achieve the optimal control of the stepper motor.Keyword：stepper motor microcontroller目录概述.......................................................................................................................... 错误!未定义书签。
步进电机控制说明书
单片机课程设计说明书设计题目：步进电机控制院系：机电汽车工程学院班级：机091-5姓名：xxxxxxx学号：2009xxxxxxxxx指导教师：刘鹏设计日期：2012年06月08日目录一、绪论1.1 设计任务1.2 总体方案二、硬件参数简介2.1 89C512.2 ULN2003A芯片2.3 数码管2.4 步进电机三、步进电机控制系统电路设计3.1 控制电路3.2 最小系统3.3 驱动电路3.4 显示电路3.5 总体电路四、程序设计4.1 方案论证4.2 主程序设计4.3 定时中断设计4.4 外部中断设计4.5 整体程序五、仿真与调试六、设计总结七、分工说明一、绪论1.1设计任务1 、完成单片机与功率驱动电路及小功率步进电机的连接；2 、控制步进电机的转动方向、转动速度及转过指定的角度；3 、通过按键改变电机的转向、转速等参数。
1.2 总体方案单片机控制步进电机，就是利用单片机发出脉冲信号，经过驱动单元驱动步进电机工作，同时可以利用外围电路控制步进电机的状态，显示其工作状态。
本设计采用AT89C51，编程实现P1端四个口循环输出脉冲，用ULN2003放大信号，供给四相电机。
另外，用按键和开关控制P3口定时中断，使其加速、减速、启动、停止和换向。
P0口和P2口输出信号，经数码管显示转向和速度等级。
二、硬件参数简介2.1 89C51AT89C51是一种低功耗/低电压/高性能的8位单片机，其输出引脚指令系统都与MCS-51兼容；片内的Flash ROM允许在系统内改编程序或用常规的非易失控型编程器来编程，内部除CPU外，还包括256字节RAM，四个8位并行I/O口，5个中断源，2个中断优先系统，2个16位可编程定时计数器。
89C51功能强、灵活性高且价格合理，完全可以满足本系统设计需要。
2.2 ULN2003芯片进行信号放大。
ULN2003内部集成了8组达林顿管，驱动负载电流为500mA，驱动电压50V. 八路NPN达林顿连接晶体管阵系列特别适用于低逻辑电平。
基于单片机的步进电机控制系统设计方案
D10-基于单片机旳步进电机控制系统一、理解什么是步进电机以及其工作原理步进电机是数字控制电机，步进电机旳运转是由电脉冲信号控制旳，其角位移量或线位移量与脉冲数成正比，每个一种脉冲，步进电机就转动一种角度（不距角）或前进、倒退一步。
步进电机旋转旳角度由输入旳电脉冲数确定，因此，也有人称步进电机为数字/角度转换器。
步进电机旳各相绕组按合适旳时序通电，就能使步进电机转动。
当某一相绕组通电时，对应旳磁极产生磁场，并与转子形成磁路，这时，假如定子和转子旳小齿没有对齐，在磁场旳作用下，由于磁通具有力图走磁阻最小途径旳特点，则转子将转动一定旳角度，使转子与定子旳齿互相对齐，由此可见，错齿是促使电机旋转旳原因。
二、步进电机旳特点（1）步进电机旳角位移与输入脉冲数严格成正比，因此当它转一转后，没有合计误差，具有良好旳跟随性。
（2）由步进电机与驱动电路构成旳开环数控系统，既非常以便、廉价，也非常可靠。
同步，它也可以有角度反馈环节构成高性能旳闭环数控系统。
（3）步进电机旳动态响应快，易于启停、正反转及变速。
（4）速度可在相称宽旳范围内平滑调整，低速下仍能保证获得很大旳转矩，因此一般可以不用减速器而直接驱动负载。
（5）步进电机只能通过脉冲电源供电才能运行，它不能直接用交流电源或直流电源。
（6）步进电机自身旳噪声和振动比较大，带惯性负载旳能力强。
三、步进电机旳控制步进电机旳控制重要包括换相次序旳控制、速度控制、速度控制、加减速控制等，控制系统就是运用单片机旳功能实现以上控制旳系统，即本次设计旳目旳。
四、示意图五、硬件设计计划本设计旳硬件电路只要包括控制电路、最小系统、驱动电路、显示电路四大部分。
最小系统只要是为了使单片机正常工作。
控制电路只要由开关和按键构成，由操作者根据对应旳工作需要进行操作。
显示电路重要是为了显示电机旳工作状态和转速。
驱动电路重要是对单片机输出旳脉冲进行功率放大，从而驱动电机转动。
（1）控制电路根据步进电机旳工作原理可以懂得，步进电机转速旳控制重要是通过控制通入电机旳脉冲频率，从而控制电机旳转速。
基于单片机的步进电机控制方案设计书
课题名称基于单片机的步进电机控制设计学生姓名学号系、年级专业信息工程系﹑电子信息工程专业指导教师职称讲师2009年5 月22 日摘要本论文主要介绍了基于单片机的步进电机控制的规则、硬件结构、软件代码的编写及工作原理、以及液晶模块12864LCD的详细介绍以及指令集。
模拟出单片机系统下的步进电机转速控制，具有任意转速选择、转动时间、正反转、加速和减速设置、系统低功耗、可实现在线调试等特点。
本系统是以单片机为其控制核心，以有源晶振构成的电路作为时钟信号，通过键盘输入选择向单片机控制系统发出步进转动控制命令，控制系统接收命令后做出一系列必要的判断后，控电机的转速、转向等。
本设计已通过了实验仿真，运行稳定，达到了基本的设计要求。
本设计要分为两大块：一块为硬件电路组成部分，一块为软件程序设计部分。
在硬件电路里主要包括有源晶振部分、键盘输入控制部分、电机驱动电路及液晶显示部分等与单片机的接线设计；软件编程方面主要是子程序和主程序的编写，包括：初始化代码、液晶驱动代码、时间记录代码、表格数据代码等。
关键词：单片机；步进电机；12864LCD；指令集AbstractThis thesis is mainly introduce the Prepared and working principles about regulation、structure of hardware、software code of stepping motor control based on MCU as well as detail information and instruction set on LCD Module 12864LCD. This thesis also simulates that under the system of single-chip stepping motor speed control has the disadvantages of changing speed、time arbitrary、Positive and negative transfer、installation of accelerated and deceleration、low-power system and online debugging. Single-chip as core of control and the circuit made up by active crystal as clock signal, the stepper motor speed control system starts to making a series of necessary judgment and then control rotate speed and change direction when it receive the command of stepper transfer control from single-chip control system by keyboard. As run steady, this project has already passed the simulation and has achieved the basic purpose.This project consists of two parties. One is hardware circuit and the other is software programming. In the part of hardware circuit is include active crystal、control system of keyboard input 、system of motor drive circuit and liquid crystal system. In the second part, Design of connection of single-chip、software prepared is the mainly prepared of Subroutine and Main program including initialization code 、liquid drive code 、the timing of recording code form data code[8].Key words: MCU；stepper motor；12864LCD；Instruction Set.目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题的来源 (1)1.2 课题研究的意义 (1)1.3 课题国内研究现状 (1)1.4 课题研究的目的和主要内容 (2)第2章步进电机方案设计与分析 (3)2.1 方案提出 (3)2.2 可行性分析 (4)2.3 主要器件选择 (4)第3章系统硬件设计 (6)3.1 AMPIRE128*64液晶屏介绍 (6)3.2 HD61202及其指令集介绍 (7)3.3 晶振、复位、驱动电路 (9)3.4 液晶显示屏与单片机接口电路 (10)3.5 控键与单片机接口电路 (11)第4章系统软件设计 (13)4.1 电机流程图 (13)4.2 液晶屏驱动代码设计 (14)4.3 固定字符显示代码 (18)4.4 中断子程序 (19)4.5 汉字表 (19)4.6 字符表 (22)4.7 延时子程序 (22)4.8 主函数程序 (23)第5章系统仿真 (25)5.1 Keil2编译环境介绍 (25)5.2 Proteus 仿真平台 (26)5.3 建立工程项目 (28)5.4 Proteus中原理图的绘制及文件的加载 (32)5.5 开机界面显示 (32)5.6 控制界面显示 (33)5.7 仿真结果分析及解决方法 (34)第6章 PCB板设计 (35)6.1加载网络表及元件封装 (35)6.2 PCB板参数设置 (36)6.3元件布局及布线设计 (38)结束语 (40)参考文献 (41)致谢 (42)附录Ⅰ总体电路图 (42)第1章绪论1.1课题的来源步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一, 广泛应用在各种自动化控制系统中。
基于51单片机步进电机课程设计
信息与电气工程学院课程设计说明书（2012/2013学年第二学期）课程名称：单片机课程设计题目：步进电机控制实验专业班级：自动化1002班学生姓名：＊**学号 : ＊*＊＊＊＊*指导教师：苗敬利，王巍设计周数： 2周设计成绩 :13年 6 月 17 日目录第1章设计目的 ............................ 错误!未定义书签。
第2章设计任务与要求 (3)第3章设计思路与方案 (3)3.1 控制电机正/反向转 (4)3.2 控制电机运转速度 (4)第4章硬件电路设计 (4)4.1 主控模块 (4)4。
2 驱动控制模块 (5)4。
3 按键控制模块 (6)4.4 显示模块 (7)第5章系统软件设计 (7)5。
1 主程序 (7)5.2 子程序 (9)第6章系统仿真 (9)6。
1 KEIL调试控制程序 (9)6.2 Proteus仿真 (9)第7章收获与体会 (10)附录1 总电路图 (12)附录2 源程序清单 (12)步进电机简易控制系统设计第一章设计目的步进电机是现代数字控制技术中最早出现的执行部件，步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。
在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，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,称为“步距角"，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的.可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的.需要单片机产生脉冲序列和方向控制控制信号。
步进电机的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。
对控制系统的研制中最基本的要求就是性能可靠和结构简单。
利用AT89S52单片机来设计和开发步进电机的控制系统，可以很好地满足这一要求.驱动程序写入AT89S52单片机中,通过程序控制步进电机的转速与转向。
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洛阳理工学院
课程设计说明书
课程名称单片机原理及接口技术
设计课题基于单片机控制步进电机
专业自动化
班级B120439
姓名鹿卫超
2013 年6 月21 日
课程设计划任务书
电气工程与自动化系自动化专业学生姓名鹿卫超班级B120439 学号 B
课程名称：单片机原理及接口技术
设计题目：基于单片机控制步进电机
课程设计内容与要求：
本课题以单片机为核心，设计并制作出步进电机控制系统。
设计要求：
（1）通过控制按键，使步进电机实现顺时针和逆时针旋转。
（2）通过控制步进电机运转状态可以实现正反转，加速减速。
设计（论文）开始日期2013年6月10日指导教师张娟梅设计（论文）截止日期2013年6月21日指导教师董红政
2013年6 月21 日
电气工程与自动化系自动化专业学生姓名鹿卫超班级B120439 学号 B
课程名称：单片机原理及接口技术
设计题目：基于单片机控制步进电机
课程设计篇幅：
图纸14 张
说明书25 页
指导教师评语：
摘要
步进电机是一种通过电脉冲信号控制相绕组电流实现定角转动的机电元件。
与其他类型电机相比具有易于开环精确控制、无积累误差等优点，在众多领域中获得了广泛的应用。
本文首先简单的介绍了步进电机的发展概况、特点及工作原理。
包括步进电机的控制方式和驱动方式作了系统说明，给出了系统设计的总体方案以及本系统的特点和功能。
然后以
AT89C52单片机为主控制器，详细介绍了基于该单片机的步进电机的控制系统。
在此基础上对外围电路键盘电路、复位电路等各个模块的电路进行详细的设计。
接着阐述了步进电机软件控制的开发的流程和程序设计。
同时给出了步进电机的正反转、速度控制的程序清单。
本文采用软硬件结合的方法达到了对步进电机的最佳控制。
关键词：步进电机单片机
Abstract
Stepper motor is a kind of controlled by electric pulse signal phase winding current to achieve constant Angle rotating mechanical and electrical components. Easy open-loop precision compared with other types of motor control, no accumulated error, etc, widely used in many fields. This article first simply introduces the development situation and characteristics of stepper motor and working principle. Including the stepper motor drive system, control method and the system shows that the overall scheme of the system design is given and the features and functions of this system. Then is given priority to with AT89C52 single-chip microcomputer controller, is introduced in detail based on the single chip microcomputer stepping motor control system. On the basis of the peripheral circuit, the keyboard circuit, reset circuit, etc. Each module circuit design in detail. Then elaborated the stepper motor control software development processes and program design. At the same time gives the step motor and reversing, speed control program list. In this paper, by using the combined method of software and hardware to achieve the optimal control of the stepper motor.
Keyword：stepper motor microcontroller
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概述....................................................................................................................... 错误！未定义书签。