步進(jìn)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)電氣工程專業(yè)

1、題 目步進(jìn)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要：步進(jìn)電機(jī)作為重要的工業(yè)電氣設(shè)備中的執(zhí)行元件，研究對(duì)步進(jìn)電機(jī)調(diào)速控制的方法，對(duì)提高控制的精確度及經(jīng)濟(jì)實(shí)用具有重要意義。本文所設(shè)計(jì)的主控芯片是51單芯片，這種芯片可以對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制。驅(qū)動(dòng)芯片的控制采用UNL2003系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，這種系統(tǒng)可以控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度與方向，然后由數(shù)碼管電路顯示其工作狀態(tài)，用軟件來(lái)替代步進(jìn)控制器使得控制變得更為靈活方便，且更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。關(guān)鍵詞：步進(jìn)電機(jī)，單片機(jī)，正反轉(zhuǎn)控制，電機(jī)驅(qū)動(dòng)Abstract：As an important executive element in industrial electrical equipmen

2、t, stepper motor studies the method of speed regulation control of stepper motor, which is of great significance to improve the accuracy of control and economic practicality. This paper designs a system based on 51 single chip microcomputer, which controls the speed control of stepper motor, and the

3、 motor drive chip is realized by UNL2003, which can reliably control the rotation direction and rotation speed of the stepper motor, and the speed and direction of the motor are displayed by the digital tube circuit to show its working state. Replacing stepper controllers with software makes control

4、 more flexible, convenient, and cost-effective.Key words: Stepper motor, single-chip microcomputer, forward and reverse control, motor driveII目 錄1 緒論41.1 步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速41.2 步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用與前景41.3 課題的研究?jī)?nèi)容42 步進(jìn)電機(jī)的總體控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)52.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架52.2 主要控芯片的型號(hào)選擇52.3 步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)選擇52.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的型號(hào)選擇63 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)63.1 單片機(jī)簡(jiǎn)介73.2 獨(dú)立按鍵控制電路83.3 數(shù)碼

5、管驅(qū)動(dòng)顯示電路93.4 驅(qū)動(dòng)電路的連接104 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析114.1 主程序流程圖114.2 讀按鍵子程序流程圖114.3 按鍵處理子程序流程圖124.4電機(jī)中斷程序流程圖135 系統(tǒng)的仿真與硬件的調(diào)試135.1 protues仿真軟件135.2電路仿真145.3 硬件調(diào)試196 系統(tǒng)的改進(jìn)20總結(jié)22參考文獻(xiàn)23致謝24附錄 A25III1 緒論1.1 步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用與前景隨著時(shí)代的快速發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)將涉及人們的日常生活中許多制造和應(yīng)用領(lǐng)域。新興產(chǎn)業(yè)不斷涌現(xiàn)，新的需求將被放置在步進(jìn)電機(jī)中。從目前來(lái)看，步進(jìn)電機(jī)已經(jīng)越來(lái)越滿足當(dāng)今人們的種種需求，這種電機(jī)使用越來(lái)越廣泛，是除去直流發(fā)電機(jī)、交流

6、發(fā)電機(jī)之外使用最為廣泛、功能最為齊全的電機(jī)。在當(dāng)前已經(jīng)被開(kāi)發(fā)的電機(jī)控制系統(tǒng)下，已經(jīng)沒(méi)有更合適的其他電機(jī)被發(fā)現(xiàn)并可以取代它，特別是在一些低功耗系統(tǒng)，步進(jìn)電機(jī)具有不可替代的優(yōu)勢(shì)地位，所以它的市場(chǎng)需求一直都很大。在這種基礎(chǔ)上，步進(jìn)電機(jī)也逐漸開(kāi)發(fā)出越來(lái)越多、越來(lái)越廣泛的功能以迎合市場(chǎng)需求。1.2 步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速步進(jìn)電機(jī)一般情況下都會(huì)攜帶負(fù)載，這種情況下，轉(zhuǎn)速V僅僅與脈沖數(shù)與脈沖頻率有關(guān)，而不會(huì)因?yàn)樨?fù)載的大小變化而變化。當(dāng)單片機(jī)接收到信號(hào)時(shí)，電機(jī)就會(huì)改變不同的轉(zhuǎn)速和角度，其旋轉(zhuǎn)方向是以相同的角度逐步旋轉(zhuǎn)的。因此，我們能夠通過(guò)控制脈沖方波的數(shù)量來(lái)控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位移程度，這樣可以達(dá)到電機(jī)的定向控制，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)

7、的速度可以通過(guò)脈沖方波的頻率來(lái)調(diào)節(jié)，以解決調(diào)速的問(wèn)題。1.3 課題的研究?jī)?nèi)容本課題采用的單片機(jī)是STC89C51型號(hào)，其主控芯片為UNL2003芯片，在這種芯片的作用下，電機(jī)驅(qū)動(dòng)可以通過(guò)按鍵模板來(lái)控制其轉(zhuǎn)動(dòng)速度與轉(zhuǎn)動(dòng)方向。然后在數(shù)碼管上顯示轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向。實(shí)現(xiàn)的主要功能：（1）5個(gè)小紅燈，一個(gè)為電源指示燈，四個(gè)為電機(jī)運(yùn)行指示燈；（2）數(shù)碼管顯示電路：指示電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向、電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的快慢（用檔位010顯示）；（3）鍵盤由五個(gè)按鍵組成，分別對(duì)應(yīng)控制步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)/暫停、正反轉(zhuǎn)、加減速五個(gè)功能；（4）檢測(cè)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速。2調(diào)速系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總框圖如圖2-1所示。圖2-1 總體結(jié)構(gòu)

8、設(shè)計(jì)框圖在電源供電的情況下，由鍵盤輸入一個(gè)信號(hào)（按下按鍵）給微控制器（單片機(jī)），單片機(jī)輸出脈沖通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)由顯示模塊顯示出電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。2.2 主要控芯片的型號(hào)選擇考慮到設(shè)計(jì)成本的原因，本篇設(shè)計(jì)最關(guān)鍵的主控制器采用的是單片機(jī)，其型號(hào)為STC89C51。此芯片具有指令操作容易，外圍電路簡(jiǎn)單，硬件設(shè)計(jì)方便，IO口操作簡(jiǎn)單，資源豐富等優(yōu)點(diǎn)。此芯片工作電壓范圍為4-5.5V，它是一種能量損耗，性能優(yōu)秀且基本功能與普通51單片機(jī)完全兼容。2.3 步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)選擇因?yàn)楸菊n題的電路供電電壓為五伏，因此本次實(shí)驗(yàn)的步進(jìn)電機(jī)也需要選擇五伏的工作電壓進(jìn)行供電，所以選擇28BYJ-48型號(hào)

9、步進(jìn)電機(jī)作為本課題電路的實(shí)驗(yàn)對(duì)象，該電機(jī)的工作方式為四相八拍，采用12相勵(lì)磁單極驅(qū)動(dòng)，電機(jī)在5VDC/100HZ,空載運(yùn)行條件下，電機(jī)溫升達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，用電阻法測(cè)量電機(jī)，溫升應(yīng)不大于60K。電機(jī)在規(guī)定使用狀態(tài)下，應(yīng)無(wú)影響使用的生銹，變形等外在缺陷問(wèn)題。因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)只會(huì)產(chǎn)生周期性的誤差，而不會(huì)產(chǎn)生累計(jì)誤差的特點(diǎn)，所以使步進(jìn)電機(jī)在旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)方向的控制變得非常的簡(jiǎn)單。 2.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的型號(hào)選擇本課題設(shè)計(jì)的電路所選用的驅(qū)動(dòng)芯片的型號(hào)為UNL2003，該種型號(hào)的芯片能夠高效率的控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度及轉(zhuǎn)向，此驅(qū)動(dòng)芯片可以將單片機(jī)發(fā)出的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為步進(jìn)角度。其工作原理即：七路反向器的工作要求

10、，當(dāng)高電平被輸入傳感器時(shí)，低電平輸出。相反亦然。此時(shí)繼電器吸合，得電。此芯片的相關(guān)特性參數(shù)如表2-1所示：表2-1 驅(qū)動(dòng)芯片UNL2003主要特性參數(shù)表極限數(shù)值（無(wú)特殊原因規(guī)定，環(huán)境溫度=25）參數(shù)名稱符號(hào)數(shù)值單位輸入電壓VIN30V輸入電流IIN25mA功耗PD1W工作環(huán)境溫度Topr-20to +85貯存溫度Tstg-55to+1502.5測(cè)速傳感器的選擇 本課題設(shè)計(jì)測(cè)速原件采用的是霍爾傳感器，因?yàn)樵撛骷哂休^高的精確度，這個(gè)精度可以用來(lái)測(cè)量任何波形，并且具有體積小巧，結(jié)構(gòu)比較牢固，便于安裝，抗震性能優(yōu)越，適合作為本設(shè)計(jì)的傳感器。3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)總體硬件電路設(shè)計(jì)如圖3-1 所示

11、：圖3-1硬件電路圖3.1 單片機(jī)簡(jiǎn)介本課題選用STC89C5l作為步進(jìn)電機(jī)的主控制芯片STC系列型號(hào)的單片機(jī)可以與傳統(tǒng)的51單片機(jī)完美兼容，它由美國(guó)獨(dú)立設(shè)計(jì)制造。其最大的特點(diǎn)在于，中央處理器的工作模式，它不會(huì)在不工作模式下停止，而是會(huì)同時(shí)儲(chǔ)存存儲(chǔ)器、定時(shí)器、串行端等。在斷電模式下，它還可以節(jié)省芯片功耗，為了進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本而停止振蕩器工作，直至原件復(fù)位。存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)：包括單獨(dú)的地址空間的程序、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。在功能上可以完美解決每個(gè)字節(jié)的外部程序。程序存儲(chǔ)器：當(dāng)所有讀取程序都指向外部存儲(chǔ)時(shí)，EA引腳連接到接地。連通高電壓時(shí)，可以通過(guò)程序讀取地址0000H到FFFH是針對(duì)內(nèi)存和讀取地址操作是通過(guò)00

12、00H到 FFFFH針對(duì)外部記憶體。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：AT89S 51實(shí)現(xiàn)了128個(gè)字節(jié)的片上存儲(chǔ)器，可以通過(guò)直接尋址和間接尋址方式來(lái)處理這128個(gè)字節(jié)，之所以128字節(jié)的數(shù)據(jù)可作為堆?？臻g，是因?yàn)槎褩２僮魇情g接尋址的一個(gè)方式。3.2 獨(dú)立按鍵控制電路由于幾個(gè)控制按鍵的一端都連接到一起，并且接地，所以當(dāng)按下其中任意按鍵，則給單片機(jī)輸入一個(gè)低電平，單片機(jī)接受信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路一個(gè)執(zhí)行命令，控制相對(duì)應(yīng)按鍵的執(zhí)行命令，以達(dá)到對(duì)應(yīng)的控制功能。鍵盤輸入模塊正轉(zhuǎn)按鍵S1接到單片機(jī)P10管腳，反轉(zhuǎn)按鍵S2接到單片機(jī)P11管腳，加速按鍵S3接到單片機(jī)P30管腳，減速按鍵接到單片機(jī)P31管腳。如圖3-3所示：圖3-2 鍵

13、盤模塊控制電路3.3 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)顯示電路該設(shè)計(jì)用七段數(shù)碼管來(lái)作為顯示電路。這種常用的七段數(shù)碼管由半導(dǎo)體材料（發(fā)光型二極管）制成，二極管的連接方法可以區(qū)分為：共陰和共陽(yáng)極接法。共陰極接法就是將所有的二極管的陰極連接到一起，然后從共同的連接點(diǎn)（即公共端）與低電平（一般為接地）相連接。共陽(yáng)極接法就是所有的二極管的陽(yáng)極連接到一起，后共同的連接點(diǎn)（即公共端）接入高電平（本課題采用五伏電壓）。數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)電路部分采用三極管（PNP型）構(gòu)成的電路，其中Q1的限流保護(hù)電阻后接單片機(jī)的P2.3端口，集電極接數(shù)碼管的1H端口，Q2的限流電阻接單片機(jī)的P2.2端口，集電極接數(shù)碼管的2H端口，Q3的限流電阻后接P2.

14、1端口，集電極接數(shù)碼管的3H端口，Q4的限流電阻后接P2.0端口，集電極接4H端口。數(shù)碼管顯示電路如3-5圖：圖3-3 數(shù)碼管顯示電路3.4 驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路的工作原理：將單片機(jī)P2.8端口與驅(qū)動(dòng)芯片UNL2003管腳鏈接。然后單片機(jī)端口P2.7與管腳2鏈接。管腳3與單片機(jī)端口P2.6相接，管腳4與單片機(jī)端口P2.7相接，1613管腳分別于步進(jìn)電機(jī)的a,b,c,d四相序相接，電機(jī)的四相端口每一時(shí)刻有且只有一個(gè)處于接通狀態(tài)，將五伏電源電壓接至驅(qū)動(dòng)芯片的管腳9，管腳8與地相接，其他管腳處于懸空狀態(tài)。該系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電路的原理圖如圖3-4所示:圖3-4驅(qū)動(dòng)模塊電路3.5復(fù)位與晶振電路 本設(shè)計(jì)所需要的震蕩電

15、路由兩個(gè)30pF的電容以及12Mhz的晶體震蕩器芯片構(gòu)成的震蕩電路，然后振蕩電路為單片機(jī)提供時(shí)鐘脈沖來(lái)提供驅(qū)動(dòng)力。晶振電路的作用實(shí)際上就是驅(qū)動(dòng)單片機(jī)運(yùn)行，單片機(jī)每次執(zhí)行命令都需要晶振電路的支持。同樣，復(fù)位電路也是單片機(jī)電路的一部分，它與晶振電路跟單片機(jī)組成單片機(jī)的最小系統(tǒng)。由10F的電容器和10K電阻以及復(fù)位按鈕構(gòu)成。當(dāng)按下復(fù)位按鍵單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，松開(kāi)按鍵單片機(jī)從復(fù)位處執(zhí)行命令。復(fù)位與晶振電路，如圖3-6所示： 圖3-5 復(fù)位電路 晶振電路3.6測(cè)速電路為了能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以使用霍爾傳感器。這種傳感器的原理就是集成電路與霍爾效應(yīng)的結(jié)合，并進(jìn)一步發(fā)揮各自優(yōu)點(diǎn)形成的磁敏傳感器，測(cè)

16、速原理是通過(guò)小磁鐵在轉(zhuǎn)盤上，轉(zhuǎn)盤與步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接，電機(jī)的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，上面的小磁鐵會(huì)發(fā)生同步的轉(zhuǎn)速，因此，當(dāng)傳感器與磁鐵接近時(shí)，傳感器就會(huì)輸出高電平，當(dāng)拉遠(yuǎn)時(shí)，就會(huì)輸出低電平。電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)動(dòng)三百六十度，傳感器就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)具有高低電平的脈沖信號(hào)，用脈沖頻率乘以六十，即可計(jì)算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速。測(cè)速原理圖如圖3-7所示：圖3-6霍爾測(cè)速電路4 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析對(duì)于本文所提到的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析，必須通過(guò)查詢的方式來(lái)掃描鍵盤端并檢測(cè)其動(dòng)作的發(fā)生與否。若是動(dòng)作發(fā)生，那么就必須修改相應(yīng)參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理的功能。若鍵盤發(fā)生相關(guān)動(dòng)作的話，就需要修改其參數(shù)值并實(shí)現(xiàn)功能。T0(定時(shí)器)中斷，服務(wù)程序進(jìn)一步控制電動(dòng)機(jī)的

17、轉(zhuǎn)動(dòng)，然后可以通過(guò)在鍵盤上輸入數(shù)字，來(lái)達(dá)到精確控制內(nèi)容與目的的作用。然后根據(jù)不同的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)動(dòng)方向，來(lái)達(dá)到控制轉(zhuǎn)動(dòng)方向的目的。4.1 主程序流程圖其主程序流程圖如圖4-1所示：圖4-1主程序流程圖4.2 讀按鍵子程序流程圖用掃描的方法來(lái)判斷按鍵情況。與相關(guān)初始值比較來(lái)看，就可以清晰地判斷出按鍵的情況。延時(shí)十秒后，再次掃描并與初始值比對(duì)，如果兩值一樣，那就說(shuō)明鍵位正常，如果不一致，那就說(shuō)明鍵位抖動(dòng)。然后設(shè)置相對(duì)應(yīng)的變量值，為子程序做好準(zhǔn)備。如圖4-2:圖4-2掃描子程序流程圖4.3 按鍵處理子程序流程圖如圖4-3，是按鍵處理子程序流程圖：該流程的具體步驟就是通過(guò)T0（定時(shí)器）來(lái)控制脈沖信號(hào)，然后進(jìn)

18、一步控制電機(jī)的開(kāi)啟與關(guān)閉。當(dāng)關(guān)閉計(jì)時(shí)器時(shí)，就可以阻止脈沖信號(hào)。圖4-3鍵盤子程序流程圖4.4電機(jī)中斷程序流程圖實(shí)時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速可以進(jìn)一步?jīng)Q定TO定時(shí)器的斷電時(shí)間。在中斷時(shí)，需要保護(hù)電機(jī)并判斷方向控制，然后恢復(fù)初始值，再等待下一個(gè)系統(tǒng)命令。電機(jī)轉(zhuǎn)向由實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速來(lái)控制，轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)就會(huì)控制中斷時(shí)間，進(jìn)一步控制輸出脈沖，達(dá)到控制轉(zhuǎn)速的目的。定時(shí)器中斷0服務(wù)程序流程圖如圖4-4所示:圖 4-4定時(shí)器中斷0服務(wù)程序流程圖4.5測(cè)速控制子程序電機(jī)測(cè)速子程序流程圖，如圖4-5所示：圖4-5電機(jī)測(cè)速子程序5 系統(tǒng)的仿真與硬件的調(diào)試5.1 protues仿真軟件 為了反映步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速以及方向的實(shí)現(xiàn)，本課題設(shè)計(jì)需要對(duì)電

19、路進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，采用的仿真軟件為Protues，這個(gè)軟件能夠?qū)⒈敬螌?shí)驗(yàn)的電路原理圖清晰的繪制出來(lái)，不僅如此，這款軟件還能對(duì)電路進(jìn)行仿真，通過(guò)虛擬儀器示波器將步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速波形體現(xiàn)出來(lái)。5.2電路仿真顯示電路由4位七段LED數(shù)碼管構(gòu)成，其中左側(cè)兩位顯示步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，“0”為正轉(zhuǎn)，“1”為反轉(zhuǎn)。右側(cè)兩位顯示步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速檔位，分為010個(gè)檔位。為了對(duì)比電機(jī)的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向，本篇設(shè)計(jì)分別選取正反轉(zhuǎn)的“1”檔，“5”檔和“9”檔進(jìn)行對(duì)比。正轉(zhuǎn)“1檔”如圖5-1所示：圖5-1反轉(zhuǎn)“1”擋，如圖5-2所示：圖5-2正轉(zhuǎn)“5”擋，如圖5-3所示：圖5-3反轉(zhuǎn)“5”擋，如圖5-4所示：圖5-4正轉(zhuǎn)“9”擋，如

20、圖5-5所示：圖5-5反轉(zhuǎn)“9”擋，如圖5-6所示：圖5-6正轉(zhuǎn)“1”擋波形圖，如圖5-7所示：圖5-7正轉(zhuǎn)“5”擋波形圖，如圖5-8所示：圖5-8正轉(zhuǎn)“5”擋波形圖，如圖5-9所示：圖5-9通過(guò)上面脈沖波形的對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)隨著檔位的不斷增加，脈沖的頻率也在不斷地增加，由此可以說(shuō)明電機(jī)的轉(zhuǎn)速也在增加。5.3 硬件調(diào)試正轉(zhuǎn)檔位“1”正轉(zhuǎn)，檔位“5”正轉(zhuǎn)，檔位“10”21總 結(jié)經(jīng)過(guò)戴老師細(xì)致的指導(dǎo)，歷經(jīng)一個(gè)多月，終于完成此次設(shè)計(jì)一、本課題設(shè)計(jì)分為兩個(gè)大部分，即硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)。（1）電路設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)內(nèi)容是：微控制器、驅(qū)動(dòng)電路、數(shù)碼顯示模塊、按鍵控制部分、測(cè)速模塊這幾個(gè)功能模塊合理的連同，給后面軟

21、件設(shè)計(jì)提供一個(gè)良好的運(yùn)行平臺(tái)。（2）軟件程序設(shè)計(jì)是通過(guò)編寫c語(yǔ)言程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)的控制。在這個(gè)系統(tǒng)上，經(jīng)過(guò)電信號(hào)復(fù)位后程序自行運(yùn)作，后通過(guò)按鍵設(shè)系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定，控制電機(jī)的運(yùn)行和停止，并控制監(jiān)測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)其快慢與方向。二、本課題設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能（1）控制異步電機(jī)：利用STC89C51單片機(jī)。（2）由5個(gè)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的加減速、轉(zhuǎn)向以及復(fù)位的控制；（3）步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向的動(dòng)態(tài)變化由數(shù)碼管顯示；（4）對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)本課題，在查閱資料的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)STC89C51單片機(jī)控制的一些基本知識(shí)的了解，掌握其控制方法與相關(guān)功能；在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)方面，應(yīng)充分運(yùn)用課本所學(xué)知

22、識(shí)，學(xué)會(huì)分析，善于思考總結(jié)。最后，通過(guò)這次畢業(yè)課題設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，我學(xué)會(huì)了更多書本以外的知識(shí)，遇到困難問(wèn)題，敢于面對(duì)，挑戰(zhàn)自我。參 考 文 獻(xiàn)1 李英輝.步進(jìn)電機(jī)綜合控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.中外企業(yè)家,2013,(30):166-166,168. 2 任志遠(yuǎn).分布式高壓斷路器電壽命狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究D.北京:華北電力大學(xué),2000.3 沈于林.大型軋輥切割機(jī)的研究和設(shè)計(jì)D.河北:河北農(nóng)業(yè)大學(xué),2008.4 張亞華. 電子電路計(jì)算機(jī)輔助分析與輔助設(shè)計(jì). 北京 航空工業(yè)出版社，20045 沈于林.大型軋輥切割機(jī)的研究和設(shè)計(jì)D.河北:河北農(nóng)業(yè)大學(xué),2008.6 張亞華. 電子電路計(jì)算機(jī)輔助分析與輔助設(shè)計(jì). 北京

23、 航空工業(yè)出版社，20047 莫正康. 電力電子應(yīng)用技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20098 曾曉宏. 數(shù)字電子技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20089 江曉安. 模擬電子技術(shù). 陜西：西安電子科技大學(xué)出版社，200710 蔣輝平 周國(guó)雄. 基于Proteus的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真實(shí)例 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200911 王宗培.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)M.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，200912 余永權(quán).單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的功率接口技術(shù)M.北京:北京航空航天大學(xué)出版社，200613 陳理壁.步進(jìn)電機(jī)及其應(yīng)用M.上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社，200914 王曉明、 胡曉柏，電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制M.北京航

24、空航天大學(xué)出版社,2002年5月第1版：181-20815 劉寶延、 程樹(shù)康，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng) M .2007年11月第一版：134-16716 史敬灼， 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)伺服控制技術(shù)M .2007年3月第2版：23-3517 劉國(guó)永, 陳杰平. 單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì). 安徽: 安徽技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào), 2012, 16 (4) : 61-63.18 孫笑輝,韓曾晉. 減少感應(yīng)電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的方法J. 電氣傳動(dòng), 2011 (1) : 8-11.致謝論文得以完成，要感謝的人實(shí)在太多了，首先要感謝我的指導(dǎo)老師戴老師，因?yàn)檎撐氖窃诖骼蠋煹南ば闹笇?dǎo)下完成的。戴老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)

25、度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。老師指引我的論文的寫作的方向和架構(gòu)，并對(duì)本論文初稿進(jìn)行逐字批閱，指正出其中誤謬之處，使我有了思考的方向，他的嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)，將一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣。另外，要感謝在大學(xué)期間所有傳授我知識(shí)的老師們，是你們的悉心教導(dǎo)使我有了良好的專業(yè)課知識(shí)，這也是論文得以完成的基礎(chǔ)。23附錄 A源程序：#include<reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define led P0/數(shù)碼管段選#define haha

26、P2sbit s1 = P10;sbit s2 = P11;sbit s3 = P30;sbit s4 = P31;/按鍵定義,s1正轉(zhuǎn)，s2反轉(zhuǎn)，s3加1，s4減1sbit wei3 = P23;sbit wei2 = P22;sbit wei1 = P21;sbit wei0 = P20;/數(shù)碼管位選定義sbit a = P27;sbit b = P26;sbit c = P25;sbit d = P24;/脈沖信號(hào)輸入端定義uchar code display11=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff;/共陽(yáng)數(shù)碼管驅(qū)

27、動(dòng)信號(hào)0-9，不顯示uchar code time_counter102=0xda,0x1c,0xde,0xe4,0xe1,0xec,0xe5,0xd4,0xe9,0xbc, /9.7 -1ms 0xed,0xa4,0xf1,0x8c,0xf5,0x74,0xf9,0x5c,0xfc,0x18;uchar code qudong8=0x80,0xc0,0x40,0x60,0x20,0x30,0x10,0x90; uchar num1 = 0;/控制取勵(lì)磁信號(hào)變量 uchar num2 = 8;uchar k=1;/加減檔位控制，1為最小檔bit flag1 = 0;/初始正轉(zhuǎn)，正反轉(zhuǎn)標(biāo)志uch

28、ar buf4=0,10,10,1;/數(shù)碼管顯示緩存，正轉(zhuǎn)，不顯示，不顯示，顯示1檔位,高-低 /=定時(shí)器0/1初始化函數(shù)=void T0_T1_init()TMOD = 0x11;/定時(shí)器0/1均工作于方式1,16位計(jì)時(shí)方式TH0 = (65536 - 4000)/256;TL0 = (65536 - 4000)%256;/定時(shí)器0，定時(shí)4ms用于數(shù)碼管掃描顯示 TH1 = time_counterk-10;TL1 = time_counterk-11;/定時(shí)器1，定時(shí)10ms用于步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制TR0 = 1;TR1 = 1;ET0 = 1;ET1= 1;/開(kāi)定時(shí)器中斷EA = 1;/開(kāi)總

29、中斷/=ms級(jí)延時(shí)函數(shù)=void delay1m(uint x) uint i,j; for(i=0;i<x;i+) /連數(shù)x次，約 x ms for(j=0;j<120;j+); /數(shù)120 次，約1 ms /=主函數(shù)=void main()T0_T1_init();buf1 = 10;/不顯示while(1)if(s1 = 0)delay1m(3);if(s1 = 0)flag1 = 0;/正轉(zhuǎn)buf0 = 0;/最高位顯示0haha = 0x00;/停止 k-;if(k = 0)k = 10;buf2= k/10;buf3= k%10;flag1 = 1;/反轉(zhuǎn)buf0 =

30、1;/最高位顯示1haha = 0x00;/停止while(!s2);if(s3 = 0) /速度加1檔delay1m(3);if(s3 = 0)k+;if(k > 10 )k = 1;buf2= k/10;buf3= k%10; while(!s3);if(s4 = 0) /速度減1檔delay1m(3);if(s4 = 0)k-;if(k = 0)k = 10;buf2= k/10;buf3= k%10;while(!s4); /=定時(shí)器0中斷函數(shù)，用于數(shù)碼管掃描顯示=void time0_interrupt()interrupt 1static num = 0;TH0 = (65536 - 4000)/256;TL0 = (65536 - 4000)%256;/定時(shí)器0，定時(shí)4ms用于數(shù)碼管掃描顯示switch(num)case 0:wei3=1;wei2=1;wei1=1;wei0=0;led = displaybuf3;break; case 1:wei3=1;wei2=1;wei1=0;wei0=1;led =