单片机课程设计--单片机控制步进电机

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1、 单片机课程设计 题目：单片机控制步进电机 班 级： 12 电信 4 班 设计任务书设计任务书 设计题目 单片机控制步进电机单片机控制步进电机 设计任务 采用 STC89C52 单片机控制一个五线四相步进电机，步进电机的 驱动芯片采用 ULN2003 驱动芯片，并配合程序驱动步进电机进行 正转反转。 设计方案 由于步进电机无法被单片机直接驱动，也无法被直流电驱动，所 以只能由单片机提供一定的稳定的电流脉冲驱动芯片 ULN2003， 再由 ULN2003 驱动步进电机进行转动。 任务分配 硬件焊接：曾文嘉 程序：张俊鹏 摘要：摘要：本次课业设计是利用单片机技术知识设计一个步进电机控制系统，本次课

2、业 设计用到的关键元器件有 STC89C52 单片机，ULN2003 驱动芯片，五线四相步进电机， 由 52 单片机驱动 ULN2003，进而驱动步进电机进行正转反转。 关键词：步进电机;52 单片机;ULN2003。 目目 录录 一、引言一、引言 错误!未定义书签。 二、总体方案二、总体方案 5 三、硬件设计三、硬件设计 6 四、软件设计四、软件设计 9 五、调试五、调试 12 六、总结六、总结 12 七、参考文献七、参考文献 12 元件清单元件清单 13 一、引言一、引言 步进电机是一种进行精确步进运动的机电执行元件，它广泛应用于工 业机械的数字控制，为使系统的可靠性、通用性、可维护性以及

3、性价比最 优，根据控制系统功能要求及步进电机应用环境，确定了设计系统硬件和 软件的功能划分， 从而实现了基于 8051 单片机的四相步进电机的开环控制 系统。控制系统通过单片机存储器、I/O 接口、中断、键盘、LED 显示器 的扩展、步进电机的环形分频器、驱动及保护电路、人机接口电路、中断 系统及复位电路、单电压驱动电路等的设计，实现了四相步进电机的正反 转，急停等功能。为实现单片机控制步进电机系统在数控机床上的应用， 系统设计了两个外部中断，以实现步进电机在某段时间内的反复正反转功 能，也即数控机床的刀架自动进给运动，随着单片机技术的不断发展，单 片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，自六十

4、年代初期以来，步进电 机的应用得到很大的提高。人们用它来驱动时钟和其他采用指针的仪器， 打印机、绘图仪，磁盘光盘驱动器、各种自动控制阀、各种工具，还有机 器人等机械装置。此外作为执行元件，步进电机是机电一体化的关键产品 之一，被广泛应用在各种自动化控制系统中，随着微电子和计算机技术的 发展，它的需要量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。步进电机是 机电数字控制系统中常用的执行元件，由于其精度高、体积小、控制方便 灵活，因此在智能仪表和位置控制中得到了广泛的应用大规模集成电路的 发展以及单片机技术的迅速普及，为设计功能强，价格低的步进电机控制 驱动器提供了先进的技术和充足的资源。 二、总体方案

5、二、总体方案 单片机要驱动需要由时钟电路与复位电路组成最小系统，时钟电路采用 12MHz 晶振，复位电路采用自动复位，输出口为 P1.0、P1.1、P1.2、P1.4， 分别接 ULN2003 的 1、2、3、4 脚，ULN2003 对应的输出脚分别接步进电 机的 A、B、C、D 线圈，由程序驱动单片机输出 4 路脉冲驱动 ULN2003 再驱动步进电机进行不断转动。 三、硬件设计三、硬件设计 STC89C52： STC89C52 是 STC 公司生产的一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器， 具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。 STC89C52 使用经典的 MCS-51 内

6、核， 但做了很多的改进使得芯片具有传统 51 单片机不具备的功能。 在单芯 片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash，使得 STC89C52 为 众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 它有 8k 字节 Flash，512 字节 RAM， 32 位 I/O 口线，看门狗定时器，内置 4KB EEPROM，MAX810 复位电路， 3 个 16 位定时器/计数器， 4 个外部中断， 一个 7 向量 4 级中断结构（兼容传统 51 的 5 向量 2 级中断结构），全双 工串行口。 另外 STC89C52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可 选择节电模式。 空闲模式下， CPU 停止工作，允许 RAM、定时器/计数器、 串口、 中断继续工作。掉电保护方式下， RAM 内容被保存， 振荡器被冻结， 单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率 35MHz，6T/12T 可选。 最小系统：最小系统：时钟电路由 12MHz 晶振与 2 个 30pF 陶瓷电容构成；复位电 路由一个 10uF 的电解电容与一个