有关基于单片机的步进电动机控制系统设计毕业论文写作资料-论文写作网

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步进电动机论文范文

步进电动机又被称为脉冲电动机或阶跃电动机,每给步进电动机一个脉冲信号,它就转过一个固定角度.步进电动机只存在周期性误差,故精确度很高.目前,控制步进电动机主要有三种方式,分别是基于电子电路控制、基于单片机控制和基于PLC控制.由于电子电路控制步进电动机时,若用于开环系统,精度较低,用于闭环系统,虽可以实现高精度控制,但需要通过一系列集成电路来实现,灵活性反而降低；通过PLC控制时,由于PLC扫描周期过短,工作在高频区域时会导致精度降低；基于单片机控制步进电动机,灵活性较高,只需要改变软件就能适用于不同的环境,配合上显示电路、复位电路和控制电路,将大大提高人机交互性.

1　总体设计

本系统的组成框图（图1）如下,单片机接受来自论文范文控制模块的指令,并将状态信息传递至显示模块,单片机控制信号经驱动电路,可控制步进电动机的转速及方向.本系统选用的单片机STC89C52有40个引脚,其中P2.0--P2.3为步进电动机驱动信号,P1为数码管控制端口,P2.5为数码管控制芯片74HC573位码选通控制端,P2.7为74HC573段码选通控制端,P0.0--P0.2为位显示端口,P2.4为运行状态显示端口,P2.6为运行方向显示端口,P3.4--P3.7为扫描论文范文行线,P3.2--P3.3为扫描论文范文列线.

2　硬件电路设计

本系统工作电压为5V,初始化复位操作有上电复位和手动复位两种方式.上电复位即STC89C52上电后,通过外部复位电容实现自动复位,手动复位是通过运行过程中按下RST按键实现的.单片机的内部震荡方式是在Pin18和Pin19引脚上接上12M晶振,晶振两端接30pF电容,电容另一端并联接地.

由于单片机的输入输出端口有限,故按键输入电路采用动态扫描的设计方式,扫描论文范文的返回线端口是P3.2和P3.3,即单片机的外部中断输入端口.按键扫描的原理是,扫描线顺序设定为P3.4～P3.7,当P3.4置零后,单片机读取返回线的状态如果全是1,则表示没有按键按下；如果P3.2或P3.3为零,则表示相应的按键按下,随即进入相应的处理程序.扫描完成后,将P3.4置1.以此类推,先后扫描P3.5、P3.6和P3.7.在处理相应程序前,需要增加一个延时函数,以去除抖动避免重复执行程序.

系统的显示电路由四位共阴数码管和74HC573组成.选用74HC573,可以节省单片机的输入输出端口.两片74HC573的2--9引脚分别连接单片机P1.0--P1.7端口,其中一片74HC573控制数码管的段显示,其19--12引脚与数码管的A—DP相连接,另一片74HC573控制数码管的位显示,其19--16引脚与数码管的使能端相连接.数码管动态显示时,如要显示“1、2、3、4”,单片机的P1口先输出令第一个数码管点亮的位码0xfe,然后令控制位显示的74HC573锁存端置1,段显示74HC573置0,相应数码管点亮.随后P1口输出1的段显示码0x06,经短暂延时后,依次点亮第二个、第三个和第四个数码管,并相应显示对应的数字.

本系统选用的28BYJ48型步进电动机属于四项五线电机,步进角度为5.625／64度,转动一周所需的脉冲数为4096,工作电压为直流5-12V,本系统使用ULN2003直接驱动步进电动机,并采用单项绕组通电四拍模式的驱动方式（A-B-C-D-A）.

3　软件设计

本系统的软件设计分为系统初始化模块、按键控制模块、显示模块和驱动模块等.主程序先初始化各个变量,使数码管、指示灯关闭,驱动步进电动机的各引脚置高电平,进入待机状态.当按键按下时,调用论文范文控制程序,判断并运行相应子程序.系统主程序如下：

EA等于1；／／开总中断

IT0等于1；／／下降沿触发

EX0等于1；／／开外部中断0

EX1等于1；／／开外部中断1

IT1等于1；／／下降沿触发

ET0等于1；／／定时器0的中断允许开关

ET1等于1；／／定时器1的中断允许开关

TMOD等于0x11；／／设置定时器模式

shunshizhen等于0；／／单步模式计数初值

nishizhen等于1；

qiting等于1；／／指示灯灭

toward等于1；

TH0等于0xfc；／／写入定时器0初值

TL0等于0x18；

TH1等于0xfc；／／写入定时器1初值

TL1等于0x18；

TR0等于0；／／关定时器0

TR1等于1；／／关定时器1

While（1）

步进电机:06-对步进电动机系统安装调试-电工维修-高级视频教程（全27讲）

{

step1／／按键扫描第一步

DelayUs2x（20）；／／延时

Step2

DelayUs2x（20）；

Step3

DelayUs2x（20）；

Step4

DelayUs2x（20）；

}

系统经过初始化后,便进入待机状态,等待按键中断的产生.在连续运行模块中,定时器1开启后,便进入显示扫描.在连续运行模块中,位按键按下,再按上升键和下降键调节,最后按下启停键,步进电动机便按照设定的速度运行.如果需要改变方向,按下反向键即可.进入预置步模式时,首先开启定时器1,数码管便显示当前的模式是模式3,设定的步数是零,然后用位选择键、上升键和下降键可以调整步数,反向键可以改变运行的方向.定时器0控制步进电动机的输出频率,当定时器0发生中断后,相应的记录中断次数元素t加1,当t的数值与设定的档位大小相等的时候,单片机向步进电动机输出一个脉冲信号,步进电动机便运行一步.定时器1的中断发生,重设初始值时,调用显示函数,数码管便显示设定的各项数值.

4　仿真实验和调试

本系统使用Keil代码调试软件和Proteus仿真软件,分别对模式键、位选择键、上升键、下降键、启停键、反向键、顺时针键、逆时针键、连续运行模式和预置步模式进行仿真调试,设计完全达到了预期功能.

5　结语

本系统通过分析步进电动机的工作原理,按照实用、可靠和低成本的原则,设计出一种满足精度较高,控制较为完备的步进电动机控制系统,大大提高了系统的灵活性和适应性.本系统的开发设计,将对数控系统、通信和雷达设备、医疗装置及数控系统的发展产生积极的影响.

参考文献

[1]毕少新．步进电机驱动控制的应用研究[M]．北京：电子工业出版社,2007．

[2]杨加国．单片机原理与应用及C51程序设计[M]．北京：清华大学出版社,2008．

总结：该文是步进电动机论文范文，为你的写作提供相关参考。

步进电机引用文献: