基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)教學(xué)院系電氣信息學(xué)院專業(yè)年級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化2009級(jí)指導(dǎo)教師職稱單位輔導(dǎo)教師職稱單位完成日期2013年06月06日SouthwestPetroleumUniversityGraduationThesisControlofsteppingmotorbasedonsinglechipandsystemdesignGrade:2009Name:Speciality:ElectricalEngineeringandAutomationInstructor:ShenXiaSchoolofElectricalEngineeringandInformation2013-06-06摘要步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制系統(tǒng)中的一種執(zhí)行元件，它能按照控制脈沖的要求，迅速起動(dòng)，制動(dòng)，正反轉(zhuǎn)和調(diào)速。具有步距角精度高，停止時(shí)能自鎖等特點(diǎn)，因此步進(jìn)電機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，特別是在開(kāi)環(huán)的控制系統(tǒng)中得到了日益廣泛的應(yīng)用。本文以單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，通過(guò)軟硬件的設(shè)計(jì)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)加、減速控制，正反轉(zhuǎn)控制、步數(shù)控制，系統(tǒng)以最短的時(shí)間到達(dá)控制終點(diǎn)，而又不發(fā)生失步的現(xiàn)象；硬件是以AT89C52單片機(jī)為核心的控制電路，主要包括：鍵盤(pán)電路、步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路等。本文用Keil軟件編寫(xiě)C語(yǔ)言程序，與匯編語(yǔ)言相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)上、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境將這些部分組合在一起。并用Proteus軟件仿真單片機(jī)及外圍器件。關(guān)鍵詞：步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)；調(diào)速；單片機(jī)AbstractSteppingmotorisakindofdigitalcontrolsystemcomponents.Itcanachievequickstart-up,positiveinversion,stoppingandspeedcontrol,accordingtothecontrolpulse.Ithashighprecisionstepangle,andcanbeself-lockingwhenitkeepsstill.Asthesecharacteristics,steppingmotorinautomaticcontrolsystem,especiallyintheopenloopcontrolsystemhasbeenwidelyapplied.ThisarticlemainlyfocusesontakingSingle-chipComputerandcyclepulsedistributorasthecore,anddesigningthesteppingmotorcontrolsystem.Throughthedesignofthesoftwareandhardwaredebugging,itrealizescontrollingthestepmotor’saccelerationanddecelerationautomatically,accordingtoparametersetting.Makingthesystemarrivetheendpointwiththeshortesttime,butnotoccuroutingofstep.Besidesitcanaccuratelyachievestart-up,positiveinversionandshutdown.HardwaretakesAT89C52asthecoreofcontrolcircuit,mainlyincluding:cyclepulsedistributor,keyboardanddisplaycircuit,steppingmotordrivingcircuit,etc.ThissoftwareiswrittenusingKeilwithClanguageprogram.Comparedwithassemblylanguage,Clanguage’sfunction,structure,maintainability,hasobviousadvantages.KeilSoftwareoffersincludingCcompiler,macroassembler,linker,librarymanagerandapowerfulsimulationdebugger,aswellasacompletedevelopmentprogram,throughanintegrateddevelopmentenvironmentforthesepartstogether.MicrocontrollersimulationwithProteussoftwareandperipheraldevices.Keywords:Steppingmotorcontrolsystem;speedcontrol;Single-chipCompu

目錄1緒論 11.1課題提出的背景和研究意義 11.2課題的主要研究?jī)?nèi)容 12步進(jìn)電機(jī)概述 32.1步進(jìn)電機(jī)的分類 32.2步進(jìn)電機(jī)的原理 32.3步進(jìn)電機(jī)的變速控制 43控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 73.1硬件結(jié)構(gòu)圖 73.2各個(gè)模塊分析 73.2.1電源電路 73.2.2晶振電路 83.2.3復(fù)位電路 93.2.4鍵盤(pán)控制電路 93.2.5AT89C52單片機(jī) 103.2.6步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 134控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 154.1系統(tǒng)軟件主流程圖 154.2Proteus仿真軟件 154.3Keil軟件 164.4Protel99SE 175系統(tǒng)調(diào)試與分析 19Proteus仿真 19總結(jié) 21致謝 22參考文獻(xiàn) 23附錄 24附錄A系統(tǒng)程序 24附錄B控制系統(tǒng)電路圖 291緒論1.1課題提出的背景和研究意義由于步進(jìn)電機(jī)不需要位置傳感器或者速度傳感器就可以實(shí)現(xiàn)定位，哪怕在開(kāi)環(huán)狀態(tài)下它的控制效果也是令人非常滿意的，所以有利于裝置或設(shè)備的小型化和低成本，因此步進(jìn)電機(jī)在計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、數(shù)控機(jī)床和自動(dòng)化生產(chǎn)線等領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用。對(duì)于一個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)而言，總希望它能以最短的時(shí)間到達(dá)控制終點(diǎn)。因此要求步進(jìn)電機(jī)的速度盡可能地快，但如果速度太快，則可能發(fā)生失步。此外，一般步進(jìn)電機(jī)對(duì)空載最高啟動(dòng)頻率都是有所限制的。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)帶負(fù)載時(shí)，它的啟動(dòng)頻率要低于最高空載啟動(dòng)頻率。根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的矩頻特性可知，啟動(dòng)頻率越高，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩越小，帶負(fù)載的能力越差。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)后，進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時(shí)的工作頻率又遠(yuǎn)大于啟動(dòng)頻率。由此可見(jiàn)，一個(gè)靜止的步進(jìn)電機(jī)不可能一下子穩(wěn)定到較高的工作頻率，必須在啟動(dòng)時(shí)有一個(gè)加速的過(guò)程。從高速運(yùn)行到停止也應(yīng)該有一個(gè)減速的過(guò)程，防止步進(jìn)電機(jī)因?yàn)橄到y(tǒng)慣性的原因，而發(fā)生沖過(guò)終點(diǎn)的現(xiàn)象。為此本文以單片機(jī)作為控制核心，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)加減速控制，使系統(tǒng)以最短的時(shí)間到達(dá)控制終點(diǎn)，而又不發(fā)生失步的現(xiàn)象。因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速正比于控制脈沖的頻率，所以調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)質(zhì)上是調(diào)節(jié)單片機(jī)輸出的脈沖頻率【1】。由于步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)特性受電壓波動(dòng)和負(fù)載變化的影響小，方向和轉(zhuǎn)角控制簡(jiǎn)單，并且步進(jìn)電機(jī)能直接接收數(shù)字量的控制，非常適合采用微機(jī)進(jìn)行控制。步進(jìn)電機(jī)工作時(shí)，失步或者過(guò)沖都會(huì)直接影響其控制精度。研究步進(jìn)電機(jī)的加減速控制，可以提高步進(jìn)電機(jī)的響應(yīng)速度、平穩(wěn)性和定位精度等性能，從而決定了步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的綜合性能。1.2課題的主要研究?jī)?nèi)容1、步進(jìn)電機(jī)的工作原理通過(guò)查閱文獻(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的單拍運(yùn)行、雙拍運(yùn)行、單雙拍運(yùn)行等各種運(yùn)行方式進(jìn)行研究，深入了解各種運(yùn)行方式的特點(diǎn)和對(duì)步進(jìn)電機(jī)控制性能的影響。2、步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的原理和控制特點(diǎn)，對(duì)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。3、程序的調(diào)試及修改用Keil軟件進(jìn)行編程和調(diào)試，并且在Proteus環(huán)境下進(jìn)行系統(tǒng)仿真。2步進(jìn)電機(jī)概述2.1步進(jìn)電機(jī)的分類步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的種類很多，從廣義上講，步進(jìn)電機(jī)的類型分為機(jī)械式、電磁式和組合式三大類型。按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)電磁式步進(jìn)電機(jī)可分為反應(yīng)式(VR)、永磁式(PM)和混合式(HB)三大類；按相數(shù)分則可分為單相、兩相和多相三種。目前使用最為廣泛的為反應(yīng)式和混合式步進(jìn)電機(jī)[7]。(1)反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)(VariableReluctance，簡(jiǎn)稱VR)反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是由軟磁材料制成的，轉(zhuǎn)子中沒(méi)有繞組。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，步距角可以做得很小，但動(dòng)態(tài)性能較差。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)有單段式和多段式兩種類型；(2)永磁式步進(jìn)電機(jī)(PermanentMagnet，簡(jiǎn)稱PM)永磁式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是用永磁材料制成的，轉(zhuǎn)子本身就是一個(gè)磁源。轉(zhuǎn)子的極數(shù)和定子的極數(shù)相同，所以一般步距角比較大。它輸出轉(zhuǎn)矩大，動(dòng)態(tài)性能好，消耗功率小(相比反應(yīng)式)，但啟動(dòng)運(yùn)行頻率較低，還需要正負(fù)脈沖供電；(3)混合式步進(jìn)電機(jī)(Hybrid，簡(jiǎn)稱HB)混合式步進(jìn)電機(jī)綜合了反應(yīng)式和永磁式兩者的優(yōu)點(diǎn)。混合式與傳統(tǒng)的反應(yīng)式相比，結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)子加有永磁體，以提供軟磁材料的工作點(diǎn)，而定子激磁只需提供變化的磁場(chǎng)而不必提供磁材料工作點(diǎn)的耗能，因此該電機(jī)效率高，電流小，發(fā)熱低。因永磁體的存在，該電機(jī)具有較強(qiáng)的反電勢(shì)，其自身阻尼作用比較好，使其在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中比較平穩(wěn)、噪聲低、低頻振動(dòng)小。這種電動(dòng)機(jī)最初是作為一種低速驅(qū)動(dòng)用的交流同步機(jī)設(shè)計(jì)的，后來(lái)發(fā)現(xiàn)如果各相繞組通以脈沖電流，這種電動(dòng)機(jī)也能做步進(jìn)增量運(yùn)動(dòng)。由于能夠開(kāi)環(huán)運(yùn)行以及控制系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，因此這種電機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。由于本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)目的更注重整個(gè)系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，所以只采用反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)。2.2步進(jìn)電機(jī)的原理步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)變換成角位移或直線位移的常用開(kāi)環(huán)電氣執(zhí)行元件，具有步進(jìn)數(shù)可控、運(yùn)行平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)。步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的位移與脈沖數(shù)成正比，因而其轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比，而不受電源電壓、負(fù)載大小及環(huán)境條件等影響。每一個(gè)脈沖信號(hào)可使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)固定的角度前進(jìn)一步，這個(gè)角度即為步距角。脈沖的數(shù)量決定了旋轉(zhuǎn)的總角度，脈沖的頻率決定了旋轉(zhuǎn)的速度，方向信號(hào)決定了旋轉(zhuǎn)的方向。速度命令脈沖以時(shí)間速度圖的值輸出，當(dāng)P個(gè)脈沖全部輸出以后停止輸出。四相步進(jìn)電機(jī)原理圖如圖2.1所示：圖2.1四相步進(jìn)電機(jī)原理圖脈沖信號(hào)的產(chǎn)生：脈沖信號(hào)由單片機(jī)產(chǎn)生，脈沖信號(hào)的占空比為0.3-0.4左右，電機(jī)轉(zhuǎn)速越高，占空比則越大。通電方式：常見(jiàn)的通電方式有單四拍（A-B-C-D-A），雙四拍（AB-BC-CD-DA-AB），八拍（A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A）。工作時(shí)序：?jiǎn)嗡呐?、雙四拍與八拍工作方式的電源通電時(shí)序與波形分別如圖2.2所示：圖2.2步進(jìn)電機(jī)工作時(shí)序圖2.3步進(jìn)電機(jī)的變速控制對(duì)于大多數(shù)的任務(wù)而言，總希望控制系統(tǒng)能盡快地到達(dá)控制終點(diǎn)。因此要求步進(jìn)電機(jī)的速度盡可能快一些，但如果速度太快，則可能發(fā)生失步。此外一般步進(jìn)電機(jī)對(duì)空載最高啟動(dòng)頻率都是有所限制的。所謂的最高空載啟動(dòng)頻率是指步進(jìn)電機(jī)空載時(shí)，轉(zhuǎn)子從靜止?fàn)顟B(tài)不失步地進(jìn)入同步狀態(tài)（即步進(jìn)電機(jī)每秒鐘轉(zhuǎn)過(guò)的角度和控制頻率相對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)）的最大控制頻率。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)帶負(fù)載時(shí)，它的啟動(dòng)頻率要低于最高空載啟動(dòng)頻率。根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的矩頻特性可知，啟動(dòng)頻率越高，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩越小，帶負(fù)載的能力越差；當(dāng)步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)后，進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時(shí)的工作頻率又遠(yuǎn)大于啟動(dòng)頻率。由此可見(jiàn)，一個(gè)靜止的步進(jìn)電機(jī)不可能一下子穩(wěn)定到較高的工作頻率，必須在啟動(dòng)的瞬間采取加速的措施。一般來(lái)說(shuō)，升頻的時(shí)間約為0.1~1s之間。系統(tǒng)運(yùn)行起來(lái)之后，如果到達(dá)終點(diǎn)時(shí)立即停止，可能會(huì)因系統(tǒng)慣性的原因，發(fā)生沖過(guò)終點(diǎn)的現(xiàn)象，使點(diǎn)位控制發(fā)生偏差，所以從高速運(yùn)行到停止也應(yīng)該有減速的措施【6】。為此，提出一種變速控制的程序，該程序的基本思想是，在啟動(dòng)時(shí)，以低于響應(yīng)頻率fs的速度運(yùn)行；然后開(kāi)始慢慢加速，加速到一定頻率fe后就以此速率恒速運(yùn)行。當(dāng)快要到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，又使其慢慢減速，在低于響應(yīng)頻率fs的速率下運(yùn)行，直到走完所規(guī)定的步數(shù)后就停止運(yùn)行。這樣步進(jìn)電機(jī)便可以以最快的速度走完所規(guī)定的步數(shù)，而又不發(fā)生失步的現(xiàn)象。因此在點(diǎn)位控制過(guò)程中，運(yùn)行速度需要有一個(gè)加速—恒速—減速—低恒速—停止的過(guò)程，上述的變速控制過(guò)程如圖2.6所示。圖2.3點(diǎn)—位控制的加減速過(guò)程對(duì)于一個(gè)非常短的距離，如在數(shù)步范圍內(nèi)，電動(dòng)機(jī)的加減速過(guò)程沒(méi)有實(shí)際意義，只需要按起動(dòng)頻率運(yùn)行即可。對(duì)于中等或比較長(zhǎng)的運(yùn)行距離，步進(jìn)電機(jī)加速后應(yīng)該有一個(gè)恒速的過(guò)程。系統(tǒng)在工作過(guò)程中，都要求加減速的時(shí)間盡量短，而恒速時(shí)間盡量長(zhǎng)。特別是在要求快速響應(yīng)的工作中，從起點(diǎn)到終點(diǎn)的時(shí)間要求最短，這就必須要求加減速的過(guò)程最短而恒速時(shí)速度最高。加速時(shí)的起始速度應(yīng)該等于或略小于系統(tǒng)的極限起動(dòng)頻率，而不是從零開(kāi)始。減速過(guò)程結(jié)束時(shí)的速度一般等于或略低于起動(dòng)速度，再經(jīng)數(shù)步低速運(yùn)行后停止。升速的規(guī)律一般有兩種，一是按直線規(guī)律升速，二是按指數(shù)規(guī)律升速。按直線規(guī)律升速時(shí)加速度為恒定，因此要求步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為恒值。但實(shí)際上步進(jìn)電機(jī)升速時(shí)由于反電動(dòng)勢(shì)和繞組電感的作用，繞組電流將逐漸減小，因此輸出的轉(zhuǎn)矩會(huì)有所下降，按指數(shù)規(guī)律升速時(shí)，加速度是逐漸下降的，接近步進(jìn)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律。由于步進(jìn)電機(jī)的速度正比于脈沖頻率，控制步進(jìn)電機(jī)的速度實(shí)際上就是控制脈沖頻率。用單片機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行加減速控制，即控制CP脈沖的時(shí)間間隔。升速時(shí)使脈沖逐漸加密，減速時(shí)使脈沖逐漸變疏。本系統(tǒng)采用定時(shí)器中斷來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的加減速，實(shí)際上是不斷改變定時(shí)器的定時(shí)初值的大小。在運(yùn)行的過(guò)程中用查表的方式查出所需的定時(shí)初值，從而減小占用CPU的時(shí)間，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。步進(jìn)電機(jī)的加減速控制技術(shù)是步進(jìn)電機(jī)控制中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，它直接影響步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性、升降速的快慢、定位精度等性能，從而決定了步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的綜合性能。采用步進(jìn)電機(jī)的加減速控制可以有效地克服步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)失步的問(wèn)題，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和精度。1、改變控制方式的變速控制最簡(jiǎn)單的變速控制可以利用改變步進(jìn)電機(jī)的控制方式實(shí)現(xiàn)。例如，在三相步進(jìn)電機(jī)中，啟動(dòng)或停止時(shí)，用三相六拍，大約在0.1秒后，改用三相三拍的的分配方式，在快到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，再次采用三相六拍的控制方式，以達(dá)到減速的目的。2、均勻地改變脈沖時(shí)間間隔的變速控制步進(jìn)電機(jī)的加減速控制，可以均勻地改變脈沖時(shí)間間隔來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如在加速控制中，可以均勻地減少延時(shí)時(shí)間間隔；在減速時(shí)，可以均勻地增加延時(shí)時(shí)間間隔。具體地說(shuō)，就是均勻地增加或減少延時(shí)程序中延時(shí)時(shí)間常數(shù)。這種控制方法的優(yōu)點(diǎn)是，由于延時(shí)的長(zhǎng)短不受限制，使步進(jìn)電機(jī)的頻率變化范圍比較寬，但它降低了單片機(jī)的實(shí)時(shí)處理能力。3、采用定時(shí)器的變速控制在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，可以采用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器來(lái)提供CP脈沖。其方法是將定時(shí)器初始化后，每隔一定的時(shí)間向CPU申請(qǐng)一次中斷，CPU響應(yīng)中斷后便發(fā)出一個(gè)脈沖。此時(shí)只要均勻地改變定時(shí)器時(shí)間常數(shù)，即可達(dá)到均勻加減速的目的【9】。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是減少占用CPU的時(shí)間，提高控制系統(tǒng)的效率和實(shí)時(shí)處理能力。為了提高單片機(jī)的實(shí)時(shí)處理能力，系統(tǒng)采用中斷的方法進(jìn)行調(diào)速。3控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1硬件結(jié)構(gòu)圖該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以89C52單片機(jī)為核心，以鍵盤(pán)輸入為為人機(jī)交換接口，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)不同功能的選擇輸入，由于單片機(jī)輸出信號(hào)無(wú)法驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，通過(guò)設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路以實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的間接控制。與此同時(shí)，單片機(jī)還需一定的外圍輔助電路如復(fù)位、時(shí)鐘電路等，整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如下:圖3.1硬件結(jié)構(gòu)圖單片機(jī)最小系統(tǒng)作為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，它主要負(fù)責(zé)產(chǎn)生控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的脈沖，通過(guò)單片機(jī)的軟件編程代替環(huán)形脈沖分配器輸出控制步進(jìn)電機(jī)的脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度大小與單片機(jī)輸出的脈沖數(shù)成正比步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度與輸出的脈沖頻率成正比，而步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的的方向與輸出的脈沖順序有關(guān)。同時(shí)單片機(jī)系統(tǒng)還負(fù)責(zé)處理來(lái)自電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流檢測(cè)模塊檢測(cè)到的電流值。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊負(fù)責(zé)將單片機(jī)發(fā)給步進(jìn)電機(jī)的信號(hào)功率放大，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作。獨(dú)立按鍵作為一個(gè)外部中斷源，和單片機(jī)端口連接，通過(guò)它設(shè)置了電機(jī)的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，加速，減速，步數(shù)控制等功能。3.2各個(gè)模塊分析3.2.1電源電路本次電源電路使用的是三相集成穩(wěn)壓器，主要由集成電路、基準(zhǔn)電壓電路、取樣比較放大電路、調(diào)整電路、和保護(hù)電路等部分組成。7805電路圖如下圖所示，這是一個(gè)輸出正5V直流電壓的穩(wěn)壓電源電路。IC采用集成穩(wěn)壓器7805，C1、C2分別為輸入端和輸出端濾波電容。當(dāng)輸出電流較大時(shí)，7805應(yīng)配上散熱板。雖然是固定穩(wěn)壓電路，但使用外接元件，可獲得不同的電壓和電流。圖3.27805電源電路3.2.2晶振電路AT89C52中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，其中引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成振蕩器。如下圖所示：

外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容C1、C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路，對(duì)外接電容C1、C2雖然沒(méi)有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及濕度穩(wěn)定性,使用石英晶體和陶瓷諧振器要注意選擇的大小。

振蕩器特性:

XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平圖3.3晶振電路3.2.3復(fù)位電路單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)位，以使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開(kāi)始工作。89系列單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)是從RST引腳端輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳上有一個(gè)高電平并維持2個(gè)機(jī)器周期以上，則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。如果RST持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位和上電或開(kāi)關(guān)復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。圖3.4復(fù)位電路3.2.4鍵盤(pán)控制電路獨(dú)立方式是指將每個(gè)按鍵按一對(duì)一的方式直接接到I/O輸入線上，讀鍵值時(shí)直接按I/O的狀態(tài)來(lái)反映，這種方式查鍵實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但占用I/O資源較多，一般在按鍵量較少的情況下采用。矩陣方式是用n條I/O線組成行輸入口，m條I/O線組成列輸入口，在行列線的每一個(gè)交點(diǎn)上設(shè)置一個(gè)按鍵，讀鍵值方法一般采用掃描方式，即輸出口按位輪換輸出低電平，再?gòu)妮斎肟谧x入鍵信息，最后獲得鍵碼。最后由于本次設(shè)計(jì)在按鍵上只用到6個(gè)，所以就用獨(dú)立方式就足以滿足設(shè)計(jì)需求。圖3.5鍵盤(pán)控制電路3.2.5AT89C52單片機(jī)隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，近十年來(lái)單片微型計(jì)算機(jī)有了飛速的發(fā)展。在MCS-51系列單片機(jī)系列內(nèi)核8051/80C51的基礎(chǔ)上，Intel公司、Philips公司、Siemens公司等很多大公司紛紛推出了名目繁多的派生芯片。而ATMEL公司的AT89C52系列單片機(jī)是當(dāng)今具有較高性能的單片微型計(jì)算機(jī)系列產(chǎn)品之一，特別適用于要求實(shí)時(shí)處理、實(shí)時(shí)控制的各類自動(dòng)控制系統(tǒng)，如工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、分布式控制系統(tǒng)、變頻調(diào)速電機(jī)控制系統(tǒng)等。其主要特點(diǎn)有：（1）CPU內(nèi)核完全和MCS-51系列兼容，具有MCS-51系列單片機(jī)的一切功能。（2）內(nèi)部集成了4K字節(jié)的在線可編程FlashROM，可滿足大部分系統(tǒng)擴(kuò)展的需求，編程方更快捷。（4）可在0～24MHz的晶振頻率范圍內(nèi)可靠工作，加快了系統(tǒng)的工作速度，可用在某些高速實(shí)時(shí)處理控制系統(tǒng)中。（5）內(nèi)部具有256個(gè)字節(jié)的RAM和3個(gè)16位定時(shí)器，可以存放系統(tǒng)運(yùn)行中的數(shù)據(jù)和滿足定時(shí)或計(jì)數(shù)功能擴(kuò)展的需要。（6）具有6個(gè)中斷源，完全可以滿足一般設(shè)計(jì)的中斷系統(tǒng)擴(kuò)展需要。因此，AT89C52系列單片機(jī)以其優(yōu)越的性能在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用，由于其內(nèi)部功能完善，可以大大減少擴(kuò)展系統(tǒng)外圍電路，而且性能穩(wěn)定，因此在本控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，選用了AT89C52單片機(jī)作為中央控制單元。AT89C52是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4kbytes的可系統(tǒng)編程的Flash只讀程序存儲(chǔ)器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)8051指令系統(tǒng)及引腳。它集Flash程序存儲(chǔ)器既可在線編程（ISP）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用8位微處理器于單片芯片中，功能強(qiáng)大。其中引腳功能說(shuō)明如下：圖3.6AT89C52管腳圖其中單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)原理如下：AT89C52單片機(jī)I/O借口發(fā)送的脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)ULN2003芯片放大后，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選用的步進(jìn)電機(jī)是四相步進(jìn)電機(jī)，通過(guò)軟件和硬件的結(jié)合實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的啟停、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速功能，主要通過(guò)三大塊來(lái)設(shè)計(jì)，包括驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)、狀態(tài)顯示部分和按鍵部分的設(shè)計(jì)?？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)原理圖如圖3.5所示：圖3.5單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)原理圖AT89C52單片機(jī)通過(guò)P1.0、P1.1、P1.2、P1.3控制步進(jìn)電機(jī)通電相序，通電必須按順序進(jìn)行通電，通過(guò)改變通電相序就可以控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。其中電機(jī)正反轉(zhuǎn)和加減速的通電相序如表3.1所示：表3.1步進(jìn)電機(jī)四相四拍相序表步序相序通電相對(duì)應(yīng)P1口的輸出值P1.0P1.1P1.2P1.310001A01H20010B02H30100C04H41000D08H步數(shù)控制的通電相序如表3.2所示：表3.2步進(jìn)電機(jī)四相八拍相序表步序相序通電相對(duì)應(yīng)P1口的輸出值P1.0P1.1P1.2P1.310001A01H20011AB03H30010B02H40110BC06H50100C04H61100CD0CH71000D08H81001DA09H3.2.6步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路步進(jìn)電機(jī)不能直接接到交、直流電源上工作，而必須使用專用設(shè)備—步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能，除與步進(jìn)電機(jī)的自身性能有關(guān)外，在很大程度上也取決于驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)劣。步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)該既要保證繞組有足夠的電壓電流，同時(shí)又要保證驅(qū)動(dòng)級(jí)功率器件的安全運(yùn)行，另外還應(yīng)有較高的效率、較小的功耗和較低的成本。本次設(shè)計(jì)時(shí)選用的驅(qū)動(dòng)電路是ULN2003A，它是集成達(dá)林頓管IC，內(nèi)部還集成了一個(gè)消線圈反電動(dòng)勢(shì)的二極管，可用來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器。它是雙列16腳封裝,NPN晶體管矩陣,最大驅(qū)動(dòng)電壓=50V,電流=500mA,輸入電壓=5V,適用于TTL

COMS,由達(dá)林頓管組成驅(qū)動(dòng)電路。

ULN是集成達(dá)林頓管IC,內(nèi)部還集成了一個(gè)消線圈反電動(dòng)勢(shì)的二極管,它的輸出端允許通過(guò)電流為200mA，飽和壓降VCE

約1V左右，耐壓BVCEO

約為36V。用戶輸出口的外接負(fù)載可根據(jù)以上參數(shù)估算。采用集電極開(kāi)路輸出，輸出電流大，故可直接驅(qū)動(dòng)繼電器或固體繼電器，也可直接驅(qū)動(dòng)低壓燈泡。通常單片機(jī)驅(qū)動(dòng)ULN2003時(shí)，上拉2K的電阻較為合適，同時(shí)，COM引腳應(yīng)該懸空或接電源。

ULN2003是一個(gè)非門(mén)電路，包含7個(gè)單元，但獨(dú)每個(gè)單元驅(qū)動(dòng)電流最大可達(dá)350mA.資料的最后有引用電路，9腳可以懸空比如1腳輸入，16腳輸出，你的負(fù)載接在VCC與16腳之間，不用9腳。

uln2003的作用：

ULN2003是大電流驅(qū)動(dòng)陣列,多用于單片機(jī)、智能儀表、PLC、數(shù)字量輸出卡等控制電路中?？芍苯域?qū)動(dòng)繼電器等負(fù)載。

輸入5VTTL電平，輸出可達(dá)500mA/50V。

ULN2003是高耐壓、大電流達(dá)林頓陳列,由七個(gè)硅NPN達(dá)林頓管組成。

該電路的特點(diǎn)如下:

ULN2003的每一對(duì)達(dá)林頓都串聯(lián)一個(gè)2.7K的基極電阻,在5V的工作電壓下它能與TTL和CMOS電路

直接相連,可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器。

ULN2003

是高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品,具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負(fù)載能力強(qiáng)等特點(diǎn),適應(yīng)于各類要求高速大功率驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)。

圖3.7驅(qū)動(dòng)電路電路工作原理：只要按一定的順序改變A、B、C、D通電的順序，就可控制步進(jìn)電機(jī)按一定的方向步進(jìn)。4控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)軟件主流程圖當(dāng)給系統(tǒng)供電以后，通過(guò)單片機(jī)復(fù)位電路對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行上電復(fù)位系統(tǒng)經(jīng)過(guò)初始化以后，便開(kāi)始執(zhí)行按鍵查詢等待相應(yīng)的操作，當(dāng)有按鍵按下的時(shí)候程序便調(diào)用并執(zhí)行相應(yīng)的子程序，其具體的主流程圖4.1如下所示：

4.1主程序圖4.2Proteus仿真軟件Proteus軟件是英國(guó)Labcenterelectronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛(ài)好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DSPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。Proteus軟件的特點(diǎn)有：1.ProSPICE混合仿真：基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SPICE3F5，實(shí)現(xiàn)數(shù)字/模擬電路的混合仿真；2.超過(guò)27000個(gè)仿真器件：可以通過(guò)內(nèi)部原型或使用廠家的SPICE文件自行設(shè)計(jì)仿真器件，Labcenter也在不斷地發(fā)布新的仿真器件，還可導(dǎo)入第三方發(fā)布的仿真器件；3.多樣的激勵(lì)源：包括直流、正弦、脈沖、分段線性脈沖、音頻（使用wav文件）、指數(shù)信號(hào)、單頻FM、數(shù)字時(shí)鐘和碼流，還支持文件形式的信號(hào)輸入；4.豐富的虛擬儀器：13種虛擬儀器，面板操作逼真，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器、直流電壓/電流表、交流電壓/電流表、數(shù)字圖案發(fā)生器、頻率計(jì)/計(jì)數(shù)器、邏輯探頭、虛擬終端、SPI調(diào)試器、I2C調(diào)試器等；5.生動(dòng)的仿真顯示：用色點(diǎn)顯示引腳的數(shù)字電平，導(dǎo)線以不同顏色表示其對(duì)地電壓大小，結(jié)合動(dòng)態(tài)器件（如電機(jī)、顯示器件、按鈕）的使用可以使仿真更加直觀、生動(dòng)；6.高級(jí)圖形仿真功能（ASF）：基于圖標(biāo)的分析可以精確分析電路的多項(xiàng)指標(biāo)，包括工作點(diǎn)、瞬態(tài)特性、頻率特性、傳輸特性、噪聲、失真、傅立葉頻譜分析等，還可以進(jìn)行一致性分析；使用Proteus軟件進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)，是虛擬仿真技術(shù)和計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)相結(jié)合的綜合運(yùn)用，有利于培養(yǎng)我們的電路設(shè)計(jì)能力及仿真軟件的操作能力；對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)比單純學(xué)習(xí)書(shū)本知識(shí)更容易接受，更容易提高。實(shí)踐證明，在使用Proteus進(jìn)行系統(tǒng)仿真開(kāi)發(fā)成功之后再進(jìn)行實(shí)際制作，能極大提高單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率。因此，Proteus有較高的推廣利用價(jià)值。4.3Keil軟件KeilC51是美國(guó)KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。運(yùn)行Keil軟件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。并且KeilC51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。KeiluVision2是美國(guó)KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，使用接近于傳統(tǒng)c語(yǔ)言的語(yǔ)法來(lái)開(kāi)發(fā)，與匯編相比，C語(yǔ)言易學(xué)易用,而且大大的提高了工作效率和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期,他還能嵌入?yún)R編，您可以在關(guān)鍵的位置嵌入，使程序達(dá)到接近于匯編的工作效率。KEILC51標(biāo)準(zhǔn)C編譯器為8051微控制器的軟件開(kāi)發(fā)提供了C語(yǔ)言環(huán)境,同時(shí)保留了匯編代碼高效,快速的特點(diǎn)。C51已被完全集成到uVision2的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中，這個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境包含：編譯器，匯編器，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，項(xiàng)目管理器，調(diào)試器。uVision2IDE可為它們提供單一而靈活的開(kāi)發(fā)環(huán)境。4.4Protel99SEProtel

99SE的組成

：Protel

99SE主要有兩大部分構(gòu)成，每一部分又各有三個(gè)模塊。

第一部分是電路圖設(shè)計(jì)，主要有

Advanced

Schematic

99：

此模塊主要用于原理圖設(shè)計(jì)，包含原理圖編輯器，元器件庫(kù)編輯器和相應(yīng)報(bào)表生成器Advanced

PCB

99：

此模塊用于電路板設(shè)計(jì)，主要包含電路板編輯器，元器件編輯器和電路板組件管理器；Advanced

Route

99：

用于PCB的自動(dòng)布線器第二部分是電路仿真和PLD設(shè)計(jì)，主要有Advanced

PLD

99：

此模塊用于可編程器件設(shè)計(jì)，含有語(yǔ)法功能的文本編輯器，用于編譯和仿真設(shè)計(jì)結(jié)果的PLD和觀察仿真波形的Wave工具Advanced

SIM

99：

此模塊用于電路仿真，主要包含一個(gè)功能強(qiáng)大的數(shù)/?；旌闲盘?hào)仿真器，能提供連續(xù)的模擬信號(hào)和離散的數(shù)字信號(hào)仿真Advanced

Integrity

99：

此模塊可進(jìn)行高級(jí)信號(hào)完整性分析，包含一個(gè)高級(jí)信號(hào)完整性仿真器，可分析PCB設(shè)計(jì)，檢查設(shè)計(jì)參數(shù)，測(cè)試過(guò)沖、下沖、阻抗和信號(hào)斜率Protel

99

SE的主要特點(diǎn)

：Protel

99

SE是PC環(huán)境下以獨(dú)特設(shè)計(jì)管理和協(xié)作技術(shù)為核心的印制電路板設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)，是基于Windows

95/98/2000/NT的全32位EDA設(shè)計(jì)系統(tǒng)。它主要采用了以下技術(shù)：

SmartDoc技術(shù)

所有文件均存于綜合設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)中。包括原理圖、PCB圖、輸出文件和材料清單等，便于進(jìn)行有效管理。

.

SmartTool技術(shù)

所有設(shè)計(jì)工具，原理圖設(shè)計(jì)、電路仿真、PLD設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、自動(dòng)布線、信號(hào)完整性分析和文件管理都集中到一個(gè)獨(dú)立和直觀的設(shè)計(jì)管理器界面上。.

SmartTeam技術(shù)

設(shè)計(jì)組的所有成員可同時(shí)訪問(wèn)同一個(gè)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的綜合信息，更改通告和文件鎖定保護(hù)，確保整個(gè)設(shè)計(jì)組的工作協(xié)調(diào)與配合。5系統(tǒng)調(diào)試與分析Proteus仿真由于Proteus軟件本身優(yōu)良的仿真特性，所設(shè)計(jì)的程序能用于Proteus中，完成仿真過(guò)程的同時(shí)，即基本驗(yàn)證所設(shè)計(jì)程序的準(zhǔn)確性，從而完成系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中的控制程序的設(shè)計(jì)部分。Proteus仿真步進(jìn)電機(jī)的界面如圖所示。5.1正、反轉(zhuǎn)圖通過(guò)調(diào)試發(fā)現(xiàn)，正反轉(zhuǎn)結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求。5.2停止圖通過(guò)調(diào)試發(fā)現(xiàn)，電機(jī)停止圖結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求5.3加、減速圖通過(guò)調(diào)試發(fā)現(xiàn)，加減速結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求5.4步數(shù)控制圖通過(guò)調(diào)試發(fā)現(xiàn)，步數(shù)控制結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求通過(guò)Proteus軟件的仿真，所編寫(xiě)的程序達(dá)到了預(yù)期的效果，仿真實(shí)現(xiàn)了程序的調(diào)試過(guò)程。總結(jié)經(jīng)過(guò)近兩個(gè)月的努力，終于完成了基于AT89C52單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)軟硬件的研究和設(shè)計(jì)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，加深對(duì)單片機(jī)控制系統(tǒng)的了解。將所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中做了如下的工作。1、查閱相關(guān)資料。根據(jù)課題要求查閱資料，然后在老師的指導(dǎo)下，有針對(duì)性地學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，對(duì)資料進(jìn)行消化和吸收。2、根據(jù)系統(tǒng)的要求確定控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。系統(tǒng)以AT89C52單片機(jī)為控制核心，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的接口電路，包括鍵盤(pán)電路、顯示電路、步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路等。3、編寫(xiě)應(yīng)用程序。軟件是根據(jù)控制系統(tǒng)的要求設(shè)計(jì)的，包括主程序的設(shè)計(jì)、延時(shí)程序設(shè)計(jì)、鍵盤(pán)程序設(shè)計(jì)、調(diào)速程序設(shè)計(jì)等程序的設(shè)計(jì)。4、用keil軟件完成程序的編寫(xiě)和調(diào)試，并用Proteus軟件進(jìn)行系統(tǒng)仿真。論文采用單片機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)調(diào)速控制，完成對(duì)控制系統(tǒng)的硬件電路和應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)。論文雖然完成了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，但由于開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)不足，系統(tǒng)一定存在不妥之處，尤其是步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用方面有待進(jìn)一步的研究和探討。論文中的不足之處敬請(qǐng)老師批評(píng)指正。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我作為一名學(xué)生即將完成學(xué)業(yè)的最后一次作業(yè)，它既是對(duì)學(xué)校所學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用，又為今后走向社會(huì)的實(shí)際操作應(yīng)用鑄就了一個(gè)良好開(kāi)端。這次設(shè)計(jì)培養(yǎng)和提高了我分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，更讓我學(xué)會(huì)了要多實(shí)踐，讓我懂得理論知識(shí)只是一個(gè)基礎(chǔ)，理論水平的高低并不能證明一個(gè)人的能力。我還要在以后的生活和工作中不斷的學(xué)習(xí)，提高自己的能力和綜合素質(zhì)。致謝轉(zhuǎn)眼間我的大學(xué)時(shí)光就走到了盡頭，回首剛?cè)胄５奈?，充滿了稚氣，那時(shí)也并未明白，何為大學(xué)，何為大學(xué)生?，F(xiàn)在的自己經(jīng)過(guò)了大學(xué)四年的磨礪，讓我的肩頭多了一份責(zé)任和承擔(dān)，即將踏入社會(huì)的我，面臨的抉擇和困難也非常多，但不管前途多么的未知和艱難，我會(huì)毫無(wú)畏懼地前行，因?yàn)橐恢庇腥嗽谥С治?。天下沒(méi)有不散的宴席，大四還剩下的日子也屈指可數(shù)，別離總是傷感，在這學(xué)校還留下了很多的遺憾，真希望自己還是大一的新生，一切也都還來(lái)得及。但是，人生總需要大膽往前看，過(guò)去的已不能挽回，我懷著感恩的心情，感恩我的母校，感謝她給我的成長(zhǎng)，更需要感謝的是那些曾經(jīng)給予我?guī)椭娜?。我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)得以順利的完成，要感謝的人實(shí)在太多。首先要衷心地感謝我的指導(dǎo)老師沈霞老師，這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是她結(jié)合我的實(shí)際情況幫我選定的。她嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開(kāi)闊的思維，循循善誘的指導(dǎo)和對(duì)我們的關(guān)心及肯定給我們小組同學(xué)的幫助一直很大。在課間和課后放棄休息也要給予我們指導(dǎo)，并且對(duì)我們也很信任，大膽放手讓我們?nèi)プ鲈O(shè)計(jì)，給我們很多自由的空間和時(shí)間。在這次設(shè)計(jì)的不斷修改和完善的過(guò)程中，老師也讓我更加懂得了“一分耕耘，一份收獲”的道理。然后，還要感謝所有在大學(xué)期間傳授我知識(shí)和幫助我的老師，每一位老師的悉心教導(dǎo)和無(wú)私奉獻(xiàn)都是我完成這篇論文的基礎(chǔ)。沒(méi)有這些基礎(chǔ)知識(shí)，我不可能完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，也不可能習(xí)得這么多良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，完善我的大學(xué)生活。最后要感謝的是實(shí)驗(yàn)室所有的同學(xué)們，當(dāng)我遇到問(wèn)題時(shí)，他們隨時(shí)為我解答，不管是多么簡(jiǎn)單的問(wèn)題，還是多么困難的問(wèn)題，他們從不推脫，放下自己手中的事情，把我的問(wèn)題當(dāng)成他們自己的事情來(lái)做，這真的讓我非常的感動(dòng)?？梢哉f(shuō)，沒(méi)有他們我完成不了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，因?yàn)樽约罕旧碇R(shí)的匱乏，在沒(méi)有老師在的時(shí)候，我簡(jiǎn)直我從下手，但是實(shí)驗(yàn)室的同學(xué)往往就是我生活中的一道曙光，感謝他們給我?guī)?lái)光明！當(dāng)然也要感謝我的家人，我永遠(yuǎn)都不會(huì)忘記你們的良苦用心和一如既往的支持。四年來(lái)，快樂(lè)的事情因?yàn)橛心銈兎窒矶鞓?lè)，失意的日子因?yàn)橛心銈兊年P(guān)懷能忘卻傷痛。無(wú)論我成功與否，有你們陪伴我都會(huì)更加的努力！參考文獻(xiàn)[1].謝克明.單片機(jī)原理及應(yīng)用設(shè)計(jì),電子工藝出版社,2005.2[2].劉麗明.控制電機(jī),電子工藝出版社,2003[3].彭鴻才.電機(jī)原理及拖動(dòng),機(jī)械工業(yè)出版社,2007[4].劉寶廷,程樹(shù)康.步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng),哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1997.[5].李林功,單片機(jī)原理及應(yīng)用,機(jī)械工業(yè)出版社,2007.3[6].王玉林,王強(qiáng).步進(jìn)電機(jī)的速度調(diào)節(jié)方法,電機(jī)與控制應(yīng)用,2006[7].閆劍虹,何泰祥.步進(jìn)電機(jī)高速啟?？刂频膯纹瑱C(jī)實(shí)現(xiàn)[J],空間電子技術(shù),2009[8].王建,張玉峰,力磊.步進(jìn)電機(jī)的加減速控制研究[J],工礦自動(dòng)化,2006[9].袁忠.基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制[J],制造業(yè)自動(dòng)化,2009[10].杭柏林,房玉明.基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)[J],2006[11].黃寧.S7-200PLC在自動(dòng)生產(chǎn)線中的應(yīng)用[J],自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用,2009[12].潘永雄.新編單片機(jī)原理與應(yīng)用,西安電子科技大學(xué)出版社[M],2007.[13].郭天祥.新概念51單片機(jī)C語(yǔ)言教程[M],電子工業(yè)出版社,2009.[14].李華.MCS－51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)[M].北京航空航天大學(xué)出版社,1993[15].楊宏,李國(guó)輝.基于Proteus與單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制設(shè)計(jì)[J],現(xiàn)代電子技術(shù),2010，附錄附錄A系統(tǒng)程序#include"reg52.h"sbitD1=P0^0;sbitD2=P0^1;sbitD3=P0^2;sbitD4=P0^3;sbitD5=P0^4;sbitD6=P0^5;sbitK1=P2^0;sbitK2=P2^1;sbitK3=P2^2;sbitK4=P2^3;sbitK5=P2^4;sbitK6=P2^5;unsignedcharcodeFFW[4]={0x08,0x04,0x02,0x01};//??unsignedcharcodeFFZ[4]={0x01,0x02,0x04,0x08};//??unsignedcharcodeFF[8]={0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08,0x09};unsignedintj; unsignedcharx;unsignedintl=0;intrate=500;unsignedch