1、目錄摘要1一、課程設計目的與要求11. 課程設計目的22 設計要求2二、電路設計原理及原理圖21. 設計方案22. 電路原理22.1開關控制電路22.2晶振電路32.3復位電路32.4電機驅動電路43. 原理圖44. 流程圖55. 軟件設計6三、設計過程61. 籌備過程62. 制作過程73. 調試過程74元件清單7四、總結71.結論總結82心得體會8五、致8六、參考文獻8附件8單片機步進電機控制器摘要本設計就是以單片機AT89C51為核心，附以外圍電路，實現步進電機正 反轉及停頓的系統；運用單片機的運算和處理能力和 ULN2003A電機驅動芯 片來實現電機的正轉、反轉、停頓等功能，并運用軟件

2、Proteus進展仿真來 得到實驗結果。'、 課程設計目的與要求1課程設計目的設計一采用單片機實現控制小車的前進、后退、停頓功能的控制器。并熟練 對單片機編程及軟件的實際應用。2.設計要求1采用單片機控制2所控制小車由步進電機驅動3能實現小車的前進、后退、停頓的功能二、電路設計原理及原理圖1設計方案本設計通過AT89C5仲片機的I/O 口對ULN2003A電機驅動芯片賦值來控制 電機，單片機的P1 口的低四位作為步進電機的控制輸出,P0. 0, P0. 1連接兩點動 開關，作為電機運行模式的切換控制方式。圖1.系統框圖晶振電路kFREQT2MHZ單片機AT89C51復位電路11步進電機

3、電機驅動芯片正仮轉MOTOR-STEPPERUIN20Q3A控制開關圖2.系統功能圖2電路原理AT89C51是集成40個I/O 口的單片機，擁有12MHZ的晶振周期，電路擁有 可控復位電路。ULN2003A電機驅動電路可以實現電機的速度調整。本電路實現 電機調速主要利用了 ULN2003A的引腳的電平控制，讓其電平的上下變化可以跟 據單片機程序來進展調節，本電路分別進展了設置，當正轉開關閉合時，可以控 制電機正轉，當反轉開關閉合時，可以控制電機反轉。2.1開關控制電路當正轉開關閉合時，電機正轉；當反轉開關閉合時，電機反轉；當兩開關都 斷開時，電機停頓轉動H R347k <TEXT>

4、R447k <TEXT-POD/ADOP0.1/AD1P0.2/AD2PC3/AD3PO 4/AD4PO 5/AD539亙37垂34 o圖3.開關控制電路2.2晶振電路為AT89C51提供晶振。C2口 X1I CRYSTALFREQ=12MHzU11918>XTAL1XTAL220pF圖4.晶振電路2.3復位電路給單片機提供復位功能。C2R2 uo| | jysT4E f* | "20pF口 XIU12.4電機驅動電路+12VC4”"i 卜 xC3譏-R1圖5.復位電路0U2 _9 16 15 14 n 12 FWCOMCRYSTAL PRZQH取吃-IflAT

5、AL1P£T可ITPSENALEEAJLN2003A圖6.電機驅動電路4 / 121B2B3B4B58ee7BP10P1.1P12P13P14P15P1.6P1.7AT89C:3.原理圖首先在PROTEUS件下創立步進電機電路原理圖。根據設計需求翻開器件 模型庫，在MCU庫查找AT89C51模型,在電機類庫中查找步進電機模型，在模擬IC 庫查找電機驅動器ULN2003A模型，依次在相應器件模型子庫中查找單片機的外 圍復位電路、晶振電路等的常用器件模型；然后將軟件左側的器件拾取框將相應 器件拖入原理圖工作區，基于單片機控制的電機原理圖如圖 7所示。1"£江 jL-璋

6、斡Entaw町£4心'WMXP71AI3 旳解"MlFI序 H*PI JF1MAHF3 JPEiA1BKDI圖7.單片機步進電機控制原理圖4流程圖5軟件設計步進電機的驅動編寫是通過時下最流行的KEIL UV ISION一體化集成編程軟件完成，在KE IL環境下編寫程序并生成二進制文件。軟件流程圖如圖2所示。主要是設置兩個按鍵對電機進展正反轉控制 ，在驅動程序中設定每次按鍵的步進 值。在軟件設計局部，首先要進展數據初始化，然后進展首要操作判決，執行如下語 句即可實現對按鍵的掃描，其中第一句為步進電機的初始角度定義，一般定義起始 角度為0。POS為正轉控制子程序,NEG

7、為反轉控制子程序。WA IT:MOVP1, R0MOVP0, #0FFHJNBPO. 0, POSJNBPO. 1,NEGSJMPWA IT在按鍵判斷完成后，進展數據處理，如下為正轉子程序，在執行以下語句后還 要判斷按鍵是否持續，假設持續按鍵，那么步進值遞增，對步進電機進展連續驅動, 否那么當按鍵松開時按鍵步進電機停頓轉動。POS:MOVA, R4MOVCA, A +DPTRMOVP1,AACALLDELAYINCR4當為反轉控制時，控制方式同正轉一樣。下面為反轉處理子程序。在此次設 計中將步進制設為9度。NEG:MOVR4, #6MOVA, R4MOVCA, A +DPTRMOVP1,A在初

8、始化中必須包含步進數據模型 TAB1在數據處理過程中進展不斷查表輸 出控制量，從而實現電機的正反轉控制。在數據處理完成后送出P1 口低四位，經電 機驅動器驅動電機運轉。TAB1:DB02H, 06H, 04H, 0CHDB08H, 09H, 01H, 03H三、設計過程1籌備過程上網及到圖書館查找關于步進電機控制的資料，查找控制方案，確定方案。再查找關于AT89C51的相關書籍及其控制電機調速系統的方案，查找電機驅動 ULN2003A的相關資料，同時學習軟件Proteus仿真的使用教程及編程語言編程技巧。2.制作過程安裝完Proteus仿真軟件后，根據設計原理圖從庫文件Library中調用相應

9、的 器件，在新建的制作圖紙上設計電路、連接電路、標注器件，檢查完畢后導入寫 好的程序文件，然后進展調試，在出現錯誤提示后進展修改電路完善電路并同時 進展相應程序的修改直至完成準確無誤的設計電路。在完成設計電路后進展設計報告容的填寫及修改。3調試過程本設計在調試過程中主要控制電機驅動ULN2003A的端口的電平上下，通過調整正反轉開關的閉合與斷開來實現對電機正反轉的控制。4元件清單表1.元件清單器件名稱規格數量單片機AT89C511電機驅動ULN2003A1步進電機MOTOR-STEPRER1開關按式2電解電容20pF2電阻R147K2導線假設干四、總結1.結論總結由于設計中使用的是單片機作為核

10、心的控制元件，附以外圍電路使本本設 計具有功能強、性能可靠、電路簡單、本錢低的特點，加上經過優化的程序， 使其有很高的智能化水平。在我們設計和調試的過程中，已經能實現對電機正 反轉及停頓控制的仿真。2心得體會通過本次單片機課程設計，我提高了利用單片機原理、匯編語言及電工電 子技術等課程知識進展單片機應用系統設計的能力， 了解了單片機應用系統的整 個設計過程，培養了設計單片機應用系統的初步能力。五、致本課題在選題及進展過程中得到志剛教師的悉心指導。調試過程中，教師屢 次幫助我分析思路。在此，謹向教師致以誠摯的意。六、參考文獻1. 電子技術根底（模擬局部）高等教育康華光著2. C程序設計題解與上機

11、指導清華大學譚浩強著3. 單片機應用的C語言應用程序設計航空航天大學周航慈著4.8051單片機徹底研究根底篇人民郵電林伸茂著5. 單片機原理及應用高等教育毅剛著6. C程序設計清華大學譚浩強著附件ORG00HSTART:MOVDPTR,#TAB1MOVRO,#03MOVR4,#0MOVP1,#3WAIT:MOVP1,ROMOVP0,#OFFHJNBPO.O,POS;判斷鍵盤狀態JNBP0.1,NEGSJMPWAIT程序:;初始角度,0度JUST:P0.1,NEGPOS:MOVA,R4MOVCA,A+DPERMOVP1,AACALLDELAYINCR4AJMPKEYNEG:MOVR4,#6MOVA,R4MOVCA,A+DPTRMOVP1,AACALLDELAYAJMPKEYKEY:MOVP0,#03HMOVA,P1P0.0,FZ1;首次按鍵處理；正轉9度；反轉9度；讀鍵盤情況CJMER4,#8, LOOPZ;是完畢標志MOVR4,#0LOOPZ:MOVA,R4MOVCA,A+DPTRMOVP1,A;輸出控制脈沖ACALLDELAY;程序延時INCR4;地址加1AJMPKEYFZ1:P0.1,KEYCJNER4,#255, LOOPF ;是完畢標志MOVR4,#7LOOPF