步進電機控制實訓報告

2010/2011學年第學期

專用周

課程名稱 ：班 級 ： ： ： 教學周數 ：

地 點 ： 指導教師 ：介紹了一種基于AT8952單片機步進電機的設計,系統分為、LCD顯示步進電機個模塊,對工作原理、硬件電路和軟件進行了詳細介紹。電子技術單片機軟硬件技術

圖1 系統框圖

微控制模塊選擇

方案一：采用89S52作為步進電機控制器。經典52單片機具有價格低廉、使用簡單等優點。一個微型計算機，其控制模塊功能較全。

方案二：采用STM32F103XX作為步進電機控制器。STM32通過寄存器模式，尋址方式靈活，RAM和FLASH容量大，運算速度快、低功耗、低電壓等，且通過TIM2的輸出比較模式來控制步進電機以連續周期的50%和一個可變頻率。DMA控制器可用來改變時鐘周期，Systick定時器靈活地產生中斷。但這次設計可編程控制器控制電機較簡單沒必要采用STM32，51就可以。

基于以上分析，選擇方案一。

步進電機

步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元件。在非超載的情況下，電機的轉速、啟停的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，即給電機一個脈沖信號， 電機則轉過一個步距角。因此，步進電機具有快速啟停能力，如果負荷不超過步進電機所能提供的動態轉矩值，就能立即使步進電機啟動或反轉，而且步進電機的轉換精度高，驅動電路簡單，非常適合定位控制系統。

步進電機驅動模塊的選擇

方案一：采用繼電器對電動機的開和關進行控制，通過開關的切換對電機的速度進行調整。這個方案的優點是電路較為簡單，實現容易；缺點是繼電器的響應速度慢、機械結構易損壞、壽命較短。

方案二： 采用DSP芯片，配以電機控制所需要的外圍功能電路，通過數控電壓源調節電機運行速度，實現控制物體的運動軌跡。該方案優點是體積小、結構緊湊、使用便捷、可靠性提高。但系統軟硬件復雜、成本高。

方案三： 采用專用芯片ULN2003。ULN2003 是高壓大電流達林頓晶體管陣列系列產品,具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負載能力強等特點,適應于各類要求高速大功率驅動的系統。引腳1：CPU脈沖輸入端，端口對應一個信號輸出端。

引腳2：CPU脈沖輸入端。

引腳3：CPU脈沖輸入端。

引腳4：CPU脈沖輸入端。

引腳5：CPU脈沖輸入端。

引腳6：CPU脈沖輸入端。

引腳7：CPU脈沖輸入端。

引腳8：接地。

引腳9：該腳是內部7個續流二極管負極的公共端，各二極管的正極分別接各達林頓管的集電極。用于感性負載時，該腳接負載電源正極，實現續流作用。如果該腳接地,實際上就是達林頓管的集電極對地接通。

引腳10：脈沖信號輸出端，對應7腳信號輸入端。

??

參考電路接法

引腳11：脈沖信號輸出端，對應6腳信號輸入端。

引腳12：脈沖信號輸出端，對應5腳信號輸入端。

引腳13：脈沖信號輸出端，對應4腳信號輸入端。

引腳14：脈沖信號輸出端，對應3腳信號輸入端。

引腳15：脈沖信號輸出端，對應2腳信號輸入端。

引腳16：脈沖信號輸出端，對應1腳信號輸入端。

3.2 LCD1602顯示：

在本系統中我們采用1602字符型液晶顯示模塊來顯示步進電機的轉速、起停以及正反轉等步進電機的狀態。字符型液晶顯示模塊是專門用于顯示字母、數字、符號等的點陣型液晶顯示模塊。分4位和8位數據傳輸方式。提供內部自動上電復位電路，+5V工作電壓。一共有16個引腳，其中一對電源引腳、一對LED背光電源引腳、LCD驅動電壓引腳、一個模式選擇引腳用p2.2口來控制、一個讀寫操作引腳用p2.1口控制、一個使能引腳用p2.0口來控制、7個數據引腳用p0口來控制。其中LCD驅動電壓V0可通過滑動變阻器進行調節，一般V0為零伏。具體應用電路圖如圖5所示：

圖5 LCD顯示模塊應用電路

系統軟件設計

本系統的軟件設計分LCD顯示子程序、按鍵掃描測試、步進電機控制程序和主程序組成。整個系統采用C語言進行編寫。

主程序

主程序包括系統的初始化、LCD子程序的調用以及定時器中斷函數和步進電機控制函數組成。系統初始化包括對LCD顯示模塊數據位、命令位，步進電機停止、轉速的定義與初始化，LCD顯示程序顯示靜態的“Step Motor”和動態的不同速度水平式步進電機的轉速以及正反轉的標志，定時器中斷函數主要設定定時器中斷間隔和步進電機的轉速，步進電機控制函數由步進電機索引函數和對索引值的加減函數組成。系統的主程序流程圖如圖10所示

圖10 主函數流程圖

LCD子程序

LCD子程序主要實現的功能是顯示步進電機的狀態。顯示動態字符函數是用來顯示步進電機的轉速計轉向狀態，例如：第一行顯示：Step M

總結

以上是生活随笔為你收集整理的单片机C语言步进电机实训报告,步进电机控制实训报告.doc的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。