毕业设计（论文）-基于at89c51单片机的步进电机控制系统设计

论文标题学院电气工程学院班级08计2W学生姓名XXX学号08141203指导老师XXX完成日期2011年4月11日毕业论文设计目录摘要IABSTRACTII第一章绪论1第二章方案比较2第三章单片机概述332单片机的选择433单片机复位和中断7第四章步进电机概述941步进电机简介942步进电机工作原理1043步进电机分类1144步进电机的指标概述11441步进电机的静态指标11442步进电机动态指标及术语12第五章LED显示概述14第六章步进电机控制的硬件设计1663步进电机驱动电路设计1764LED显示电路设计17第七章步进电机控制的软件设计19第八章设计体会28参考文献29附录设计原理图30摘要目前我国企业机床数控化比例极低，不到5，各企业使用的绝大部分为传统老式机床，很难满足企业高技术产品的生产需求和生产效率。为节约成本，进一步发挥老式传统机床的功效和潜在价值，将大批传统老式机床改造利用是一种必然性。在工业控制系统中,通常要控制机械部件的平移和转动,对位移和角度的控制要求较高,一般电机很难实现对位置和角度的精确控制,而步进电机可精确实现所设定的角度和转数,具有良好的步进特性。步进电机以其独特的特点可以在无速度传感器和无位置传感器系统中实现精确的开环状态定位或同步运行。我们通过调节发送给步进电机的步进脉冲个数来实现精确的位移或者角度定位，而调节发送的步进脉冲频率就可以实现速度调节，这些都有利装置或设备的小型化和低成本，因而在众多领域中得到广泛的应用。步进电机控制系统的开发采用了软硬件协同仿真的方法,通过AT89C51单片机及HT335M驱动器完成步进电机各种运行方式的控制,实现步进电机的正反转速度控制并且显示数据。整个系统采用模块化设计,结构简单、可靠,通过按键控制，操作方便，节省成本。由此集成电路构成的数控系统通过简单的编程就可以任意设定步进电机的转速、旋转角度、转动次数和控制电机运行状态，并通过LED数码管显示。关键字单片机、步进电机、驱动器、AT89C51、LEDABSTRACTATPRESENTOURCOUNTRYENTERPRISENUMERICALCONTROLMACHINETOOLPROPORTIONISEXTREMELYLOW,LESSTHAN5,VARIOUSENTERPRISESUSEMOSTOFTHEOLDMACHINEFORTHETRADITIONAL,ITISDIFFICULTTOSATISFYTHEBUSINESSENTERPRISEOFHIGHTECHNOLOGYPRODUCTSPRODUCTIONDEMANDANDPRODUCTIONEFFICIENCYFORCOSTSAVING,FURTHERDEVELOPTHEEFFICACYANDOLDTRADITIONALMACHINEPOTENTIALVALUEOFTRADITIONALOLDMACHINERECONSTRUCTIONUSINGISANECESSITYININDUSTRIALCONTROLSYSTEM,USUALLYTOCONTROLTHEMECHANICALCOMPONENTSOFTRANSLATIONANDROTATIONANGLEOFDISPLACEMENTANDTHECONTROLREQUIREMENTSOFTALLER,GENERALMOTORSTODIFFICULTTOREALIZEACCURATECONTROLOFTHEPOSITIONANDANGLE,ANDSTEPMOTORACCURACYCANACHIEVEASETOFANGLEANDRPM,HASGOODSTEPPINGCHARACTERISTICSAMONGTHEM,THESTEPPINGMOTORWITHITSUNIQUECHARACTERISTICSMAYBEINSPEEDSENSORLESSANDSENSORLESSSYSTEMACHIEVEPRECISEOPENLOOPSTATEORIENTATIONORSYNCHRONIZATIONOPERATIONWESENDBYADJUSTINGTHESTEPPINGMOTOROFSTEPPINGPULSENUMBERTOACHIEVEPRECISEDISPLACEMENTORANGLEPOSITIONINGANDTHEADJUSTABLESENDSTEPPINGPULSEFREQUENCYCANREALIZESPEEDADJUSTMENT,THESEAREFAVORABLEDEVICEOREQUIPMENTMINIATURIZEDANDLOWCOST,SOINMANYAREASWIDELYAPPLIEDSTEPPINGMOTORCONTROLSYSTEMDEVELOPEDTHESOFTWAREANDHARDWARECOLLABORATIVESIMULATIONMETHOD,THROUGHAT89C51AND335MDRIVEHTFINISHSTEPPINGMOTORVARIOUSOPERATIONMODE,TOREALIZETHECONTROLOFTHESTEPPERMOTORSPEEDCONTROLANDPOSITIVEMOVP0，86H；X方向标志“H”显示JNBP26,ZZ；判断正反转JNBP27,FZSJMPTESTL2SETBP14；选择Y方向，X方向停止SETBP15SETBP17CLRINT0；点亮最左边LEDMOVR1,12H；调用字型码转换表MOVA,R1MOVDPTR,SETTABMOVXA,ADPTRMOVP0，AY轴标志“U”显示JNBP26,ZZ；判断正反转JNBP27,FZSJMPTESTCSHMOVBWNUM,00H；初始化程序MOVSWNUM,00HMOVGWNUM,00HMOVZSNUM,00HMOVR0,00HMOVR1,00HMOVR3,00HORLP2,FFHSETBP10SETBP12SETBP13SETBP14SETBP15SETBP17MAINLCALLXS；主程序LCALLKEYBOARDLCALLCOMPUTLCALLCONTROLLJMPMAINXSMOVA,30H；动态显示程序MOVDPTR,8001MOVDPTR,AMOVR2,30H；显示缓冲区首地址送R2MOVR3,04H；存储位选信号，选择第三位LEDXS1MOVDPTR,SEGTAB；指向换吗表首址MOVCA,ADPTR；取出显示码MOVDPTR,8001；从B口输出显示码MOVA,R3；从P1口输入位选码MOVT0,ACC3MOVT1,ACC2MOVINT0,ACC1MOVINT1,ACC0LCALLDELAYMOVA,R3JNBACCO,XS2RETXS2INCR2；求下一位待显示的数的存放地址MOVA,R3；求下一个位选码RRA；右移一位，十位显示LEDMOVR3,AAJMPXS1DELAYMOVR4,20；延时程序2MSDELAY1MOVR5,50DJNZR5,DELAY1DJNZR4,DELAY1RETSETTABDB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H；对应字符0F，8段管显示码DBS6H,C1H；字符H,UCOMPUTMOVA,BWEKYNUMB计算程序MOVB,64HMULABCLRCMOVA,SWKEYNUMBMOVB,0AHCLRCADDA,BWKEYNUMBCLRCADDA,GWKEYNUMBMOVZSNUMB16,AMOVA,ZSNUMB16JZL3MOVA,FFHCLRCSUBBA,ZSNUMB16MOV30H,AL3RETKEYBOARDORLP2，DFH；键盘查询程序，屏蔽底四位，取第五位K1JNBP20,XS；判断哪个数字键按下SJMPDELAYJNBP21，XSSJMPDELAYJNBP22，XSSJMPDELAYJNBP23，XSSJMPDELAYMOVP2，DFH；键盘查询程序，屏蔽底四位，取第六位SJMPK1MOVP2，BFH；键盘查询程序，屏蔽底四位，取第七位SJMPK1MOVP2，7FH；键盘查询程序，屏蔽底四位，取第八位SJMPK1RET正反转程序ZZMOVR1,200；正转一圈200个脉冲INCR0CJNER0,04HZZ1拍数MOVR0,00HZZ1MOVA,R0MOVDPTR,BGMOVCA,ADPTRMOVP1,ADJNZR1，L4FZMOVR1,200DECR0CJNER00FFH,FZ1MOVR0,03HFZ1MOVA,R0MOVDPTR,BGMOVCA,ADPTRMOVP1,ADJNZR1，L4L4MOVDPL,38HMOVDPH,39HDECDPTRDJNZDPTR,L5、BGDB0F3H,0F6H,0FCH,0F9HL5RET第八章设计体会记得在刚接到这个课题时，由于对相关知识不是很了解，我们都有些茫然不知所措,设计好该课题需要什么专业知识带着这个疑问我们开始了学习和实验去图书馆查阅相关资料、上网去了解相关的内容，渐渐头脑中的概念清晰了起来，能够做到对所要元件的功能，适用范围，技术参数等能有一个比较详细的认识。通过做毕业设计,对于软硬件设计的过程，自己也深有体会，在硬件方面，一步一步深入地去设计方案，并反复的论证，拿出一个最实用的方案，在软件方面，在完成了硬件图的基础之上，根据其要实现的功能来编制根据要求画出程序框图，然后根据框图来编制程序。最后，对编好的程序进行调试，直到使得程序达到预定的结果为止，在这编制软件过程中，使我们对课堂上老师讲的有关指令的适用范围，使用的注意点等都有了一个深入的理解。同时在调试程序时要从多方面入手，从不同的角度来验证，从而保证功能的完整性。可以说，做毕业设计是对我三年所学知识的综合考核,这样可以让我在做毕业设计的过程中能够发现问题,并解决问题。发现问题即是指发现在哪方面还存在不足之处，比如缺乏综合应用专业知识的能力，对芯片的不了解，等等；解决问题即是指通过查找资料或请教老师,在解决问题的过程中，锻炼了自我的工程设计实践能力，培养了自己独立设计能力，把存在的问题搞清楚。同时可以让我把书本中所学的知识转换到实践中,这样可以使我对平时所学的理论知识能够有一个更深刻的理解,同时也使我更加的认识自己,我能做什么,我适合做什么这为我以后找工作有一个准确的定位，使我的自学能力，动手能力都得到了明显的提高，同时在考虑问题方面也更加的深入。成为工作单位所需的既要有理论知识又有很强动手能力的员工。此次毕业设计是对我专业知识和专业基础知识一次实际检验和巩固，同时也是走向工作岗位前的一次热身。致谢经过近半学期的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起学习的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。在这里首先要感谢我的指导老师张老师。张老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计