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江南大学 物联网工程学院 课程设计报告 课程名称： 单片机原理及应用 设计题目：基于单片机的步进电机控制器设计 班 级：自动化 姓 名： 学 号： 指导教师：吴定会 评 分： 2013年 7 月 1 日 目 录 一、设计目的……………………………………………………………………………………….3 二、设计要求……………………………………………………………………………………….3 三、仪器设备……………………………………………………………………………………….3 四、硬件线路图及主要芯片说明……………………………………………………………..3 1）28BYJ-48四相八拍步进电机………………………………………………………………4 2）ULN2003…………………………………………………………………………………………5 3）三极管8550…………………………………………………………………………………….6 4）PCB80C51BH-2P……………………………………………………………………………...7 5）DPY_7-SEG_DP………………………………………………………………………………..8 6）硬件线路图…………………………………………………………………………………….10 五、系统工作原理……………………………………………………………………………….11 六、程序框图……………………………………………………………………………………..14 七、程序清单……………………………………………………………………………………..15 八、设计体会……………………………………………………………………………………..18 基于单片机的步进电机控制器设计 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。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，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 通常电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序，电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。 ULN2003是大电流驱动阵列,多用于单片机、智能仪表、PLC、数字量输出卡等控制电路中。可直接驱动继电器等负载。输入5VTTL电平，输出可达500mA/50V。ULN2003是高耐压、大电流达林顿陈列,由七个硅NPN达林顿管组成。 该电路的特点如下: ULN2003的每一对达林顿都串联一个2.7K的基极电阻,在5V的工作电压下它能与TTL和CMOS电路 直接相连,可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。ULN2003 是高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品,具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点,适应于各类要求高速大功率驱动的系统。 ULN2003芯片引脚图 引脚1：CPU脉冲输入端，端口对应一个信号输出端。 引脚2：CPU脉冲输入端。 　　 引脚3：CPU脉冲输入端。 　　 引脚4：CPU脉冲输入端。 　　 引脚5：CPU脉冲输入端。 　　 引脚6：CPU脉冲输入端。 　　 引脚7：CPU脉冲输入端。 　　 引脚8：接地。 　　 引脚9：该脚是内部7个续流二极管负极的公共端，各二极管的正极分别接各达林顿管的集电极。用于感性负载时，该脚接负载电源正极，实现续流作用。如果该脚接地,实际上就是达林顿管的集电极对地接通。 　　 引脚10：脉冲信号输出端，对应7脚信号输入端。 引脚11：脉冲信号输出端，对应6脚信号输入端。 　　 引脚12：脉冲信号输出端，对应5脚信号输入端。 　　 引脚13：脉冲信号输出端，对应4脚信号输入端。 　　 引脚14：脉冲信号输出端，对应3脚信号输入端。 　　 引脚15：脉冲信号输出端，对应2脚信号输入端。　 　　 引脚16：脉冲信号输出端，对应1脚信号输入端。ULN2003的输出端可达500mA/50V. 输出端的二极管学名续流二极管，英文free