步进电机课设报告Word文件下载.docx
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设计要求：
1）确定系统设计方案；
2）进行系统的硬件设计；
3）完成应用程序设计；
4）硬件电路及应用程序的调试。
主要设计条件
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.按下不同的键，分别使步进电机实现顺时针和逆时针旋转；
2.步进电机可实现正、反转，加速、减速等工作状态；
3.通过LED数码管显示步进电机运行速度或工作状态；
说明书格式
1.课程设计任务书
2.目录
3.总体方案确定
4.各单元硬件电路设计说明及计算方法
5.软件设计与说明（包括流程图）
6.调试结果与必要的调试说明
7.使用说明
8、总结
9、参考文献
附录
附录A系统原理图
附录B程序清单
目录
第一章目的与要求…………………………4
第二章步进电机简介………………………5
第三章总体设计方案………………………6
3.1设计思路
3.2总结构框图
第四章软件设计……………………………7
4.1主程序
4.2步进电机正反转控制程序
第五章硬件…………………………………9
5.1单片机的选取
5.2LED数码管的选取
5.3其他零件根据实际情况选取
第六章仿真…………………………………12
第七章心得体会……………………………13
第八章参考文献……………………………14
第九章附件…………………………………15
第一章目的与要求
综合运用所学的《单片机原理与应用》理论知识，通过实践加强对所学知识的理解，具备设计单片机应用系统的能力，以单片机为核心设计一个步进电机控制系统，要求能够通过键盘设置步进电机的转向和转速，并在LED显示器上显示步进电机转速或工作状态。
1、按下不同的键，分别使步进电机实现顺时针和逆时针旋转；
2、电机运转状态可以是正反转，加速减速，五种不同速度的各种组合；
3、通过LED数码管显示电机运行状态。
第二章步进电机简介
2.1步进电机原理
步进电机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件。
步进电机的输入量是脉冲序列，输出量则为相应的增量位移或步进运动。
正常运动情况下，它每转一周具有固定的步数；
做连续步进运动时，其旋转转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系，不受电压波动和负载变化的影响。
由于步进电机能直接接受数字量的控制，所以特别适宜采用微机进行控制。
如下图所示，驱动方式为二相激磁方式各线圈通通电顺序如下表：
表1
顺序相
A
B
A’
B’
1
2
3
第三章总体设计方案
步进电机是通过脉冲信号来控制的，通过对脉冲信号宽度进行调节，将电脉冲转换为角速度或线速度。
所以怎样产生这个信号和产生怎样的信号是控制的关键。
在设计中选用AT89C52为电机控制芯片。
选取P1口为电机控制信号输出口；
因采用动态数码显示，故选取P2低4位口作为LED数码显示器的位选信号输出端口，选取P0口8位作为LED数码显示器段选信号输出端口；
因为电机只有停止、正转、反转、加速、减速四种不同工作状态，故选取P3口低四位作为按键信号输入端口。
具体结构框图如3-1图所示。
3.2总框图
图3-1
第四章软件设计
开始进入程序就对电机转速，电机正反转，定时器T0、T1和显示转速进行初始化，还要设置显示缓冲区和入栈的栈顶SP。
主程序只负责点亮LED和键盘的扫描，所以主程序的功能就是调用显示和键盘扫描子程序。
流程图如下：
4.2步进电机正反转控制程序
步进电机的转向由输入电机信号脉冲的相序控制，要改变步进电机的转向只需改变输入电机信号脉冲的相序，即在电机正反转控制缓冲区装入不同的值。
两相四拍步进电机相序表如表1所示，正转时候装入的初值为03H-06H-09H-0CH,反转时候装入初值为0CH-09H-06H-03H.电机的时序表见表1，转向控制流程图如下：
第五章硬件
5.1单片机的选取
MCS-51系列单片机是目前应用最为广泛的单片机，MCS-51单片机的两个子系列，下表是两个子系列的比较：
子系列
ROM
容量
RAM
寻址
范围
I/O特性
中断源
定时器
并行口
串行口
51子系列
4KB
128B
2×
64KB
16
4×
8
5
52子系列
8KB
256B
3×
6
51子系列:
有8031/8051/8751和80C31/80C51/87C51
52子系列:
有8032/8052/8752和80C32/80C52/87C52
由于单片机的种类繁多,又因为我们的要求不高,所以选取单片机是很快的,所以这里选用AT89C52单片机。
5.2LED数码管的选取
取数码管选用7段共阳4位LED（7SEG—MPXCA）实际中，还要接驱动电路才能点亮LED。
因为要低电平点亮，所以用排阻接电源作为上拉电电源。
5.3其他零件根据实际情况选取
晶振选11.0592MHZ复位电路需要的电容22uf、电阻200
普通按钮等
第六章仿真
电机正转时LED显示按键（正转键），步进电机用初始速度15r/min转动，图如下：
第七章总结与体会
此次课程设计我们小组的三人收获懂得了很多，通过在网上查找资料和老师的耐心辅导让我们顺利完成了这次的步进电机的课程设计。
开始我们努力尝试用汇编来完成程序的设计，可是汇编了解的不是很多，所以在老师的指导下我们改用了C语言来完成课程设计的程序设计，老师清楚的讲述了电机的工作原理，通过努力最终还是成功的让电机转动了起来。
当时真的很高兴，毕竟是通过自己的努力和老师的耐心知道，把自己的任务完成了。
在让电机加速转动时只要让脉冲信号的频率更高，就可以让内部的转子转动的更快，从而实现电机的加速转动。
通过这次的课程设计让我们受益匪浅，不仅增强了我们做事的耐心程度，还使得我们对知识掌握的更深，加强巩固了理论知识。
在此真诚的感谢老师的辅导。
第八章参考文献，
[1]王迎旭.单片机原理及及应用.北京：
机械工业出版社
[2]张迎新.单片微型计算机原理、应用及接口技术.北京：
国防工业出版社
[3]房小翠.单片机实用系统设计技术.北京：
[4]何立民.单片机应用系统设计.北京：
北航出版社
[5]刘国荣.单片微型计算机技术.北京：
[6]李群芳.单片微型计算机与接口技术（第2版）.北京：
电子工业出版社
[7]单片机数据通信技术从入门到精通西安电子科技大学出版
第九章附件
9.1系统原理图
9.2程序清单
#include"
reg51.h"
#definezheng1
#definefan0
#definestop2
unsignedcharHOW1=2;
sbitZZ=P1^0;
//正转
sbitFZ=P1^1;
//反转
sbitTZ=P1^2;
//停止
voiddelay（unsignedintn）
{
unsignedinti=0,j=0;
for（i=0;
i<
n;
i++）
for（j=0;
j<
123;
j++）;
}
voidMotor_run（unsignedcharHOW）
P2=0;
if（HOW==zheng）
{
P2=0x03;
delay（100）;
P2=0x06;
delay（100）;
P2=0x0c;
P2=0x09;
}
elseif（HOW==fan）
P2=0x06;
P2=0x03;
elseif（HOW==stop）
P2=0;
voidmain（void）
unsignedchara;
while
（1）
{
if（ZZ==0）
{
while（ZZ==0）;
HOW1=zheng;
}
elseif（FZ==0）
while（FZ==0）;
HOW1=fan;
elseif（TZ==0）
while（TZ==0）;
HOW1=stop;
Motor_run（HOW1）;
}
｝
电气与信息工程系课程设计评分表
项目
评价
优
良
中
及格
差
设计方案的合理性与创造性（10%）
开发板焊接及其调试完成情况*（10%）
硬件设计或软件编程完成情况（20%）
硬件测试或软件调试结果*（10%）
设计说明书质量（20%）
设计图纸质量（10%）
答辩汇报的条理性和独特见解（10%）
答辩中对所提问题的回答情况（10%）
完成任务情况（10%）
独立工作能力（10%）
出勤情况（10%）
综合评分
指导教师签名：
________________
日期：
________________
注：
表中标*号项目是硬件制作或软件编程类课题必填内容；
此表装订在课程设计说明书的最后一页。
课程设计说明书装订顺序：
封面、任务书、目录、正文、评分表、附件（非16K大小的图纸及程序清单）
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