1、 单片机单片机原理及原理及接口技术接口技术课程设计（论文）课程设计（论文） 题目：题目：基于单片机的车床进给轴步进电机控制器设计基于单片机的车床进给轴步进电机控制器设计 II 课程设计（论文）任务及评语课程设计（论文）任务及评语 院（系） ：电气工程学院 教研室：自动化教研室 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算 课程设计（论 文）题目 基于单片机的车床进给轴步进电机控制器设计 课 程 设 计 （ 论 文 ） 任 务 课题完成的功能、设计任务及要求、技术参数课题完成的功能、设计任务及要求、技术参数 实现功能实现功能 步进电机作为执行元件，常用于开环控制系统，实现精确定
2、位。采用单片机作控制 器，与键盘电路、显示电路及步进电机驱动电路一起构成三相六拍步进电机控制器。正 转时的通电顺序为 A-AB-B-BC-C-CA，反之电机反转。由键盘输入步数，按“B或 C”键 控制步进电机的方向，显示器显示步进电机的旋转方向。 设计任务及要求设计任务及要求 1、分析系统功能，确定系统硬件组成； 2、设计系统的硬件电路图； 3、编写相应的软件，完成控制系统的控制要求； 4、上机调试、完善程序； 5、按学校规定格式，撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在 4000 字以上。 技术参数技术参数 三相混合式步进电机，步距角1.2，保持转矩大于等于14N.m。 进 度 计 划 1、
3、 布置任务，查阅资料，确定系统的组成（1 天） 2、 硬件设计（2 天） 3、 按系统的控制要求，完成软件设计（2 天） 4、 上机调试、修改程序（2 天） 5、 撰写、打印设计说明书（2 天） 6、答辩（1天） 指 导 教 师 评 语 及 成 绩 平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日 III 摘 要 介绍采用单片机由键盘输入的数据， 转化成控制信号来控制步进电动机的角 位移的一种控制方法，包括硬件设计和软件设计，该系统通过 AT89C51 单片机 和 ULN2003A 大电流驱动阵列控制步进电动机运转情况， 可靠性高。 ULN2003A 可用来直接驱动步进电机，
4、通过键盘输入电路在电动机运行时能够方便设定步进 电动机的启动、停止、正转、反转，共同组成一个开环控制，可提高步进电机的 步进精度， 能够控制三相混合式步进电动机， 且电路简单， 成本较低， 控制灵活， 移植性强，使用价值较高。 关键词：AT89C51；开环控制；ULN2003A；步进电机 IV 目录 第 1 章 绪论 1 第 2 章 课程设计方案 2 2.1 概述 2 2.2 系统组成总体结构 2 2.2.1 步进电机的结构与工作原理 2 2.2.2 步进电机的开环控制介绍 3 2.2.3 系统结构框图 5 第 3 章 硬件设计 . 6 3.1 步进电动机 7 3.2 ULN2003A 简介
5、. 7 3.2.1 ULN2003A 的概述 . 7 3.2.2 ULN2003A 的作用 . 8 3.2.3 ULN2003A 引脚图及功能 . 8 3.3 单片机最小系统设计. 10 3.1.1 单片机的选择. 10 3.1.2 单片机的控制方法. 10 3.1.3 晶振复位电路设计 . 10 3.1.4 单片机硬件电路图连接. 11 3.4 键盘电路设计. 11 3.5 显示电路设计 . 12 3.6 步进电动机驱动原理 . 12 第 4 章 软件设计 14 4.1 汇编语言设计流程. 14 4.2 汇编语言程序. 15 第 5 章 课程设计总结 . 17 参考文献 18 1 第1章 绪
6、论 随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，特别是单片微机的出现和发展， 使传统的电动仪器在原理、功能、精度及自动化水平等方面都发生了巨大变化。 特别是步进电动机，它的工作职能正好符合数字控制系统的要求，电子技术的发 展解决了它的电源问题。因此，它在数控车床、打印机及光学仪器中得到了广泛 的应用。步进电机是一种将电脉冲信号转换成指教或角位移的执行元件。步进电 动机的运动由一系列电脉冲控制，脉冲阀生气所产生的电脉冲信号，通过环形分 配器按一定的顺序加到电动机的各相绕组上。 为了使电动机能够输出足够的功率， 经过环形分配器产生的脉冲信号还需要进行功率放大。 这种电动机每输人一个脉 冲信号，输出轴便转过一个固定的角度，即向前迈进一步。因而，输出轴转过的 总角是与输人脉冲数成正比的， 步进电动机的这一工作职能正好符合数字控制系 统的要求。 2 第2章 课程设计方案 2.1 概述 步进电动机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。
