关键组件之，是种性能良好的数字化执行元件，步进电机的输入脉冲与电机轴转角成比例的特征，将脉冲转变成角位移，因此非常适合于单片机控制。本课题采用单片机作为控制系统，集成有，的，字节，位并行口，个中断源，个中断优先级，可编程定时计数器，其特点如下灵活性和适应性。单片机的控制方式由软件完成，如需修改控制规律，只需修改程序即可，在系统调试和升级时，可以不断尝试选择最优参数，直到满意。可以实现较复杂的控制，而且精度很高。可提供人机操作界面。要用到键盘和显示单元，实现完整的步进电机控制。此外，在进行系统设计时常用的软件如等对涉及单片机的电路系统无法进行仿真，利用的虚拟仿真技术应用于单片机系统的设计中，具有明显的经济性和很好的可移植性。采用此设计的步进电机控制方法线路简单可靠，比较节约成本。与般驱动器相比，除了不能细分之外，其它功能都可以实现，性价比很高。在医疗器械机器人等没有细分要求的场合，不失为种理想的选择。研究内容与安排熟悉和掌握步进电机的工作原理及控制技术，然后通过仿真软件设计步进电机的驱动电路模块，并给出详细的设计思路。熟悉和掌握单片机的接口技术，然后通过仿真软件设计基于单片机的键盘输入输出步进电机控制单片机外部晶振等接口电路。掌握和运用语言编程设计，然后按设计要求启停,正反转,速度等编制程序，完成键盘处理与显示。熟悉运用和软件进行仿真调试。观察运行模式下仿真结果与设计要求是否相吻合。步进电机正反转，加速，减速，停止，与的显示是否致，在满足设计要求下进行系统优化，如按键防抖动调整。熟悉运用设计制作印刷电路。制作实物进行实验验证。第二章系统设计方案与器件选型引言,未找到引用源。本系统设计方案采用模块化的方式进行，本章节详细讲述该系统主要的四大部件步进电机单片机达林顿管驱动液晶显示器的型号和适用范围。先简明地画出系统总体设计框图，然后列出各器件的使用说明，最后综合各器件分析其合理性和可行性。系统总体设计如图所示，该设计完成基于单片机的步距电机控制系统，该系统由硬件设计和软件设计完成。硬件是整个系统的生命，软件赋予了其灵魂，整个系统设计流程分三步第步，硬件设计，运用软件完成各个外围电路与单片机的接口设计，包括各器件的型号，管脚分配，元器件的封装形式。第二步，软件设计，运用集成开发软件平台完成系统的控制功能和显示功能。第三步，仿真和实物验证，软件完成模拟仿真电路，软件完成设计印刷电路并制作实物。最后进行实验验证。图系统总体设计框图电机驱动串口通信显示输出键盘输入步进电机步进电机是将电脉冲信号转变成角位移或直线位移的执行元件，步进电机突出的特点通过控制输入脉冲的频率达到精确的调速。步进电机的角位移量和输入的脉冲个数严格成正比，在时间上与输入脉冲的时间同步，因此只要控制输入脉冲的个数，电机绕组的通电相序，就可以获得所需的步进角和转向。在没有脉冲输入时，在绕组电源的激励下气隙磁场能使转子保持原有的的位置处于定位状态，因此非常适合于单片机的控制。如图所示，本设计采用的型减速步进电机，工作电压，步进角度，减速比，是单极性直流供电的五线四相步进电机。只要对步进电机四相绕组按定是时序通电，步进电机就能转动，四相步进电机按照通电的时序不同，可分为单四拍，双四拍即，八拍三种工作方式，单四拍与双四拍步距角相同，单四拍的转动力矩比八拍的小，因为八拍的工作方式的步距角是单四拍和双四拍的半，八拍既可以保持较高的转动力矩有能够提高控制精度，所以本设计采用八拍作为步进电机的工作方式。图步进电机通电绕组示意图单片机输出的脉冲驱动能力有限，不能直接驱动步进电机，需要经过级功率放大，即功率驱动电路。单极性和双极性是步进电机常采用的两种驱动架构，本设计采用的是单极性功率驱动电路，双列直插式脚封装，将单片机发出了脉冲信号通过达林顿管放大驱动步进电机。单片机单片机般采用个引脚封装的双列直插方式，采用工艺制造的低功耗机型，在型号中间加个字母作为识别。本设计采用的，其应用于本设计的功能如下并行口的个位并行口，分别为。除了口为单功能，其余的个端口还分别具有各自不同的第二功能，本设计采用口低四位作为脉冲序列输出端，口作为的数据信号端，口前位做的控制使能端，口作为按键输入信号端。通过软件实现各项功能。复位复位是单片机的初始化操作，显示，点阵，位数据显示开，关光标移动光标清除的显示内容设定显示位置数据指针地址变量初始显示子程序延时初始化设置显示位置为第行的第个字符,显示字符设置显示位置为第二行第个字符,显示字符延时设置显示位置为第行的第个字符,显示字符设置显示位置为第二行第个字符,显示字符显示方向符号数据转换子程序高位高位为不显示低位数据显示子程序显示圈数显示速率显示运行方向符号正转方向标志显示方向符号反转方向标志显示方向符号显示运行状态设置显示位置为第行的第个字符,设置显示位置为第行的第个字符,清圈数计数器主程序定时方式等待键释放与设定圈数是否相等定时器中断脉冲计数个脉冲电机转圈电机转动圈数方向标志取数据，正转取数据，反转致谢至此感谢所有帮助过和支持过我完成毕业设计的老师和同学们,由衷感谢我的毕业设计指导老师电气工程学院胡立坤副教授，胡老师平易近人，和蔼可亲，治学严谨。本次毕业设计，从选题开始到答辩结束，每项工作都有胡老师的心血和汗水，每份收获都离不开胡老师的指导与建议。在此，我谨向胡老师表示崇高的敬意和衷心的感谢,最后，完成了这篇论文，也完成了次理论到实践的过程，从中学到了课本上有的和没有的知识，学无止境，再次感谢各方人士的帮助和支持，使我能够顺利完成这次的毕业设计。非常感谢,广西大学行健文理学院毕业论文题目基于单片机的步进电机控制系统设计学部理工学部专业自动化班级级班学号学生姓名指导教师二〇年六月摘要步进电机广泛应用于工业控制家用电器和仪器仪表当中，它是种性能良好的数字化执行元件，它利用输入脉冲与电机轴转角成比例的特征，将脉冲转变成角位移，因此非常适合单片机控制。基于单片机设计的控制系统可以实现较复杂的控制，角度，速度，方向都能任意设置。本论文设计个基于单片机的步进电机控制系统。该系统以单片机为核心，设计运用虚拟仿真技术，电力电子技术，单片机原理，数字电路，模拟电路，脉宽调制等进行模块化设计，以步进电机，单片机，达林顿管，液晶显示器为主要硬件，以集成开发环境为软件开发平台，实现了步进电机的精确控制和数据检测。本文主要介绍了步进电机控制系统的设计方案与器件选型，硬件设计软件设计和仿真与实物验证。该系统以四相步进电机为被控对象，包含步进电机驱动模块和步进电机主轴上的实物对象，通过单片机口控制输入步进电机驱动脉冲的频率个数和序列，可以得到精确的速度步距角和运行方向，并直观的显示在液晶显示器。该系统通过仿真和制作实物验证，基本符合了设计要求，并完成了理论到实践的联结。关键词步进电机单片机脉宽调制仿真目录第章绪论课题研究的背景及意义本课题研究国内外动态及意义研究内容与安排第二章系统设计方案与器件选型引言系统总体设计步进电机单片机液晶显示器本章小结第三章硬件设计引言驱动电路单片机系统电路键盘接口本章小结第四章软件设计引言程序流程图控制功能实现显示功能实现本章小结第五章仿真与实物验证引言设计图本章小结结论参考文献附录致谢第章绪论课题研究的背景及意义,未找到引用源。本课题研究设计基于单片机控制的相步进电机系统，由单片机产生驱动脉冲信号，通过键盘设定步进电机的运行方向和步进速度，在液晶显示器上显示步进角，步进方向，和步进速度，并通过仿真软件对系统进行仿真和测试。整个系统采用模块化设计，结构简单可靠。本人选择该课题作为毕业设计，不仅可以提高自己的软件编程和硬件电路设计能力，还可以提高自己动手解决实际问题的能力。本课题研究国内外动态及意义步进电机早在世纪三十年代出现了步进电机，那时候的步进电机只是种自由旋转的电磁铁，工作原理如同今天的反应式步进电机，我国早在年就研制成功了反应式步进电机，并且开始将其应用于数控机床，上世纪年代中期，人们发明了永磁式和混合式步进电机，不断提高效率和降低功耗。国外方面，年美国麻省工学院首先研制成三坐标铣床，传统的电动机也已经不能满足要求，为了适应这些要求，研制了系列新的具备控制功能的电动机系统，其中便有步进电机。步进电机的发展与计算机工业密切相关，自从步进电机在计算机外围设备中取代了小型直流电动机以后，使其设备的性能提高，很快地促进步进电机的发展，另方面，微型计算机和数字控制技术的发展，又将作为数控执行部件的步进电机推广应用于其他领域，如电加工机床，医疗仪器，测量仪器等。基于单片机的步进电机控制系统单片机又称为微控制器。它是指在块半导体芯片上集成了构成计算机的基本要素，步进电机的转速随着输入脉冲频率的变化而变化，调速范围广，灵敏度高，输出转角能控制，而且控制精度高，又能实现同步控制，所以广泛应用于开环系统中。步进电机是机电体化产品中关键组件之，是种性能良好的数字化执行元件，步进电机的输入脉冲与电机轴转角成比例的特征，将脉冲转变成角位移，因此非常适合于单片机控制。本课题采用单片机作为控制系统，集成有，的，字节，位并行口，个中断源，个中断优先级，可编程定时计数器，其特点如下灵活性和适应性。单片机的控制方式由软件完成，如需修改控制规律，只需修改程序即可，在系统调试和升级时，可以不断尝试选择最优参数，直到满意。可以实现较复杂的控制，而且精度很高。可提供人机操作界面。要用到键盘和显示单元，实现完整的步进电机控制。此外，在进行系统设计时常用的软件如等对涉及单片机的电路系统无法进行仿真，利用的虚拟仿真技术应用于单片机系统的设计中，具有明显的经济性和很好的可移植性。采用此设计的步进电机控制方法线路简单可靠，比较节约成本。与般驱动器相比，除了不能细分之外，其它功能都可以实现，性价比很高。在医疗器械机器人等没有细分要求的场合，不失为种理想的选择。研究内容与安排熟悉和掌握步进电机的工作原理及控制技术，然后通过仿真软件设计步进电机的驱动电路模块，并给出详细的设计思路。熟悉和掌握单片机的接口技术，然后通过仿真软件设计基于单片机的键盘输入输出步进电机