1、 1 摘要摘要 本文主要讨论了利用 AT89C51 单片机设计小型控制系统，同时使用步 进电机，它作为控制系统的执行部件，通过硬件电路的设计以及相关软件 的设计，达到控制步进电机的各种转动形式。首先，论文介绍了一般控制 系统的共性；其次，对控制系统中涉及的重要部件AT89C51 单片机和 步进电机，作了较为详细的说明，而且对步进电机的软件控制方式也作了 简要的说明；最后，介绍了整个控制系统的三部分主要电路的设计：复位 电路、驱动电路、直流稳压电源电路。 关键词：单片机 步进电机 驱动电路 ABSTRACT This paper reports an approach to designing
2、Mini-type Control System by using AT89C51 single chip, and Stepping Motor, which is execution components of control system. Hardware circuit and Software can control stepping motor wheeling. First, the paper illustrate control system commonness; second, critical component of control system, AT89C51
3、single chip and stepping motor, is presented particularly, at the same time, the paper introduces software control mode; in the end, the whole control system consist of three segments: resetting circuit、driving circuit、direct current stabilization electrical source circuit. KEY WORDS: single chip, s
4、tepping motor, driving circuit 2 前言前言 随着集成电路技术的快速发展和广泛应用，一些脉冲分配专用集成电 路以及步进电机的驱动电路集成块也应运而生，这些集成电路的特点是体 积小，驱动效率高，系统控制较为稳定，可广泛用于要求高效率，高精度， 高稳定性的设备中，如打印机，绘图仪，磁盘驱动器以及数控机床等，但 是这类驱动模块也存在不足之处： 用户对驱动模块的控制机理较难掌握。 品种少，价格昂贵。 该类驱动模块的柔性控制性能较差，只能实现某种专用功能的控制。 所以在对步进电机的控制要求不高的情况下可以用其它电路替代这些 集成模块。 本文将为你介绍一种利用 AT89C51
5、 单片机作为控制器的小型多功能控 制系统，它不仅能驱动步进电机等执行机构，而且还能用于驱动其它的控 制部件，如彩灯的循环显示，汽车清洁机的动作等。而且也达到一定的控 制精度。 3 第一章第一章 控制系统的介绍控制系统的介绍 1.1 控制系统的介绍控制系统的介绍 一般控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统两种形式，图 1.1 为开环系统示意图。由图可知，由于开环控制系统没有反馈，被控对象参 数的异常变化（由于不可测干扰，器件参数或被控对象特性变化所引起） 不能反回到控制器，因而不能自动纠正这种偏差。但是开环系统结构简单， 调试方便，在系统内外干扰很小的条件下，通过采取一定的措施可以获得 较高的
6、控制精度。 图 1.1 开环控制系统框图 图 1.2 为闭环控制系统示意图，它是反馈控制系统。被控对象参数被反 馈回控制器，并和输入信号比较，当有偏差时，控制器产生控制信号，自 动减小这种偏差。因此，闭环系统克服了开环系统的缺点。在系统内外有 不可测干扰的条件下，仍有可能达到精确控制，但闭环系统较开环系统复 杂，成本高，调试也比较麻烦，因此实际工作中应视情况而定。常常是将 两者结合使用。 图 1.2 闭环控制系统框图 在整个控制系统中，控制器起着关键作用，系统中的大部分最原始的 控制参数都是从控制器发出，而且受其控制。所以一个系统的好坏，关键 4 取决于控制器是否稳定。 1.2 控制系统的介绍控制系统的介绍 在这里控制器可分为两种类型。 1）由硬件电路实现的控制器 这种控制器可以达到很高的响应速度， 但是它随控制规律的改变其硬件也需要随之改变，所以在应用中有一定的 限制。 2）硬件和软件相结合的控制器 这种控制器一般都由计算机或者可编 程的单片机构成，这样就能把系统的控制规律以程序的形式出现，所以只 需向计算机或单片机中写入控制程序即可。在应用当中比较灵活。 在这次设计中，我们以步
