基于单片机的步进电机控制系统设计 开 题 报 告.doc

毕 业 设 计 开 题 报 告课题名称：基于单片机的步进电机控制系统学生姓名：肖剑洪学 号 院：物理与电子学院专 业：电子科学与技术指导教师：易立华 2014 年 2 月 25 日一、综述国内外对本课题的研究动态，说明选题的依据和意义：（1）国内外对本课题的研究动态 步进电机是一种将电脉冲信号转换成直线位移或角位移的控制微电机,其机械角位移和转速分别与输入电机绕组的脉冲个数和脉冲频率成比例，具有控制简便、定位准确等特点。因此他已经被广泛的用于自动控制系统中作为执行元件，例如：机器人手臂运动、高级字轮的字符选择、计算机驱动器的磁头控制、打印机的字头控制等，都要用到步进电机。原来的步进电机控制系统采用分立元件或者集成电路组成的控制回路，不仅调试安装复杂，要消耗大量元器件，实现起来成本高，费时多，而且一旦成型后，电路就很难改动，因此不得不完全重新设计控制器。现采用低价的单片机控制系统, 可利用程序直接对步进电机进行控制，省去了昂贵的专用步进电机控制器，简化了硬件线路，降低了成本，提高了系统的可靠性与可移植性，因此在打印机等办公自动化设备以及各种控制装置等众多领域有着极其广泛的应用。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。所以，研制步进电机驱动器及其控制系统具有十分重要的意义。（2）选题依据及意义本课题研究的目的是综合运用所学的单片机原理及其接口技术、C语言程序设计、模拟电子技术基础、数字电路技术等理论知识，加强对所学知识的理解，锻炼设计单片机应用系统能力，以单片机为核心设计一个简单、经济，但功能较为齐全、适应性强，操作方便、交互性强，可靠性高的步进电机控制系统。 通过本次的毕业课题设计，可以增强自己的动手操作能力，巩固自己所学的知识，加强自己的综合能力，启发创新思想的效果。二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：(一)研究的基本内容： 1、步进电机的工作原理； 2、说明单片机对步进电机实现控制的方法； 3、控制系统的硬件设计； 4、要求能控制步进电机的转速、向等。（二）拟解决的主要问题：1、通过键盘可设定步进电机转速； 2、通过“启动/暂停”键设定电机启停； 3、通过“正向”和“反向”按键改变电机的转向； 4、控制步进电机某一位置停转。三、研究的进度安排及步骤、方法、措施（一）进度安排： 第1周：根据课题完成选题报告，并对论文的框架和内容有一个大体的构思，并在指导老师的帮助下，整理相关资料、补学空白知识点，做好撰写论文的前期准备工作。 第2周：按照指导教师所下任务书的具体要求完成开题报告。 第2-10周：在导师的指导下，进一步分析整理资料，完成论文初稿。 第10-15周：与导师进行讨论，总结充实研究内容，并对论文进一步修改。 第15-18周：在指导老师的帮助下充分做好答辩准备，积极准备答辩材料。（二）研究的步骤与方法： 1、设计手段（途径） （1）收集、整理有关基于单片机的控制步进电机控制系统设计的资料，熟练掌握单片机及有关的各类芯片的功能，设计出合适的方案。（2）利用protel dxp2004软件绘制各模块电路图以及系统整体电路图，理解电路原理，掌握工作过程。同时，利用所学的c语言知识编写程序，并用模拟软件进行仿真运行，遇到问题时反复修改直到调试出最终的正确结果。2、设计思路 系统电路由电源电路、复位电路、位置检测电路、晶振、步进电机、按键电路、驱动电路、单片机、显示电路等组成。 由AT89C51单片机送出信号，用按键设定步进电机的启停、转速、转向,改变转速、转向都可以在动态运行中进行，速数值及转向都在LED数码管中动态显示，利用一片2803增加驱动能力，系统框图如图一所示。 89C51单片机状态显示电路电源及时钟电路键盘控制电路ULN2803启动电路步进电 机复位电路 图一四、主要参考文献：1、谭浩强，C程序设计（第三版）.北京：清华大学出版社，2005年. 2、郭天祥，51单片机C语言教程. 北京：电子工业出版社，2009年. 3、康光华，电子技术基础（数字部分）. 北京：高等教育出版社，2006年. 4、邱关源，电路（第五版）. 北京：高等教育出版社，2006年.5、曾屹，单片机原理与应用（第二版）.湖南：中南大学出版社，2009年. 6、陈理壁，步进电机及其应用M . 上海: 上海科学技术出