基于at89s52單片機的步進電機控制學士學位論文

1、<p>　　密級： 公 開 </p><p><b>　　科學技術學院</b></p><p>　　NANCHANG UNIVERSITY COLLEGE OF</p><p>　　SCIENCE AND TECHNOLOGY</p><p>　　學 士 學 位 論 文</p><

2、p>　　THESIS OF BACHELOR</p><p>　?。?011 — 2012 年）</p><p>　　題 目 基于AT89S52單片機的步進電機控制 </p><p>　　學 科 部：

3、 </p><p>　　專 業(yè)： </p><p>　　班 級： </p><p>　　學 號： </p><p>　　學

4、生姓名： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　起訖日期： 2011/12/5~2012/5/24 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>

5、;<b>　　摘 要I</b></p><p><b>　　第一章緒 論1</b></p><p><b>　　1.1 引言1</b></p><p>　　1.2 設計要求1</p><p>　　1.3 設計內(nèi)容2</p><p><

6、b>　　1.4 小結2</b></p><p>　　第二章系統(tǒng)總體方案設計3</p><p>　　2.1 主要器件簡介3</p><p>　　2.1.1 AT89S52單片機簡介3</p><p>　　2.1.2 ULN2003A簡介3</p><p>　　2.1.3 四相五線永磁型步進電

7、機M35SP-7NP簡介4</p><p>　　2.1.4 紅外遙控簡介4</p><p>　　2.2 步進電機的工作原理5</p><p>　　2.2.1 步進電機簡介5</p><p>　　2.2.2 步進電機的工作原理6</p><p>　　2.3 步進電機常見的控制方案與驅(qū)動技術簡介7</p&

8、gt;<p>　　2.4 系統(tǒng)總體設計方案10</p><p>　　2.4.1系統(tǒng)框圖10</p><p>　　2.4.2 系統(tǒng)設計方案與功能簡述10</p><p><b>　　2.5 小結11</b></p><p>　　第三章系統(tǒng)整體硬件設計12</p><p>　

9、　3.1 單片機最小系統(tǒng)電路設計12</p><p>　　3.2 狀態(tài)顯示模塊硬件電路設計13</p><p>　　3.3 按鍵與紅外接收模塊硬件電路設計14</p><p>　　3.4 ULN2003A步進電機驅(qū)動模塊硬件電路設計14</p><p>　　3.5 ISP單片機在線程序下載器接口電路15</p><

10、;p>　　第四章系統(tǒng)軟件設計16</p><p>　　4.1 軟件設計思路16</p><p>　　4.2 系統(tǒng)設計主程序流程圖16</p><p>　　4.3 主程序初始化流程圖17</p><p>　　4.4 步進電機運行控制子程序流程圖18</p><p>　　4.5系統(tǒng)程序簡要說明20<

11、;/p><p>　　第五章系統(tǒng)運行與調(diào)試21</p><p>　　5.1開發(fā)軟件簡介21</p><p>　　5.1.1 Keil編程軟件簡介與使用21</p><p>　　5.1.2 Proteus仿真軟件的簡介與使用21</p><p>　　5.1.3系統(tǒng)的仿真圖22</p><p>

12、;　　5.2系統(tǒng)的軟硬件聯(lián)調(diào)及問題總結22</p><p>　　第六章總結與展望24</p><p>　　參考文獻（References）25</p><p><b>　　致 謝26</b></p><p>　　附錄一：系統(tǒng)原理圖27</p><p>　　附錄二：實物照片28<

13、/p><p>　　基于AT89S52單片機的步進電機控制</p><p>　　摘 要：步進電動機由于用其組成的控制系統(tǒng)既簡單、廉價、低噪音、響應快、速度位移控制精準，又非常穩(wěn)定可靠，因此在辦公自動化設備、數(shù)控系統(tǒng)以及各種控制裝置等眾多領域有著極其廣泛的應用。</p><p>　　文章以單片機AT89S52為控制核心，通過單片機的I／O口輸出的具有時序的脈沖信號作為步進

14、電機的控制信號，實現(xiàn)了步進電機的速度控制。本設計在AT89S52單片機最小系統(tǒng)的基礎上，外擴驅(qū)動芯片ULN2003A作為步進電機的驅(qū)動電路、外擴3個按鍵以及紅外線來實現(xiàn)對步進電機的狀態(tài)控制、外擴發(fā)光二極管顯示步進電機的正反轉、外擴數(shù)碼管顯示電機運行速度的大小。在硬件設計的基礎上，通過在keil下進行軟件編程，最終完成了基于單片機的步進電機的控制系統(tǒng)設計。</p><p>　　本文從硬件和軟件兩個方面對基于單片機的

15、步進電機的控制進行了詳細的介紹，最后給出了調(diào)試過程和PROTEUS仿真圖，該設計具有設計成熟、簡單可靠、穩(wěn)定性高等特點。 </p><p>　　關鍵詞：步進電機，脈沖，驅(qū)動機構，單片機，轉動</p><p>　　The stepping motor control system based on AT89S52 MCU</p><p>　　Abstract：Step

16、per motor because of the open-loop system composed of simple, cheap, low noise, fast response speed, displacement control precision, it is very stable and reliable, therefore in the office automation equipment, CNC syste

17、m and various control devices and many other fields have a wide range of applications.</p><p>　　This paper introduces a singlechip stepper motor control design, AT89S52 single-chip computer to control the st

18、epping motor, SCM through the I / O port with the output timing of the pulse signal as a stepper motor control signal, the design uses 3 keys and infrared ray to realize the stepper motor state control, through the micro

19、controller, motor drive chip ULN2003A, the corresponding keys and the infrared remote controller to realize the above function, stepping motor positive and negative conv</p><p>　　This paper describes the ste

20、pper motor, infrared control and microcomputer principle, system block diagram, hardware circuit, program flow, and the entire system in the debugging process of the problems encountered and their solutions. The design i

21、s simple and reliable, sophisticated design, high stability.</p><p>　　Key words: stepping motor pulse，driving mechanism， single chip microcomputer，rotation</p><p><b>　　緒 論</b></p&

22、gt;<p><b>　　1.1 引言</b></p><p>　　步進電動機又稱脈沖電動機或階躍電動機，國外一般稱為Steppingmotor、Pulse motor或Stepper servo，其應用發(fā)展已有約80年的歷史。步進電機是一種把電脈沖信號變成直線位移或角位移的控制電機，其位移速度與脈沖頻率成正比，位移量與脈沖數(shù)成正比。步進電機在結構上也是由定子和轉子組成，可以對

23、旋轉角度和轉動速度進行高精度控制。當電流流過定子繞組時，定子繞組產(chǎn)生一矢量磁場，該矢量場會帶動轉子旋轉一角度，使得轉子的一對磁極磁場方向與定子的磁場方向一著該磁場旋轉一個角度。因此，控制電機轉子旋轉實際上就是以一定的規(guī)律控制定子繞組的電流來產(chǎn)生旋轉的磁場。每來一個脈沖電壓，轉子就旋轉一個步距角，稱為一步。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，同時步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差

24、，精度高，步進電動機可以在寬廣的頻率范圍內(nèi)通過改變脈沖頻率來實現(xiàn)調(diào)速、快速起停、正反轉控制等，這是步進電動機最突出的優(yōu)點。</p><p>　　正是由于步進電機具有突出的優(yōu)點，所以成了機電一體化的關鍵產(chǎn)品之一，廣泛應用在各種自動化控制系統(tǒng)中。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(jīng)濟領域都有應用。優(yōu)點明顯的步進電機被廣泛應用在電子計算機的許多外圍設備中，例如打印機，紙帶輸送機構，卡片閱

25、讀機，主動輪驅(qū)動機構和存儲器存取機構等，步進電機也在軍用儀器，通信和雷達設備，攝影系統(tǒng)，光電組合裝置，閥門控制，數(shù)控機床，電子鐘，醫(yī)療設備及自動繪圖儀，數(shù)字控制系統(tǒng)，工具機控制，程序控制系統(tǒng)以及許多航天工業(yè)的系統(tǒng)中得到應用。因而，對于步進電機控制的研究也就顯得尤為重要了。</p><p>　　為了得到良好的控制性能，對步進電機的控制的研究就一直沒有停止過，許多重大的技術得以實現(xiàn)。基于微型單片機的控制系統(tǒng)則通過軟件

26、來控制步進電機，能夠更好地發(fā)揮步進電機的潛力。因此，用微型單片機控制步進電機己經(jīng)成為了一種必然的趨勢，也符合數(shù)字化的時代發(fā)展要求。其中步進電機的驅(qū)動，可以采用匯編語言或C語言進行軟件開發(fā)，通過串行或并行通信的方式實現(xiàn)ｐｃ機與步進電機控制器之間的數(shù)據(jù)通信，最終實現(xiàn)由PC機直接控制步進電機的方法。此外還可以采用無線控制技術，實現(xiàn)遠、近距離的無線遙感控制步進電機，實現(xiàn)一些人不宜直接接觸的工業(yè)現(xiàn)場等環(huán)境復雜的地方，不過無線控制步進電機也可以用來

27、在家居環(huán)境中，比如遙控窗簾等等。</p><p>　　本文正是采用紅外無線技術，能夠?qū)崿F(xiàn)10M左右的紅外控制步進電機，非常方便實用。</p><p><b>　　1.2 設計要求</b></p><p><b>　　本設計的要求如下：</b></p><p>　　1、開始通電時，步進電機停止轉動&l

28、t;/p><p>　　2、單片機分別接有按鍵開關K1、K2和K3，用來控制步進電機的轉向，要求如下：</p><p>　　1）當按下K1鍵時，步進電機正轉；</p><p>　　2）當按下K2鍵時，步進電機反轉；</p><p>　　3）當按下K3鍵時，步進電機停止轉動。</p><p>　　3、能夠通過相應顏色的指示燈和

29、數(shù)碼管來指示步進電機運行狀態(tài)和運行速度級別。</p><p>　　4、正轉采用一相激磁方式，反轉采用1—2相激磁方式。</p><p>　　5、能夠?qū)崿F(xiàn)通過紅外發(fā)射裝置來實現(xiàn)對步進電機的控制。</p><p>　　6、能夠編程實現(xiàn)所需的各種功能，并能正常調(diào)試。</p><p><b>　　1.3 設計內(nèi)容</b><

30、/p><p>　　本論文采用的電動機是四相五線步進電機，采用的方法是利用AT89S52單片機產(chǎn)生控制脈沖來控制步進電機的運行轉態(tài)。最終能夠?qū)崿F(xiàn)步進電機的運行狀態(tài)、轉速級別的顯示，能通過按鍵和紅外遙控器來控制步進電機的啟動、加速、減速、正反轉和停止等功能。步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執(zhí)行機構。當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉是以固定的角度

31、一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。</p><p>　　本設計就是通過改變脈沖頻率來調(diào)節(jié)步進電機的速度等級的，并且通過數(shù)碼管顯示其轉速的級別。另外通過單片機實現(xiàn)它的正反轉，步進電機可以作為一種控制用的特種電機，利用其沒有積累誤差(精度為100%)的特點，廣泛應用于各種開環(huán)控制。</p>

32、<p><b>　　1.4 小結</b></p><p>　　步進電機憑借著其優(yōu)良的性能，如步進電機無累積誤差，精度高，可以在寬廣的頻率范圍內(nèi)通過改變脈沖頻率來實現(xiàn)調(diào)速、快速起停、正反轉控制等。所以廣泛應用于各種控制場合中，從工業(yè)控制到到玩具家用等等，或者說用到了精確轉動的地方，就用到了步進電機。本文也旨在通過對步進電機的研究來實現(xiàn)對其進行各種控制，并將其應用到實際生活之中去，其

33、中本文采用紅外接收裝置意在實現(xiàn)通過對步進電機的紅外無線控制，能擴展其應用范圍?？傊?，步進電機是一種非常實用和易控制的電機，研究其功能、控制特點非常有必要。</p><p><b>　　系統(tǒng)總體方案設計</b></p><p>　　2.1 主要器件簡介</p><p>　　2.1.1 AT89S52單片機簡介</p><p&g

34、t;　　AT89S52是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，32個可編程I/O口線</p><p>　　，兩個16位定時器/計數(shù)器，該器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結構，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Fla

35、sh存儲單元，功能強大的微型計算機的AT89S52可為許多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。</p><p>　　2.1.2 ULN2003A簡介</p><p>　　ULN2003A概述與特點：ULN2003A是高耐壓、大電流達林頓陳列，其內(nèi)部結構如圖1所示。</p><p>　　圖1 ULN2003內(nèi)部結構圖</p><p>　　

36、ULN2003 的每一對達林頓都串聯(lián)一個2.7K 的基極電阻,在5V 的工作電壓下它 能與TTL 和CMOS 電路直接相連，可以直接處理原先需要標準邏輯緩沖器來 處理的數(shù)據(jù)。</p><p>　　ULN2003 工作電壓高，工作電流大，灌電流可達500mA，并能夠在關態(tài)時承受 50V 的電壓，輸出還可以在高負載電流并行運行。達林頓對管還可并聯(lián)使用以達到更高的輸出電流能力。</p><p>

37、　　ULN2003A的輸出結構是集電極開路的，所以要在輸出端接一個上拉電阻，在輸入低電平的時候輸出才是高電平。在驅(qū)動負載的時候，電流是由電源通過負載灌入ULN2003A的。</p><p>　　ULN2003A的應用電路如圖2所示。</p><p>　　圖2 ULN2003的應用電路</p><p>　　2.1.3 四相五線永磁型步進電機M35SP-7NP簡介<

38、;/p><p>　　M35SP-7NP是四相五線永磁型步進電機，其轉矩和體積較小，步進角為7.5度。電機共有四組線圈，四組線圈的一個端點連在一起引出，一根為電源引出線，這樣一共有5根引出線。</p><p>　　步進電機內(nèi)部結構圖如圖3所示。</p><p>　　圖3 步進電機內(nèi)部結構圖</p><p>　　2.1.4 紅外遙控簡介</p&

39、gt;<p>　　紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部份組成，應用編/解碼專用集成電路芯片來進行控制操作，如下圖4和圖5所示。發(fā)射部份包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、LED紅外發(fā)送器；接收部份包括光、電轉換放大器、解調(diào)、解碼電路。由于采用不同芯片其發(fā)送和接受的過程是不一樣的，此次設計采用的是HT6221紅外編碼芯片，0038一體化紅外接收頭。紅外遙控編碼和解碼原理如下圖所示：</p><p>　　2.2 步進電機

40、的工作原理</p><p>　　2.2.1 步進電機簡介</p><p>　　步進電機是將電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉過一個步距角。這一線性關系的存在，加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點。使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非

41、常的簡單。</p><p>　　正常情況下，步進電機轉過的總角度和輸入的脈沖數(shù)成正比；連續(xù)輸入一定頻率的脈沖時，電動機的轉速與輸入脈沖的頻率保持嚴格的對應關系，不受電壓波動和負載變化的影響。由于步進電動機能直接接收數(shù)字量的輸入，所以特別適合于微機控制。</p><p>　　（一）步進電機的靜態(tài)指標術語</p><p>　　1、相數(shù)：產(chǎn)生不同對N、S磁場的激磁線圈對數(shù)

42、。常用m表示。</p><p>　　2、拍數(shù)：完成一個磁場周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)用n表示，或指電機轉過一個齒距角所需脈沖數(shù)，以四相電機為例，有四相四拍運行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍運行方式即 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A。</p><p>　　3、步距角：對應一個脈沖信號，電機轉子轉過的角位移用θ表示。θ=360度（轉子齒數(shù)*運行拍數(shù)），以

43、常規(guī)二、四相，轉子齒為50齒電機為例。四拍運行時步距角為θ=360度/（50*4）=1.8度（俗稱整步），八拍運行時步距角為θ=360度/（50*8）=0.9度（俗稱半步）。</p><p>　　（二）步進電機動態(tài)指標及術語：</p><p><b>　　1、步距角精度：</b></p><p>　　步進電機每轉過一個步距角的實際值與理論值的誤

44、差。用百分比表示：誤差/步距角*100%。不同運行拍數(shù)其值不同，四拍運行時應在5%之內(nèi)，八拍運行時應在15%以內(nèi)。</p><p><b>　　2、失步：</b></p><p>　　電機運轉時運轉的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。稱之為失步</p><p><b>　　3、失調(diào)角：</b></p><p&g

45、t;　　轉子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機運轉必存在失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差，采用細分驅(qū)動是不能解決的。</p><p>　　4、電機正反轉控制：</p><p>　　當電機繞組通電時序為A-AB-B-BC-C-CD-D-DA時為正轉，通電時序為DA-D-CD-C-BC-B-AB-A時為反轉。</p><p>　　（三）步進電機的特征如下：</p>

46、<p>　　1、一般步進電機的精度為步進角的3%-5%，且不積累。</p><p>　　2、步進電機外表允許的最高溫度。</p><p>　　一般來講，磁性材料的退磁點都在攝氏130度以上，有的甚至高達攝氏200度以上，所以步進電機外表溫度在攝氏80-90度完全正常。</p><p>　　3、步進電機的力矩會隨轉速的升高而下降。</p>&

47、lt;p>　　當步進電機轉動時，電機各相繞組的電感將形成一個反向電動勢；頻率越高，反向電動勢越大。在它的作用下，電機隨頻率（或速度）的增大而相電流減少，從而導致力矩下降。</p><p>　　4、步進電機低速時可以正常轉動，但若高于一定速度就無法啟動，并伴有嘯叫聲。</p><p>　　步進電機有一個技術參數(shù)：空載啟動頻率，即步進電機在空載情況下能夠正常啟動的脈沖頻率，如果脈沖頻率高

48、于該值，電機不能正常啟動，可能發(fā)生丟步或堵轉。在有負載的情況下，啟動頻率應更低。如果要使電機達到高速轉動，脈沖頻率應該有加速過程，即啟動頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機轉速從低速升到高速）。</p><p>　　步進電動機以其顯著的特點，在數(shù)字化制造時代發(fā)揮著重大的用途。伴隨著不同數(shù)字化技術的發(fā)展以及步進電機本身技術的提高，步進電機將會在更多的領域得到應用。</p><p>

49、;　　2.2.2 步進電機的工作原理</p><p>　　步進電機的工作就是步進轉動，其功能是將脈沖電信號變換為相應的角位移或是直線位移，就是給一個脈沖信號，電動機轉動一個角度或是前進一步。步進電機的角位移量與脈沖數(shù)成正比，它的轉速與脈沖頻率(f)成正比，在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉過一個步距角。</p>

50、<p>　　如下圖6所示的步進電機為一四相步進電機，采用單極性直流電源供電。只要對步進電機的各相繞組按合適的時序通電，就能使步進電機步進轉動。</p><p>　　圖6 四相步進電機步進示意圖</p><p>　　開始時，開關SB接通電源，SA、SC、SD斷開，B相磁極和轉子0、3號齒對齊，同時，轉子的1、4號齒就和C、D相繞組磁極產(chǎn)生錯齒，2、5號齒就和D、A相繞組磁極產(chǎn)生

51、錯齒。</p><p>　　當開關SC接通電源，SB、SA、SD斷開時，由于C相繞組的磁力線和1、4號齒之間磁力線的作用，使轉子轉動，1、4號齒和C相繞組的磁極對齊。而0、3號齒和A、B相繞組產(chǎn)生錯齒，2、5號齒就和A、D相繞組磁極產(chǎn)生錯齒。依次類推，A、B、C、D</p><p>　　四相繞組輪流供電，則轉子會沿著A、B、C、D方向轉動。</p><p>　　單四

52、拍、雙四拍與八拍工作方式的電源通電時序與波形分別如圖7所示：</p><p>　　圖7 步進電機工作時序波形圖</p><p>　　2.3 步進電機常見的控制方案與驅(qū)動技術簡介</p><p>　?。ㄒ唬┏Ｒ姷牟竭M電機控制方案</p><p>　　1、基于電子電路的控制</p><p>　　步進電機受電脈沖信號控制，電

53、脈沖信號的產(chǎn)生、分配、放大全靠電子元器件的動作來實現(xiàn)。由于脈沖控制信號的驅(qū)動能力一般都很弱，因此必須有功率放大驅(qū)動電路。步進電機與控制電路、功率放大驅(qū)動電路組成一體，構成步進電機驅(qū)動系統(tǒng)。此種控制電路設計簡單，功能強大，可實現(xiàn)一般步進電機的細分任務。這個系統(tǒng)由三部分組成：脈沖信號產(chǎn)生電路、脈沖信號分配電路、功率放大驅(qū)動電路。系統(tǒng)組成如圖8所示。</p><p>　　圖8 基于電子電路控制系統(tǒng)</p>

54、<p>　　此種方案即可為開環(huán)控制，也可閉環(huán)控制。開環(huán)時，其平穩(wěn)性好，成本低，設計簡單，但未能實現(xiàn)高精度細分。采用閉環(huán)控制，即能實現(xiàn)高精度細分，實現(xiàn)無級調(diào)速。閉環(huán)控制是不斷直接或間接地檢測轉子的位置和速度，然后通過反饋和適當?shù)奶幚?，自動給出脈沖鏈，使步進電機每一步響應控制信號的命令，從而只要控制策略正確電機不可能輕易失步。該方案多通過一些大規(guī)模集成電路來控制其脈沖輸出頻率和脈沖輸出數(shù)，功能相對較單一，如需改變控制方案，必須需

55、重新設計，因此靈活性不高。</p><p>　　2、基于PLC的控制</p><p>　　基于PLC的步進電機控制系統(tǒng)有PLC、環(huán)形分配器和功率驅(qū)動電路組成?？刂葡到y(tǒng)采用PLC來產(chǎn)生控制脈沖。通過PLC編程輸出一定數(shù)量的方波脈沖，控制步進電機的轉角進而控制伺服機構的進給量，同時通過編程控制脈沖頻率來控制步進電機的轉動速度，進而控制伺服機構的進給速度。環(huán)形脈沖分配器將PLC輸出的控制脈沖按步

56、進電機的通電順序分配到相應的繞組。PLC控制的步進電機可以采用軟件環(huán)形分配器，也可采用硬件環(huán)形分配器。 </p><p>　　采用軟件來產(chǎn)生控制步進電機的環(huán)型脈沖信號，并用PLC中的定時器來產(chǎn)生速度脈沖信號，這樣就可以省掉專用的步進電機驅(qū)動器，降低硬件成本。但受到PLC工作方式的限制及其掃描周期的影響，步進電機不能在高頻下工作，無法實現(xiàn)高速控制。并且在速度較高時，由于受到掃描周期的影響，相應的控制精度就降低了。&

57、lt;/p><p>　　3、基于單片機的控制</p><p>　　采用單片機來控制步進電機，實現(xiàn)了軟件與硬件相結合的控制方法。用軟件代替環(huán)形分配器，達到了對步進電機的最佳控制。系統(tǒng)中采用單片機接口線直接去控制步進電機各相驅(qū)動線路。由于單片機的強大功能，還可設計大量的外圍電路，鍵盤作為一個外部中斷源，設置了步進電機正轉、反轉、檔次、停止等功能，采用中斷和查詢相結合的方法來調(diào)用中斷服務程序，完成對

58、步進電機的最佳控制，顯示器及時顯示正轉、反轉速度等狀態(tài)。環(huán)形分配器其功能由單片機系統(tǒng)實現(xiàn)，采用軟件編程的辦法實現(xiàn)脈沖的分配。</p><p>　　本方案有以下優(yōu)點：(1)單片機軟件編程可以使復雜的控制過程實現(xiàn)自動控制和精確控制，避免了失步、振蕩等對控制精度的影響；(2)用軟件代替環(huán)形分配器，通過對單片機的設定，用同一種電路實現(xiàn)了多相步進電機的控制和驅(qū)動，大大提高了接口電路的靈活性和通用性；(3)單片機的強大功能使

59、顯示電路、鍵盤電路、復位電路等外圍電路有機的組合，大大提高系統(tǒng)的交互性。</p><p>　　基于以上各種方案的對比，可以看出基于單片機的步進電機控制優(yōu)勢明顯，故本次設計采用基于單片機的控制方案。</p><p>　?。ǘ┎竭M電機驅(qū)動技術</p><p>　　步進電動機上個世紀就出現(xiàn)了，它的組成、工作原理和今天的反應式步進電動機沒有什么本質(zhì)區(qū)別，也是依靠氣隙間的磁

60、導變化來產(chǎn)生電磁轉矩。步進電機驅(qū)動技術指的是用步進電機驅(qū)動器的驅(qū)動級來實現(xiàn)對步進電機各相繞組的通電和斷電，同時也是對繞組承受的電壓和電流進行控制的技術。到目前為止，步進電機驅(qū)動技術通常分為單電壓驅(qū)動、單電壓串電阻驅(qū)動、高低壓驅(qū)動、斬波恒流驅(qū)動、升頻升壓驅(qū)動和細分驅(qū)動等。</p><p>　　單電壓驅(qū)動是通過改變電路的時間常數(shù)以提高電機的高頻特性。它的優(yōu)點是結構簡單、成本低；缺點是串接電阻器的做法將產(chǎn)生大量的能量損

61、耗，尤其是在高頻工作時更加嚴重，因而它只適用于小功率或?qū)π阅苤笜艘蟛桓叩牟竭M電機驅(qū)動。這種驅(qū)動方式目前主要用于小功率或啟動、運行頻率要求不高的場合。</p><p>　　高低壓驅(qū)動是指不論電動機的工作頻率是多少，在導通相的前沿用高電壓供電來提高電流的上升沿斜率，而在前沿過后采用低電壓來維持繞組的電流，即采用加大繞組電流的注入量以提高出力，而不是通過改善電路的時間常數(shù)來使矩頻性能得以提高。但是使用這種驅(qū)動方式的電

62、機，其繞組的電流波形在高壓工作結束和低壓工作開始的銜接處呈凹形，致使電機的輸出力矩有所下降。這種驅(qū)動方式目前在實際應用中還比較常見。</p><p>　　細分驅(qū)動是指在每次脈沖切換時，不是將繞組的全部電流通入或切除，而是只改變相應繞組中電流的一部分，電動機的合成磁勢也只旋轉步距角的一部分。細分驅(qū)動時，繞組電流不是一個方波而是階梯波，額定電流是臺階式的投入或切除。比如：電流分成n個臺階，轉子則需要n次才轉過一個步距

63、角，即n細分細分驅(qū)動最主要的優(yōu)點是步距角變小，分辨率提高，且提高了電機的定位精度、啟動性能和高頻輸出轉矩：其次，減弱或消除了步進電機的低頻振動，降低了步迸電機在共振區(qū)工作的幾率?？梢哉f細分驅(qū)動技術是步進電動機驅(qū)動與控制技術的一個飛躍。</p><p>　　通過對比以上各種驅(qū)動技術，我們可以看出細分驅(qū)動技術優(yōu)勢明顯，其控制的步距角小，定位精度高，啟動性能好等，此次設計也是采用的細分驅(qū)動技術。</p>

64、<p>　　2.4 系統(tǒng)總體設計方案</p><p><b>　　2.4.1系統(tǒng)框圖</b></p><p>　　步進電機的控制系統(tǒng)的框圖如圖9所示：</p><p><b>　　圖9 系統(tǒng)結構框圖</b></p><p>　　2.4.2 系統(tǒng)設計方案與功能簡述</p>&l

65、t;p>　　本次設計采用AT89S52單片機作為控制器元件。整個控制系統(tǒng)主要由四部分組成，各部分主要功能簡介如下：</p><p>　　(1) 鍵盤與紅外控制電路部分</p><p>　　鍵盤由單片機的P3口的P3.5、P3.6、P3.7來控制，采用獨立按鍵設計。其功能分別為：正轉（加速）、反轉（減速）、停止。紅外接收頭采用萬能式一體式接收頭，連接在單片機的P3.2（INT0）口，通

66、過外部中斷在接收處理遙控器發(fā)射的控制信號。在軟件中，采用循環(huán)掃描法來實現(xiàn)鍵盤的識別與處理。</p><p>　　(2) 顯示電路控制部分</p><p>　　在此次設計里，顯示器件采用了一位8段共陽LED數(shù)碼管顯示器。通過它來顯示步進電機當前運行級別等級。顯示硬件電路采用共陽數(shù)碼管加PNP型9012三極管驅(qū)動，驅(qū)動電流更大，使數(shù)碼管更加明亮，使電路的連接更加規(guī)范穩(wěn)定。</p>

67、<p>　　(3) 步進電機的勵磁控制</p><p>　　步進電動機的勵磁方式可以分為全步勵磁及半步勵磁。適當控制步進電機A、B、/A、/B的勵磁信號，即可控制步進電機的轉動。每輸出一個脈沖信號，步進電動機只走一步。因此，依序不斷地送出脈沖信號，即可令步進電動機連續(xù)轉動。在本設計中，通過設置AT89S52的定時器的初始值來實現(xiàn)89C51的端口輸出相應的相序脈沖，從而實現(xiàn)對步進電機的控制。</p

68、><p>　　(4) 步進電機的驅(qū)動電路</p><p>　　在本設計中，采用ULN2003A作為步進電機的驅(qū)動芯片，ULN2003A是高耐壓、大電流、內(nèi)部由七個硅NPN 達林頓管組成的驅(qū)動芯片。經(jīng)常用在顯示驅(qū)動、繼電器驅(qū)動、照明燈驅(qū)動、電磁閥驅(qū)動、伺服電機、步進電機驅(qū)動等電路中。ULN2003 的每一對達林頓都串聯(lián)一個2.7K 的基極電阻,在5V 的工作電壓下它能與TTL 和CMOS 電路直

69、接相連，可以直接處理原先需要標準邏輯緩沖器來處理的數(shù)據(jù)。ULN2003 工作電壓高，工作電流大，灌電流可達500mA，并且能夠在關態(tài)時承受 50V 的電壓，輸出還可以在高負載電流并行穩(wěn)定的運行。是最佳的驅(qū)動選擇之一。</p><p><b>　　2.5 小結</b></p><p>　　本章主要介紹了此次設計中所用的各種器件以及整個系統(tǒng)設計的總體方案，包括AT89S5

70、2單片機介紹、基本器件四相五線永磁型步進電機M35SP-7NP簡介、步進電機驅(qū)動芯片ULN2003A簡介以及紅外遙控簡介等，并繪出了系統(tǒng)框圖，對各部分框圖的功能進行了介紹。在下一章將通過具體的電路來實現(xiàn)上述框圖的功能。</p><p><b>　　系統(tǒng)整體硬件設計</b></p><p>　　3.1 單片機最小系統(tǒng)電路設計</p><p>　　

71、圖10所示的為AT89S52單片機的最小系統(tǒng)圖，它是單片機工作的基本保證，包括電源電路、振蕩電路和復位電路。</p><p>　　單片機的復位采用高電平復位，主要有按鍵復位和上電復位，此處上電復位電路利用10uF電解電容充電，10K電阻對充電電容放電，電容充電時間為t=10uF * 10K=100mS，足以使單片機在高電平期間完成復位操作。按鍵復位，5V電源經(jīng)過220Ω限流電阻和按鍵直接接到RST引腳，當按鍵按下

72、RST直接被拉高實現(xiàn)復位操作。</p><p>　　振蕩電路是產(chǎn)生單片機工作的時序是單片機所必須的，單片機的一切控制操作都是基于這個時鐘基準工作的。MCS-51單片機的時鐘振蕩器是由單片機內(nèi)部反相器的外接晶振及微調(diào)電容組成的一個三點式振蕩器，將晶振和微調(diào)電容接到單片機的XTAL1和XTAL2引腳段即可產(chǎn)生自激振蕩，產(chǎn)生時鐘周期。在實際中采用12MHz晶振和2個30pF微調(diào)電容組成單片機的振蕩電路。</p&g

73、t;<p>　　RAM是單片機的數(shù)據(jù)存儲器，分為片內(nèi)和片外，AT89S52單片機內(nèi)部的有256B RAM，可尋址空間為64K，此處設計無外接擴展。ROM是單片機的程序存儲器，也分為片內(nèi)外ROM，可尋址空間為64K，在AT89S52單片機中，有8K的內(nèi)部ROM，足夠此次設計中程序的存儲，也無需擴展外接。</p><p>　　在圖10中下部分為電源接口電路，在此次設計中采用適配器，將5V電源通過電源座接

74、口引進，供整個系統(tǒng)工作。電源是所有系統(tǒng)工作的基礎，電源穩(wěn)定，系統(tǒng)的工作才能可靠。電源在引進本系統(tǒng)后，有開關控制電源的接通，0.1uF電容濾波處理，還有LED電源指示燈等。</p><p>　　圖10 單片機最小系統(tǒng)圖</p><p>　　3.2 狀態(tài)顯示模塊硬件電路設計</p><p>　　狀態(tài)顯示模塊硬件電路包括LED顯示電路設計和數(shù)碼管顯示電路設計兩部分。<

75、;/p><p>　　圖11所示的電路為指示等電路，其中紅色的LED表示步進電機停止轉動，綠色的表示步進電機正轉，黃色的表示步進電機反轉。電路中采用LED燈的負極接單片機的I/O口，正極經(jīng)220R限流電阻到5V電源，這樣IO口輸出低電平就可以驅(qū)動LED燈，此種接法采用灌電流驅(qū)動，提高了單片機的驅(qū)動能力。</p><p>　　圖12所示的電路是數(shù)碼管驅(qū)動電路用來指示步進電機運行速度的級別，采用共陽

76、數(shù)碼管，用PNP三極管驅(qū)動。只要單片機的P30口輸出一個低電平，PNP三極管導通，三極管的基極（COM網(wǎng)絡）會被拉高，就可以驅(qū)動數(shù)碼管顯示了。此種接法可使數(shù)碼管的亮度增加，顯示清晰。</p><p>　　圖11 轉向指示燈電路 圖12 數(shù)碼管顯示與驅(qū)動電路</p><p>　　3.3 按鍵與紅外接收模塊硬件電路設計</p><p>

77、　　在電路中紅外信號發(fā)送采用現(xiàn)有的遙控器發(fā)射紅外線，在接收模塊中由紅外接收頭去接收遙控器發(fā)射的紅外線，在單片機程序中通過對紅外遙控器鍵值的判斷來實現(xiàn)相應的操作，從而實現(xiàn)對步進電機的正反轉控制，速度調(diào)節(jié)和速度級別的顯示。</p><p>　　圖13是按鍵電路，S1按下表示步進電機正轉，S2按下表示步進電機反轉，S3按下步進電機停止轉動。采用低電平控制。在程序中，單片機不停的掃描檢測對應IO口電平的變化，來判斷是哪個

78、鍵按下，從而在程序中去調(diào)用相應的程序，執(zhí)行操作。</p><p>　　圖14是紅外接口電路，此處只要插上一個紅外接收頭就可以接收到紅外信號，并對步進電機進行控制。</p><p>　　圖13 按鍵電路 圖14 紅外接口電路</p><p>　　3.4 ULN2003A步進電機驅(qū)動模塊硬件電路設計</p><

79、;p>　　此電路是步進電機的驅(qū)動部分，選用的是ULN2003A芯片來驅(qū)動的，ULN2003系列是一款高耐壓，大電流達林頓管驅(qū)動器，包含7個NPN達林頓管。通過ULN2003A構成的驅(qū)動電路比較常用，如下圖15所示。</p><p>　　通過單片機的P2.0~P2.3 輸出脈沖到ULN2003A的IN1~IN4口，經(jīng)信號放大后從OUT1~OUT4 口分別輸出到電機的A、B、C、D相，這樣通過單片機的IO口輸出

80、的脈沖信號經(jīng)過ULN2003A放大后，連接到步進電機A、B、C、D四相后，可直接驅(qū)動步進電機，實現(xiàn)對步進電機的控制。</p><p>　　圖15 步進電機驅(qū)動電路</p><p>　　3.5 ISP單片機在線程序下載器接口電路</p><p>　　圖16是AT89S52特有的在線程序下載接口電路，只需要一個ISP線就可以很方便的將寫好的程序下載到單片機中去。<

81、/p><p>　　圖16 程序下載接口電路</p><p><b>　　3.6 小結</b></p><p>　　本節(jié)主要介紹了系統(tǒng)設計中硬件電路的設計，包括單片機最小系統(tǒng)電路，與ULN2003步進電機驅(qū)動電路等。在相應電路中都有文字說明，具體介紹了各個模塊電路的工作過程或是設計思想。</p><p><b>　　

82、系統(tǒng)軟件設計</b></p><p>　　4.1 軟件設計思路</p><p>　　在程序設設計中，首先是對系統(tǒng)進行各種初始化處理，包括定時器，中斷以及其他寄存器和Ｉ/Ｏ口的處理等。</p><p>　　在main()函數(shù)中的主循環(huán)不停的執(zhí)行按鍵掃描并調(diào)用數(shù)碼管顯示程序，單片機檢測到有按鍵按下，判斷該值，并執(zhí)行相應的操作，如果是正轉按鍵按下，則置位正轉標

83、志位，單片機于是調(diào)用正轉程序代碼，向單片機I/O口輸出控制脈沖，控制步進電機的正轉。同理，當有反正或是停止按鍵按下時，單片機調(diào)用相應的程序，使單片機的IO口輸出相應的控制脈沖，從而控制步進電機的運轉。</p><p>　　程序運行后，單片機開始不停地通過外部中斷0檢測有無中斷信號輸入（紅外控制信號通過紅外接收頭接到單片機的外部中斷0引腳輸入端），如果有檢測到中斷信號，就轉入中斷服務程序，控制相關的變量，讓單片機處

84、理紅外信號，將其接收到的紅外信號轉變?yōu)樵即a，單片機再根據(jù)這個代碼值來做相應的處理，包括調(diào)用顯示程序和步進電機控制程序等。</p><p>　　4.2 系統(tǒng)設計主程序流程圖</p><p>　　系統(tǒng)分為初始化程序、電機運行子程序（包括電機正轉、反轉、加減速停止等）、按鍵及紅外掃描子程序等組成，其主程序框圖如下圖17所示。</p><p>　　程序流程圖相關說明，單

85、片機上電后，程序開始執(zhí)行，首先系統(tǒng)初始化，包括各個寄存器，IO口，中斷，定時器等等，之后開始按鍵掃描。當有按鍵按下時，單片機就會調(diào)用相關的步進電機運行子程序。若有外部中斷0輸入（即接收到了紅外信號），單片機開始處理紅外程序，根據(jù)紅外處理后的結果開始調(diào)用步進電機運行子程序和顯示子程序。完成之后系統(tǒng)返回，開始下一次掃描，如此循環(huán)。</p><p>　　圖17 系統(tǒng)主程序流程圖</p><p>

86、　　4.3 主程序初始化流程圖</p><p>　　對相應的系統(tǒng)參數(shù)進行初始化，包括系統(tǒng)上電默認運行參數(shù)設定，包括四相八拍的工作方式，初始速度檔位是30轉/分，系統(tǒng)中斷設定，定時器設定，載入定時器初值和默認的工作參數(shù)等，具體流程圖如下圖18所示。</p><p>　　圖18 系統(tǒng)初始化程序流程圖</p><p>　　4.4 步進電機運行控制子程序流程圖</p&

87、gt;<p>　　步進電機控制子程序流程圖說明，如圖19所示。程序開始執(zhí)行后，當有按鍵或是紅外信號被單片機檢測到后，判別這個信號是方向控制信號還是步進電機啟動運轉信號，若是方向控制信號，置位控制方向的標志位，改變步進電機的轉動方向。若是紅外信號控制信號，處理之后調(diào)用，步進電機運行程序，輸出控制脈沖去控制步進電機的運轉。若是復位鍵或是停止鍵，系統(tǒng)復位或是將停止標志位置位，停止輸出控制脈沖，步進電機停止運轉。當多次按下正轉鍵或

88、是反轉鍵時，步進電機開始加速或是減速，其速度值以0-9等級級別在數(shù)碼管上顯示。</p><p>　　圖19 步進電機運行控制子程序流程圖</p><p>　　4.5系統(tǒng)程序簡要說明</p><p>　　主要函數(shù)及頭文件的說明：</p><p>　　#include<reg52.h> //AT89S52單片機的包含文

89、件</p><p>　　void main() //負責系統(tǒng)程序的初始化，按鍵掃描，數(shù)碼管顯示，</p><p><b>　　//LED指示燈</b></p><p>　　display（） //負責數(shù)碼管顯示，顯示電機轉速級別</p><p>　　void tim

90、eint(void) interrupt 1 //定時器中斷處理函數(shù)，負責掃描紅外控制信號以及//電機脈沖產(chǎn)生控制等</p><p>　　void gorun() //電動機運行脈沖控制序列產(chǎn)生函數(shù)，通過改變調(diào)用//該函數(shù)的時間間隔可以實現(xiàn)加減速，并且也可以控//制電機正反轉</p><p>　　#include<IRed.h>/

91、/紅外脈沖處理頭文件，對接收到的脈沖處理文件</p><p>　　本次設計的軟件部分，是很重要的一個環(huán)節(jié)，是整個系統(tǒng)的靈魂。在主函數(shù)main中，初始化系統(tǒng)，開啟定時中斷與外部中斷。在while中不停進行按鍵掃描，并調(diào)用顯示函數(shù)。同時定時器不停的產(chǎn)生控制脈沖，控制步進的運行狀態(tài)，并進行紅外脈沖的掃描。另外，外部中斷0與紅外接收頭相連，當有紅外控制信號脈沖發(fā)射出來，經(jīng)過外部中斷0的處理，翻譯成按鍵對應的標志碼，在定時

92、中斷中檢測這個按鍵代碼值，就可以執(zhí)行相應的操作，從而去控制電機及顯示。綜合各個模塊就可以實現(xiàn)整個系統(tǒng)的功能。</p><p><b>　　系統(tǒng)運行與調(diào)試</b></p><p><b>　　5.1開發(fā)軟件簡介</b></p><p>　　本設計在設計過程中主要用到仿真軟件PROTEUS和C51編譯器keil這兩個開發(fā)軟件，

93、其中仿真軟件Proteus能在不搭建真實的硬件電路板就可以模擬出真實的效果來，而keil C51能很好的編譯單片機程序，并且在keil里面能很方便的調(diào)試單片機的程序從而實現(xiàn)了兩個開發(fā)軟件的優(yōu)勢互補，大大加快整個設計的開發(fā)速度，本次設計繪制原理圖及PCB圖采用的軟件是Altium公司的Altium Designre 6.9，Altium Designer 是業(yè)界首例將設計流程、集成化 PCB 設計、可編程器件（如 FPGA）設計和基于處理

94、器設計的嵌入式軟件開發(fā)功能整合在一起的產(chǎn)品，一種同時進行電子線路、PCB和FPGA設計以及嵌入式設計的解決方案，是繪制原理圖和PCB最佳選擇之一。</p><p>　　5.1.1 Keil編程軟件簡介與使用</p><p>　　Keil 是美國Keil公司的C51編譯器，它被嵌入到了Keil uVision集成開發(fā)環(huán)境中。Keil是目前最常用的編譯器，支持浮點等到類型，支持多維數(shù)組，能生成

95、對應的匯編代碼，能直接編譯匯編代碼程序和內(nèi)嵌多種工具，可以方便的鏈接，生成可執(zhí)行文件。Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil C51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。</p><p>　　5.1.2 Proteus仿真軟件的簡

96、介與使用</p><p>　　Proteus軟件是來自英國Labcenter electronics公司的EDA工具軟件。 Proteus軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用，除了其具有和其它EDA工具一樣的原理布圖、PCB自動或人工布線及電路仿真的功能外，其革命性的功能是，他的電路仿真是互動的，針對微處理器的應用，還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，并實現(xiàn)軟件源碼級的實時調(diào)試。Proteus 產(chǎn)品系列也包含了

97、革命性的VSM技術,用戶可以對基于微控制器的設計連同所有的周圍電子器件一起仿真。PROSPICE 仿真器的一個擴展PROTEUS VSM:便于包括所有相關的器件的基于微處理器設計的協(xié)同仿真。此外，還可以結合微控制器軟件使用動態(tài)的鍵盤，開關，按鈕，LEDs甚至LCD顯示CPU模型。</p><p>　　PROTEUS的特點主要有：</p><p>　?。?）支持許多通用的微控制器，如PIC,

98、AVR,HC11以及8051； </p><p>　?。?）交互的裝置模型包括：LED和LCD顯示,RS232終端,通用鍵盤；</p><p>　?。?）強大的調(diào)試工具；包括寄存器和存儲器,斷點和單步模式；</p><p>　　（4）IAR C-SPY 和Keil uVision3等開發(fā)工具的源層調(diào)試；</p><p>　　（5）應用特殊模型

99、的DLL界面-提供有關元件庫的全部文件。</p><p>　　5.1.3系統(tǒng)的仿真圖</p><p><b>　　圖20 系統(tǒng)仿真圖</b></p><p>　　圖20為仿真結果圖，在Proteus中電路連接如上，D1藍色燈，表示電機正轉，D2黃色燈，表示電機反正，D3紅色燈，表示電機停止運轉。數(shù)碼管表示步進電機運行的速度級別0-9級。三個按鍵

100、分別是正轉、反轉、停止。當上電開始仿真時，紅燈亮，步進電機停止，數(shù)碼管顯示為0，系統(tǒng)正常。當按下正轉鍵，步進電機開始正轉，數(shù)碼管顯示1，步進電機運行最快，再按一下數(shù)碼管顯示2，電機速度降低一個等級，如此直至顯示9，之后又回歸到顯示0，步進電機停止運行。同理，反轉鍵也是如此。在任何時候按下停止按鍵時，步進電機都會立刻停止運轉，數(shù)碼管顯示為0。</p><p>　　5.2系統(tǒng)的軟硬件聯(lián)調(diào)及問題總結</p>

101、<p>　　（一）硬件調(diào)試的步驟</p><p>　　仿真完全實現(xiàn)其所需的功能以后，并在接入電源之前，用萬用表對整個電路進行檢查，查看是否在聯(lián)線過程中是否出現(xiàn)問題。檢查硬件電路內(nèi)容按如下步驟：1、檢查線路的焊接問題。2、檢查電路是否有沒接的線路。3、各種外圍器件有沒接錯。在接上電源以后看芯片是否都是在正常工作電壓下工作，其它器件是否正常工作等。</p><p><b&g

102、t;　?。ǘ┱{(diào)試總結</b></p><p>　　雖然在仿真軟件調(diào)試好之后沒有什么問，看似都很正常?？傻搅藢嵨锟倳龅揭恍﹩栴}。首先，在焊接完成后，上電，燒錄程序，發(fā)現(xiàn)預先的程序在剛做好的板子上跑步起來，電機嗡嗡的想，但不轉，開始檢查硬件電路才發(fā)現(xiàn)，電機接口插座焊反了，拆焊，重新裝上，電機轉動起來，各種顯示也正常。其次，在電路中由于電機是感性負載，會對電路產(chǎn)生一些干擾，可以在電路中多加一些104的此

103、片電容，并且最好加一些100uF的電解電容在ＶＣＣ和ＧＮＤ之間，以增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性。最后的問題主要在程序中了，可能很多時候在改程序的時候，發(fā)現(xiàn)電機根本就不轉，以及其他各種莫名其妙的問題，花了很多的時間，程序的調(diào)試是一個講究細心和耐心的工作，必須認真分析，理清其中的各種邏輯關系，切忌浮躁，慢慢調(diào)試，直至達到效果最佳。</p><p><b>　　總結與展望</b></p><

104、;p><b>　?。ㄒ唬┱撐墓ぷ骺偨Y</b></p><p>　　本次畢業(yè)設計能夠?qū)崿F(xiàn)對步進電機的啟動、正反轉、速度調(diào)節(jié)和停止等功能，通過本次畢業(yè)設計增強了我對軟件編程和硬件設計的掌握，并且熟悉了ULN2003A電機驅(qū)動芯片，對步進電機的了解更是深了。步進電機可以把脈沖信號轉換成角位移，并且可用作電磁制動輪、電磁差分器、或角位移發(fā)生器等，用在各種控制系統(tǒng)中?？梢哉f步進電機有著廣闊的市場

105、和遠大的發(fā)展前景。本設計實現(xiàn)了占用CPU時間少，效率高；易于控制步進電機的轉向轉速等。此外，本設計過程考慮比較全面，特意加上了紅外遙控功能?？梢酝ㄟ^紅外遙控步進電機，控制其運行狀態(tài)，以滿足不同用戶在不同場合的要求。本次設計采用的是通過單片機軟件產(chǎn)生脈沖來實現(xiàn)對步進電機的控制，性能穩(wěn)定，經(jīng)濟效益高，使用方便靈活，具有很高的實用價值，值得我們研究。</p><p>　?。ǘ罄m(xù)工作的展望</p>&

106、lt;p>　　本文雖然在應用單片機對步進電機的控制果真取得了一些研究成果，提出了解決方案和可行性算法。但是在芯片的發(fā)展，以及出現(xiàn)了更高級的芯片能夠很好的控制步進電機，能夠很大程度上提高電機的精確性和穩(wěn)定性。</p><p>　　從總體來說，本文重點是實現(xiàn)了AT89S52對步進電機的控制實現(xiàn)以及對單片機的外圍電路等進行了基礎性的研究，由于時間和條件的限制，雖然取得了一定的效果，但尚存在一定不足之處，比如，紅外

107、控制時顯示不夠?qū)崟r，由于程序的調(diào)試的原因，不能及時解決，有待今后進一步的研究。</p><p>　　回顧過去，展望未來，我們更應該不斷的學習著，不斷的準備著，把自己的知識更好的運用與實踐中。</p><p>　　參考文獻（References）</p><p>　　[1] 趙全利 肖興達.單片機原理及應用教程[M]. 北京:機械工業(yè)出版社，2005.</p&g

108、t;<p>　　[2] 康華光編，電子技術基礎模擬部分（第五版），高等教育出版社，2006</p><p>　　[3] 朱清慧，張鳳蕊等編著. PROTEUS教程——電子線路設計、制版與仿真[M]. 北京：清華大學出版社，2008</p><p>　　[4] 史九貴 編著，基于Altium Designer的原理圖與PCB設計[M],北京：機械工業(yè)出版社，2010</p

109、><p>　　[5] 王鴻鈺.步進電機控制入門[M].上海:同濟大學出版社,1990.</p><p>　　[6] 袁任光,張偉武.電動機控制電路選用與258實例[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005.</p><p>　　[7] 韓利虎. 淺談步進電機的基本原理[J]. 內(nèi)蒙古石油化工, Inner Mongolia Petrochemical Industry, 2