简易步进电动机.pdf

单片机原理及系统课程设计 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 评语： 平时（ 40 ） 修改（ 30 ） 报告（ 30 ） 总成绩 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2012 年 7 月 1 日 单片机原理及系统课程设计报告 简易步进电动机控制设计 1 引言 随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测 技术日益更新。步进电动机是一种将脉冲信号变换成相应的角位移（或线性位移） 的电磁装置，是一种特殊的电动机。 通过介绍步进电机以及单片机原理、系统的硬件电路、程序组成，设计相应 电路，进行仿真。该设计具有思路明确、可靠性高、稳定性强等特点，相应程序 输入单片机并按顺序给绕组施加有序的脉冲电流，控制电动机转动。 2 设计方案及原理 本次实验的设计思路是以 51 系列单片机 8051 为控制核心所设计的步进电机 的控制系统，用汇编语言编写出电机的正转、反转，通过单片机、电机的驱动芯 片 ULN2803 实现以上功能，通过指示灯进行显示。该系统是用单片机软件程序来 产生脉冲分配信号，即把数字控制计数的高精度等方面的优势有效地应用于步进 电机控制系统，电路包括晶振电路，复位电路，显示电路，时钟电路，功率放大 电路等。 步进电机的工作就是步进转动，其功用是将脉冲电信号变换为相应的角位移 或是直线位移，就是给一个脉冲信号，电动机转动一个角度或是前进一步。步进 电机的角位移量与脉冲数成正比，它的转速与脉冲频率 (f) 成正比，在非超载的情 况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载 变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。 3 硬件设计 系统整体图如图 1 所示，本系统采用外部中断方式， p1 口作为信号的输出部 分，通过 ULN2803A 输出信号驱动电机运转以及显示电路显示信息。 实验设计思路如图 2，电路系统控制过程如下：通过时钟电路提高单片机运行 速度，晶振电路稳定电压电流，单片机输出相应程序，经由 p1 口将信号通过 ULN2803A 进行功率放大，将放大后的信号通过 15、17 号引脚输入电动机中，实 现电动机的运转功能。 。 1 单片机原理及系统课程设计报告 图 1 实验电路连接图 UNL 时钟电路 控制 端口 2803A 机 8051 电 动