基于單片機的步進電機控制系統(tǒng)設計 開 題 報 告

1、 畢 業(yè) 設 計 開 題 報 告課題名稱：基于單片機的步進電機控制系統(tǒng)學生姓名：肖劍洪學 號：學 院：物理與電子學院專 業(yè)：電子科學與技術指導教師：易立華 2014 年 2 月 25 日一、綜述國內外對本課題的研究動態(tài)，說明選題的依據和意義：（1）國內外對本課題的研究動態(tài) 步進電機是一種將電脈沖信號轉換成直線位移或角位移的控制微電機,其機械角位移和轉速分別與輸入電機繞組的脈沖個數(shù)和脈沖頻率成比例，具有控制簡便、定位準確等特點。因此他已經被廣泛的用于自動控制系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件，例如：機器人手臂運動、高級字輪的字符選擇、計算機驅動器的磁頭控制、打印機的字頭控制等，都要用到步進電機。原來的步進電機控

2、制系統(tǒng)采用分立元件或者集成電路組成的控制回路，不僅調試安裝復雜，要消耗大量元器件，實現(xiàn)起來成本高，費時多，而且一旦成型后，電路就很難改動，因此不得不完全重新設計控制器。現(xiàn)采用低價的單片機控制系統(tǒng), 可利用程序直接對步進電機進行控制，省去了昂貴的專用步進電機控制器，簡化了硬件線路，降低了成本，提高了系統(tǒng)的可靠性與可移植性，因此在打印機等辦公自動化設備以及各種控制裝置等眾多領域有著極其廣泛的應用。隨著微電子和計算機技術的發(fā)展，步進電機的需求量與日俱增，在各個國民經濟領域都有應用。所以，研制步進電機驅動器及其控制系統(tǒng)具有十分重要的意義。（2）選題依據及意義本課題研究的目的是綜合運用所學的單片機原理及

3、其接口技術、C語言程序設計、模擬電子技術基礎、數(shù)字電路技術等理論知識，加強對所學知識的理解，鍛煉設計單片機應用系統(tǒng)能力，以單片機為核心設計一個簡單、經濟，但功能較為齊全、適應性強，操作方便、交互性強，可靠性高的步進電機控制系統(tǒng)。 通過本次的畢業(yè)課題設計，可以增強自己的動手操作能力，鞏固自己所學的知識，加強自己的綜合能力，啟發(fā)創(chuàng)新思想的效果。二、研究的基本內容，擬解決的主要問題：(一)研究的基本內容： 1、步進電機的工作原理； 2、說明單片機對步進電機實現(xiàn)控制的方法； 3、控制系統(tǒng)的硬件設計； 4、要求能控制步進電機的轉速、向等。（二）擬解決的主要問題：1、通過鍵盤可設定步進電機轉速； 2、通過

4、“啟動/暫?！辨I設定電機啟停； 3、通過“正向”和“反向”按鍵改變電機的轉向； 4、控制步進電機某一位置停轉。三、研究的進度安排及步驟、方法、措施（一）進度安排： 第1周：根據課題完成選題報告，并對論文的框架和內容有一個大體的構思，并在指導老師的幫助下，整理相關資料、補學空白知識點，做好撰寫論文的前期準備工作。 第2周：按照指導教師所下任務書的具體要求完成開題報告。 第2-10周：在導師的指導下，進一步分析整理資料，完成論文初稿。 第10-15周：與導師進行討論，總結充實研究內容，并對論文進一步修改。 第15-18周：在指導老師的幫助下充分做好答辯準備，積極準備答辯材料。（二）研究的步驟與方法

5、： 1、設計手段（途徑） （1）收集、整理有關基于單片機的控制步進電機控制系統(tǒng)設計的資料，熟練掌握單片機及有關的各類芯片的功能，設計出合適的方案。（2）利用protel dxp2004軟件繪制各模塊電路圖以及系統(tǒng)整體電路圖，理解電路原理，掌握工作過程。同時，利用所學的c語言知識編寫程序，并用模擬軟件進行仿真運行，遇到問題時反復修改直到調試出最終的正確結果。2、設計思路 系統(tǒng)電路由電源電路、復位電路、位置檢測電路、晶振、步進電機、按鍵電路、驅動電路、單片機、顯示電路等組成。 由AT89C51單片機送出信號，用按鍵設定步進電機的啟停、轉速、轉向,改變轉速、轉向都可以在動態(tài)運行中進行，速數(shù)值及轉向都

6、在LED數(shù)碼管中動態(tài)顯示，利用一片2803增加驅動能力，系統(tǒng)框圖如圖一所示。 89C51單片機狀態(tài)顯示電路電源及時鐘電路鍵盤控制電路ULN2803啟動電路步進電 機復位電路 圖一四、主要參考文獻：1、譚浩強，C程序設計（第三版）.北京：清華大學出版社，2005年. 2、郭天祥，51單片機C語言教程. 北京：電子工業(yè)出版社，2009年. 3、康光華，電子技術基礎（數(shù)字部分）. 北京：高等教育出版社，2006年. 4、邱關源，電路（第五版）. 北京：高等教育出版社，2006年.5、曾屹，單片機原理與應用（第二版）.湖南：中南大學出版社，2009年. 6、陳理壁，步進電機及其應用M . 上海: 上?？茖W技術出