步进电机正反转启停控制的设计

电机控制课程设计报告书

题 目 步进电机正反转启停控制的设计

院 部 名 称 机电工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 组 长 姓 名 学 号 同 组 学 生 设 计 地 点 工科楼C 设 计 学 时 1周 指 导 教 师

金陵科技学院教务处制

目录

一、设计任务和要求 二、设计思路

2.1系统总框图------------------------------------------------------------------------02

2.2设计原理--------------------------------------------------------03

三、系统硬件设置

3.1时钟信号控制电路原理介绍----------------------------------------03 3.1.1 芯片89C51介绍--------------------------------------------03 3.1.2 芯片管脚说明----------------------------------------------03 3.1.3 时钟信号控制电路------------------------------------------05

3.2系统复位电路原理介绍--------------------------------------------06 3.2.1 系统复位电路----------------------------------------------06

3.3驱动电路原理介绍------------------------------------------------06 3.3.1步进电机原理介绍-------------------------------------------06 3.3.2驱动电路---------------------------------------------------08

3.4正反转控制电路原理介绍------------------------------------------08 3.4.1正反转控制电路---------------------------------------------08

四、系统软件设置

4.1主程序流程图----------------------------------------------------09 4.2源程序----------------------------------------------------------09

五、调试过程与结果----------------------------------------------18 六、总结与体会---------------------------------------------------18 七、参考资料------------------------------------------------------19 八、附录-----------------------------------------------------------20

附录一 总电路图

一、设计任务和要求

电机控制课程设计是考察学生利用所学过的电机控制专业知识，进行综合的电机控制系统设计并最终完成实际系统连接，能够使学生对电气与自动化的专业知识进行综合应用，培养学生的创新能力和团队协作能力，提高学生的动手实践能力。最终形成一篇符合规范的设计说明书，并参加综合实践答辩，为后期的毕业设计做好准备。

本次设计考核的能力主要有：

1) 专业知识应用能力，包括电路分析、电子技术、单片机、检测技术、电

气控制、电机与拖动、微特电机及其驱动、计算机高级语言、计算机辅助设计、计算机办公软件等课程，还包括本专业的拓展性课程如变频器、组态技术、现场总线技术、伺服电机等课程。

2) 项目设计与运作能力，团队协作能力，技术文档撰写能力，PPT汇报与

口头表达能力。

3) 电气与自动化系统的设计与实际应用能力。 要求完成的工作量包括：

1) 制作实际成品，并现场演示效果。 2) 学生结合课题进行PPT演讲与答辩。 3) 学生上交课题要求的各类设计技术文档。

二、 设计思路

2.1 设计总体方框图

图2-1 系统总体框图

2.2 设计原理

本系统主要是由电源（+5V）及时钟信号模块、复位模块、电机驱动模块（ULN2003A）、键盘控制模块、步进电机等5个模块组成。电源模块的功能是提供直流5V电源给其余几个模块供电，时钟信号模块的功能是对单片机89C51提供工作周期，使89C51能够正常工作，该电路也称最小模式电路，对于没有内部晶振的单片机，接上电源和晶振就是该单片机的最小系统。89C51芯片内部有一个反相放大器，用于构成振荡器，反相放大器的输入端为XTAL1，输出端XTAL2，两端跨接石英晶体及两个电容就可以构成稳定的自激振荡器（这里电容取值在30PF，石英晶体为12MHZ），复位电路的功能是使单片机初始化操作，只要给RESET引脚（9脚）加上2个机器周期以上的高电平信号，即可使单片机复位。复位电路的功能是只对89C51单片机复位，除了进入系统的正常初始化之外，当程序运行出错或是操作错误使系统处于死锁状态时，为了摆脱死锁状态，也需要按复位键重新复位。驱动模块的功能是通过驱动器ULN2003A来驱动步进电机，通过单片机的P1.0-P1.3输出脉冲到ULN2003A的1B-4B口，经信号放大后从1C-4C

口分别输出到电机的A、B、C、D相。键盘控制电路的功能是控制输入部分设置了正/反转控制、加减速和停止控制按钮，内部程序检测P0.0的状态来调用相应的来调用相应的启动和换向程序，实现步进电机的正反转控制。在该步进电机的控制器中，电机实现正反转、加减速、停止控制。

三、 系统硬件设计

3.1 时钟信号控制电路原理介绍 3.1.1 芯片89C51介绍

图3-1 89C51芯片引脚图 3.1.2 芯片管脚说明： 1.VCC：供电电压。

2.GND：接地。

3.P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

4.P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

5.P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

6.P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）

P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

7.RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时

间。

8.ALE/PROG：当访问外部存储器时， …… 此处隐藏：5619字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……