的发展趋势，我们提出的步进电机运动控制器总体结构如图所示。图系统总体结构系统硬件电路设计液晶显示单片机串口通信电机驱动电路键盘控制硬件电路主要的目的是控制步进电机，但是单片机的口得输出电压电流都有限，于是需要设计可控的驱动电路，这样可以达到控制步进电机的目的。在设计的过程中还需要对各个模块合理的进行分配，需要设计液晶模块键盘模块，还要留有口以便来驱动步进电机驱动电路。步进电机驱动电路用到了芯片管光电开关通过与门电路来控制光电开关，达到驱动管效果，从而达到了驱动步进电机的目的。步进电机控制框图如图所示。图控制框图系统的供电系统需要给系统提供个稳定安全的输入电源，因此在整个系统模块的供电设计中，重点围绕了系统稳定安全性来设计。因为单片机需要的电压是，液晶需要的电压也是，电机需要的电压是因此在设计中要考虑到多级电压的提供，在设计中考虑到了由于输入时候的电压过大，而稳压管的承载能力有限，因此设计了多级稳压的电路，这样设计的目的是为了使稳压管不至于过热。在稳压的电路中设计了滤波电路，保证了供电电流的稳定可靠，电源输入模块设计电路如图所示。单片机光电开关步进电机图电源输入模块设计串口通信模块本模块实现上位机跟单片机的通信功能的实现通过实现串口通信功能可以更好的实现将上位机上的程序下载到单片机中，实现单片机各个功能实现本设计采用了芯片能够实现上位机跟单片机之间的电位转换，从而达到通过串口的通信功能实现上位机跟单片机的通信功能在单片机系统的通信中，和标准总线应用最为成熟。为了使运动控制器的适用范围更加广泛，配合的现有接口，我们选用标准总线来实现控制器和的通信，其接口电路如图所示。在图中，选用作为系统的通信接口芯片。是公司生产的低功耗单电源双发送接收发器，适用于各种和的通信接口。芯片可以把输入的电源变换成输出电平所需的电压，所以采用此芯片接口的串行通信系统只要单的电源就可以。通信接口电路如图所示。图通信接口电路外围需要个电解电容，是内部电源转换所需电容电机停止主程序摘要众所周知，打印机复印机等已成为日常生活中不可或缺的机电产品，而且人们对其输出质量要求越来越高，作为其中关键技术的进纸系统对打印质量有重要影响。因此，要实现对进纸系统的有效控制，对步进电机的准确控制就显得更有意义。本课题为了实现对打印机进纸系统中的步进电机的有效控制，设计了套对步进电机的驱动控制系统及其人机交互系统。该系统以单片机为核心控制芯片，它方面产生步进电机的控制脉冲给驱动器经环形分配功率放大，使步进电机绕组按定顺序通电，控制电机转动另方面它可检测键盘输入并通过液晶显示器输出电机运行状态等信息，为步进电机的调试和运行提供人机交互界面。整个系统软件使用易于维护的模块化设计方法，并采取软硬件抗干扰技术，提高了系统稳定性。最后，对设计的系统进行了调试，实验结果表明本系统实现了对步进电机的控制，并可通过人机交互界面传达指令和显示电机运行状态等信息。整个系统具有结构简单可靠性高成本低和实用性强等特点，具有较高的通用性和应用推广价值。关键词步进电机人机交互单片机液晶键盘目录绪论课题的背景及意义„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„步进电机驱动控制的现状„„„„„„„„„„„„„„„„„„„本课题的主要内容„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„步进电机的控制及其人机交互系统结构设计„引言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„系统总体结构设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„系统硬件电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„系统软件设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„结论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„步进电机控制系统设计步进电机概述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„硬件电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„步进电机的工作原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„步进电机控制系统设计„„„„„„„„„„„其中反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。现阶段，反应式步进电机获得最多的应用。步进电机驱动控制现状在电气时代的今天，电动机直在现代化的生产和生活中起着十分重要的作用。无论是在工农业生产还是在日常生活中的家用电器，都大量地使用着各种各样的电动机。因此对电动机的控制变得越来越重要了。电动机的控制技术的发展得力于微电子技术电力电子技术传感器技术永磁材料技术自动控制技术微机应用技术的最新发展成就。正是这些技术的进步使电动机控制技术化。对步进电机的控制种类很多，实现步进电机的品种规格很多，按照它们的结构和工作原理可以划分为磁阻式也称反应式或变磁阻式电机混合式电机永磁式电机和特种电机等四种主要型式。步进电机不需位移传感器就可精确定位，所以在精确定位系统中应用广泛。目前打字机计算机外部设备数控机床传真机等设备中都使用了步进电机。随着电子计算机技术的发展，步进电机必将发挥它的控制方便控制准确的特点，在工业控制等领域取得更为广泛的应用。随着电子产品更加人性化设计的要求，现如今款可靠的控制系统就显得更加重要，在液晶显示上能够做到根据具体的要求实现对控制目标的实时控制，目前市场上有许多的电子产品，良好的人机交互界面，图形文字的详细说明，用户在操作的时候能够得心应手。本课题的主要内容本课题主要的内容是设计款稳定可控的步进电机控制系统，通过单片机的控制来实现可操作的人机交互控制系统。单片机使用系列的单片机，作为主要的控制芯片，通过单片机的输出脉冲信号控控制步进电机驱动器，从而达到控制步进电机目的。整体的设计离不开具体的模块的设计，在设计步进电机驱动电路的过程中使用了与门逻辑电路芯片，同时为了达到驱动管的目的，增加了光电开关，从而达到启动管来驱动步进电机。人机交互控制模块的设计，通过键盘输入液晶显示来实现交互控制，整个设计能够展示个比较清楚的人机界面，实现更加合理的人机交互。编程的语言使用的是语言，通过过程控制指令来实现对单片机所需指令的要求。通过最终的选择确定，在使用器件的时候尽量的使用易于控制，价格合理，稳定的器件，实现最后的产品使用要求，达到设计要求。步进电机的控制及其人机交互系统结构设计引言随着工业技术的发展，控制技术越来越显得更加重要，在现代控制理论日益完善的背景下，通过高性能的驱动单元对机械执行构件进行自动化控制。好的控制离不开更加人性化的控制„„„„„软件设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„人机交互系统设计液晶显示模块设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„液晶介绍„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„液晶显示硬件设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„液晶显示软件设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„矩阵键盘模块设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„硬件电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„软件设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„系统调试调试目标„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„步进电机调试„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„液晶调试„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„键盘调试„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„整体调试„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„结束语主要参考文献致谢附录程序代码绪论课题的背景及意义步进电机可以对旋转角度和转动速度进行高精度控制。步进电机作为控制执行元件，是机电体化的关键产品之，广泛应用在各种自动化控制系统和精密机械等领域。例如，在仪器仪表，机床设备以及计算机的外围设备中如打印机复印机绘图仪等，凡需要对转角进行精确控制的情况下，使用步进电机最为理想。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。上个世纪就出现了步进电动机，它是种可以自由回转的电磁铁，动作原理和今天的反应式步进电动机没有什么区别，也是依靠气隙磁导的变化来产生电磁转矩。在本世纪初，由于资本主义列强争夺殖民地，造船工业发展很快，同时也使得步进电动机的技术得到了长足的进步。到了年代后，由于廉价的微型计算机以多功能的姿态出现，步进电动机的控制方式更加灵活多样。原来的步进电机控制系统采用分立元件或者集成电路组成的控制回路，不仅调试安装复杂，要消耗大量元器件，而且旦定型之后，要改变控制方案就定要重新设计电路。计算机则通过软件来控制步进电机，更好地挖掘出电动机的潜力。因此，用计算机控制步进电机已经成为了种必然的趋势，也符合数字化的时代趋势。现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机永磁式步进电机混合式步进电机和单相式步进电机等相名称功能按照液晶的串口通信协议，发送数据输入输出无名称功能显示字符串输入输出无名称功能显示子函数输入无输出无欢迎使用山科大马鑫制作步进电机正转步进电机反转欢迎使用山科大马鑫制作