二相步进电机控制系统的设计40采用双极性控制41_毕业设计任务书.docVIP

 PAGE \* MERGEFORMAT - 1 - 二相步进电机控制系统的设计(采用双极性控制) 课程设计任务书 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 题 目: 二相步进电机控制系统的设计（采用双极性控制） 初始条件： 设计一个二相步进电机控制系统，电机有两组带中心抽头的线圈，要求系统具有如下功能：采用双极性（H桥）控制（不使用线圈的中心抽头），用K0-K1做为通电方式选择键，K0为四拍，K1为八拍， K2为启动停止控制、K3方向控制、K4加速、K5减速；用4位LED数码管显示工作步数。用3个发光二极管显示状态：正转时红灯亮，反转时黄灯亮，不转时绿灯亮； 要求完成的主要任务: 硬件设计：系统总原理图及各部分详细原理图 软件设计：系统总体流程图、步进电机四拍，八拍各模块流程图、显示模块流程图等 编写程序：能够完成上述任务并用仿真软件演示 完成符合要求的设计说明书 时间安排：2013年6月24日~2013年7月4日 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 目 录  TOC \o 1-3 \h \z \u 摘要 1 1 设计任务及要求的分析 2 2 方案比较及认证 2 2.1 单片机选型 2 2.2驱动模块选择 3 3 系统实现的原理说明 3 4 硬件设计说明 5 4.1 单片机系统原理分析 5 4.2 二相步进电机工作原理分析 7 4.3 L298驱动电路设计 9 4.4 四位LED数码管显示设计 11 5 软件设计说明 12 5.1总体流程分析与设计 12 5.2 设置电机转动模式流程分析与设计 13 5.3 显示模块流程分析与设计 14 6 调试记录及结果分析 15 6.1 总体硬件仿真设计 15 6.2调试与仿真结果分析 16 小结与心得体会 18 参考文献 19 附录1： 20 附录2： 20  TOC \o 1-3 \h \z \u  PAGE \* MERGEFORMAT24 摘要 步进电机广泛应用于对精度要求比较高的运动控制系统中，如机器人、打印机、软盘驱动器、绘图仪、机械阀门控制器等。目前，对步进电机的控制主要有由分散器件组成的环形脉冲分配器、软件环形脉冲分配器、专用集成芯片环形脉冲分配器等。分散器件组成的环形脉??分配器体积比较大，同时由于分散器件的延时，其可靠性大大降低;软件环形分配器要占用主机的运行时间，降低了速度;专用集成芯片环形脉冲分配器集成度高、可靠性好，但其适应性受到限制，同时开发周期长、需求费用较高。 本控制系统的设计方案，以单片机为核心，辅以驱动电路，完成二相步进电机的控制。本次设计的硬件部分主要包括单片机系统、按键控制模块、步进电机驱动模块、数码显示模块等功能模块的设计，软件部分由几个模块控制子程序分别控制硬件模块的运行，最终实现对步进电机转动方向及转动模式（四拍，八拍）的控制，并且将步进电机的步进数动态显示在LED数码管上。 关键词：步进电机 单片机 控制 LED 二相步进电机控制系统的设计 1 设计任务及要求的分析 设计的步进电机控制系统要求有以下功能： 1. 二相步进电机采用双极性（H桥）控制； 2．用K1作为通电方式选择键，可选择四拍和八拍； 3. 用K2作为启动停止控制键，闭合表示启动，断开表示停止； 4. 用K3作为正反转控制键，开关闭和表示反转，断开表示正转； 5. 用K4作为加速控制键，闭合时电机加速运转； 6. 用K5作为减速控制键，闭合时电机减速运转； 7. 用4位LED数码管显示工作步数； 8. 用3个发光二极管显示状态：正转时红灯亮，反转时黄灯亮，不转时绿灯亮。 本次设计需要对二相步进电机进行双极性控制，使其能在控制下进行正转、反转和停 止，同时利用数码管和二极管分别显示其工作步数和工作状态。由于控制功能较为复杂，所以本系统需要采用单片机以及驱动模块进行设计。 2 方案比较及认证 2.1 单片机选型 单片机以其体积小、功能齐全、价格低廉、可靠性高等优点，在各个领域都获得了广泛的应用，在我国，近几年单片机也得到了广泛的应用特别是在工业控制、智能仪表等方面。 单片机种类繁多，目前市场上常用的单片机有51系列，AVR系列与PIC系列等。 MCS-51系列运算与寻址能力强、存储空间大、片内集成外设丰富、功耗低等。其中大部分兼容芯片有Flash,价格便宜，常用于仪器仪表、测控系统、嵌入式系统开发。 ATMEL公司的AVR单片机是增强型RISC内载Flash的单片机,芯