基于Proteus与单片机的步进电机控制设计.doc

中南大学信息院引言 国内外研究概况及发展趋势目前在数控生产和经济型定位系统改造及机器人等定位系统的应用领域，有三分之二以上采用的是步进电机作为伺服控制系统的。因此，如何改善电机的控制方法以提高定位系统的定位精度，成为提高系统性能的关键所在。目前，电机控制方法已经由传统的PID控制方法发展到性能更优良、结构更简单的数字式PID控制方法，并取得了较好的效果，在一定程度上提高了系统的定位精度。工业发达的国家都在大力发展精密定位技术，利用它进行产品革新、扩大生产和提高良品率和国际经济竞争力。为了满足定位精度的要求，各国都在研究影响系统精度的因素，以及如何实现固有的精度指标。在精度定位研究方面水平最高的是美国，其LINL国家试验室、Lloore、YnionCarbide、PneumoPrecision等公司均在精度定位系统研究与开发方面做出了卓越成效的工作。美国国防部高等研究计划局(DARPA)投资1300万美元，由LINL试验室与1983年7月研制成功的LODAT!大型超精密机床利用激光干涉测量系统，采用压电晶体误差补偿技术，使定位精度可以达到0025um，是世界公认最高水平的机床。但是该机床不但重达1360kg，体积庞大，造价更是昂贵。日本近些年来花费巨大人力、物力，开发、研制精密机床，1987年日本通产省开始的“超尖端加工系统的研究开发”是大型研究规划提出的设想。但是，由于精密和超精密加工的尖端部分代表着最新科学技术的发展，同时与航空、军事、核能等方面联系密切，各国对这部分技术是严格保密的。有关精密加工的高新技术和产品还对中国实行禁运。而发展精密加工技术又是我国的当务之急，因此我们必须依靠自己力量，加速发展自己的精密定位技术。随着微电子技术、大功率电力电子器件及驱动技术的进步，目前发达国家的驱动器已进入恒相电流与细分技术相结合的技术阶段，使步进电机低速运行振荡很小、高速运行时转矩维持不变。在步进电机驱动技术上，一方面由于采用了斩波恒流控制、sP删(正弦脉宽调制)和细分技术以及最佳升降频控制，大大提高了步进电机运行快速性和运动精度，使步进电机在中、小功率范围内向高速精密化领域渗透；另一方面在电路设计方面，驱动器电路普遍采用单片机加上外围电路，或专用SPWM芯片甚至DSP来产生SPWM波来控制功放电路上开关管的通断，从而控制各相绕组细分电流的大小。功率开关管目前采用的功率场效应管(MOSFET)，与早先采用的大功率晶体管(GTR)相比有很多优点；性能更加优越的绝缘栅极晶体管(IGBT)也己应用于高速型及较大功率的步进电机驱动电路中。一、摘要摘要：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件。采用AT89C52单片机内部的定时器改变CP脉冲的频率从而实现对步进电机的转速进行控制，实现了电机调速与正反转的功能，并使用EDA软件Proteus对设计进行了仿真。同时还设计了硬件电路。结果表明，使用Proteus仿真结果与硬件电路实验结果基本一致。先采用Proteus仿真，再移植到相应的硬件电路，这种方式可以减小系统开发成本争周期，具有一定的推广价值。关键词：步进电机；单片机；调速系统；ProteusAbstract：Stepper motor is the openloop control device changing the electrical pulse signal into angular displacement or linear displacementThe speed of stepper motor is controlled by turning the CP pulse frequency by the internal timer of AT89C52 single chip microcomputer。and its normalreverse function is realizedThe simulation is done by the Proteus software of EDA，and the hardware circuit is also designedThe results show that the simulation results by Proteus software and the hardware experimental results are basically consistentThe simulation is used firstly by Proteus，and it is transplanted into the corresponding hardware circuitThis way canreduce systems developing costs and cycle，and has a certain promoting valueKeywords：stepper motor；single chip microcomputer；speed regulating system；Proteus二、目的与要求部分 Part.Aim and Desire目的1实现对小型直流电机的控制来模拟电机的运转。2掌握微机硬件和软件的综合设计方法。3. 将所学的微机原理以及单片机和各种常用接口芯片综合应用。内容与要求内容：用单片机设计一步进电机控制仪要求：1、编程语言为汇编语言2、控制硬件电路基于单片机的三个输入输出口3、控制器功能包括：开关四个，分别为正转、反转、停止以及一固定的运转由单片机输出脉冲对步进电机进行启动、制动、相位。方向、速度、位置等控制。如：设计程序以及相关的硬件连接，使步进电机实现间断性的步进（30步，间隔0.5秒）-连续正转（60步，间隔0.1秒）-停顿（2秒）-反向间断性补进（30步，间隔0.5秒）-连续反转（60步，间隔0.1秒）。三、原理部分 Part.Elements1混合式步进电机的结构特点混合式步进电机的典型结构如图3-1所示，主要由定子、转子和机壳构成。定子结构包括定子磁极，绕组线圈和绝缘材料组成。定子上有多个磁极，每个磁极上绕有励磁线圈，磁极末端有均匀的小齿。相对两个磁极的励磁绕组串联在一起构成一相控制绕组，通电时，这两个磁极的极性是相同的。按相数的多少分为不同结构的混合式步进电机，常见的是2相、3相和5相混合式步进电机。转子由环形永磁体及两段铁心组成，环形永磁体在转子的中部，轴向充磁，使转子一端极化为南磁极，另一端极化为北磁极。两段铁心分别装在永磁体的两端，转子铁心上有小齿，两段铁心上的小齿相互错开半个齿距。通常三相步进电机的转子有50齿，两段铁心上的小齿相互错开半个齿距，即错开3.6。定转子小齿的齿距通常相同。图3-1 混合式步进电机结构2混合式步进电机的基本工作原理图3-2为三相混合式步进电机的简化模型，定予为三相六极，三相绕组分别绕在相对的两个磁极上，绕组通电时这两个磁极的极性是相同的，它的每段转子铁心上有八个小齿。从电机的某一端看，当定子的一个磁极与转子齿的轴线重合时，相邻磁极与转子齿的轴线就错开I3齿距。如图3-2(a)中所示a段转子铁心的情况，A相磁极下定转子齿的轴线重合时，B，C相磁极分别与转子齿错开13齿距。C极下的情况分别与G，B，C极下的情况相同。假如转子上没有磁体，只是在定子的控制绕组里通电，这个电机不产生转矩。由于转子磁体的作用，使a段转子铁心呈N极性，b段转子铁心呈s极性。当A相通电时，转子处于图中所示的位置，此时与a段转子铁心相对的定子A相极下气隙磁导为最大，与b段转子铁心相对的定子A相极下气隙磁导为最小。当转子转动时，a段转子铁心对应的A相极下气隙磁导减小，b段转子铁心对应的A相极下气隙磁导增大，使得A相主磁路上的总磁导基本不变，其它相通电时也一样，所以没有转矩。(a)a段铁心截面图 (b)b段铁心截面图图32三相混合式步进电机横截面示意图三相混合式步进电机的转子磁体充磁以后，一端为N极，并使得与之相邻的转子铁心的整个圆周都呈N极性；另一端为S极，并使得与之相邻的转子铁心的整个圆周都呈s极性。如果定子绕组不通电，仅仅有转子磁体的作用，电机也基本不产生转矩。永磁磁路是轴向的。从转子a端到定子的a端，轴向到定子的b端、转子的b端，经磁体闭合。在这个磁路上每个极的范围内，由于两段转子的齿错开了12齿距，当一端磁导增大时，另一端磁导必然减小，在忽略高次谐波时，使每个极的总磁导在转子位置不同时基本保持不变，因而整个磁路的总磁导与转子位置无关。只有在转子磁体与定子磁场相互作用下，才产生电磁转矩。例如转子磁体充磁，且定子A相通电的情况下，转子就有一定的稳定平衡位置，即A相a段极下定转子齿对齿的位置。当外加力矩使转子偏离稳定平衡位置时，例如转子向逆时针方向转了一个小的角度A0，则两段定转子齿的相对位景及作用转矩的方向，如图3-3(a)、(b)所示，由于沿圆周方向电机结构的对称性，图中只画出了通电相一个极下的情况。可以看到，两段转子铁心所受到的电磁转矩是同方向的，都是使转子回到稳定平衡位置的方向。这是由于在电机两端，定子极性相同，转子极性相反，但互相错开了半个齿距，所以当转子偏离稳定平衡位置时，两端作用转矩的方向是一致的。同时可以清楚地看到，混合式步进电机的稳定平衡位置是：定转子异极性的极下磁导最大、而同极性的极下磁导最小。上述电机任意二个相邻定子磁极轴线间的夹角为3606=60，每一个转子齿距所对应的空间角度为3608=45。 图3-3 转子转过AO时，二端转子齿的相对位置 当一相绕组通电，例如A相绕组正向通电，B、C二相绕组不通电时，电机内建立以AA为轴线的磁场。这时A相磁极呈S极性，而转子铁心a段呈N极性，b段呈s极性，由于转子的稳定平衡位置是使定转子异极性的极下磁导最大，同极性的极下磁导最小的位置，放转子处于图2-2所示的位置：A相磁极与a段转子齿轴线重合，与b段转子齿错开l2齿距。A、B相磁极轴线间所包含的转子齿距数为60。45。=1+13，则B相磁极沿ABC方向分耕与a、b段转子齿相差13、一16齿距，而c相磁极沿AB7C方向分别超前a、b段转子齿23、+16齿距。在A相断电的同时，给B相反向通电，则建立以BB为轴线的磁场。此时B相磁极呈N极性，转子沿CBA方向转过16齿距，达到B相磁极与b段转子齿轴线重合、与a段转子齿错开12齿距的位置。此时C相磁极沿CBA方向分别超前a，b段转子齿16、-13齿距；A相磁极沿CBA方向分别超前ab段转子齿一I0，13齿距。相似地，在B相断电的同时，给C相正向通电，则建立磁场的轴线为C，方向，转子又沿CBA方向转过了l6齿距，达到C相磁极与a段转子齿轴线重合、与b段转子齿错开12齿距的位置。可见，在连续不断地按CB寸石哼A的顺序分别给各相绕组通电时，每改变通电状态一次时，转子沿CBA方向转过16齿距，即75。空间角；循环一次，转子沿CBA方向转过一个齿距，即45空间角。同理，如果按专c一口专寸口斗的顺序轮流通电，转子沿ABC方向以较慢的速度断续转动。也就是说，改变轮流通电的顺序，就可以改变电机的转向。3混合式步进电机的控制特点3.1 转矩矢量分析图34是三相混合式步进电机各相绕组单独通电和多相绕组同时通电时合成转矩矢量图。其中，TA、TB、Tc分别是A、B、C绕组分别通正向电流时的转矩，这3个转矩矢量之间相互差120。电角度；r4、TB、TC分别是A、B、C绕组通反向电流时的转矩。这6个转矩矢量之间相互差60。电角度。当A绕组中通以正向电流，B绕组中通以反相电流时，用矢量相加的办法，合成转矩TAB为单相通电时的1732倍。若三相绕组同时通电，例如当A、C绕组中通正向电流，B绕组中通反相电流时，合成转矩TABC为单相通电时的2倍。为了使三相混合式步进电机输出较大的转矩，宜采用多相通电的工作方式。图3-4三相混合式步进电机转矩矢量图3.2 绕组通电方式在步进电机中，定予绕组每改变一次通电方式，称为一拍，每一拍转子就转过一个步距角。每一个脉冲信号对应于绕组的通电状态改变一次，也就对应于转子转过一个步距角。对步进电机加一系列连续不断的脉冲时，它可以连续不断的转动，转子的平均转速正比于脉冲的频率，转子转过的角度等于步距角与脉冲数量的乘积。如上所述，在A、B、C三相绕组内分别单独通电的运行方式，称为三相单六拍运行。“三相”是指三相步进电机，“单”是指同时只有一相绕组通电，“六拍”是表示六种通电状态为一个循环，即六次通电状态后电机内的磁场恢复到初始的状态，转子转过一个齿距，定转子齿的相对关系不变。除了三相单六拍运行方式外，三相混合式步进电机还可以在不同的通电方式下运行，有4种基本逻辑通电方式瑚：(1)3拍通电方式：有2-2相通电和3-3相通电两种运行方式。(2)4拍通电方式：有23相通电运行方式。(3)6拍通电方式：有2-2相通电和33相通电两种运行方式。(4)12拍通电方式：有2q相通电运行方式。常用的二种典型通电方式为：22相6拍通电方式和23相12拍通电方式。3.3 步距角的控制在不同的通电方式运行下，步进电机的步距角是不一释的，其大小为齿距角除以拍数，若用m，表示运行拍数，Z，表示转子齿数，则每改变一次通电状态时转子转过角度称为步距角，用最表示，则：从式子可以看出，拍数和转予齿数不同时，步距角不同，且步距角与拍数或转子齿数成反比。当三相混合式步进电机转子为50齿，若采用3拍通电工作方式时，幺=24；采用4拍通电工作方式时=18；采用6拍通电工作方式时，见=12：采用12拍通电工作方式时，见=O6。3.4 步进电机的运行特性3.4.1静态运行状态步进电机不改变通电情况的运行状态称为静态运行。电机定子齿与转子齿中心线之间的夹角0叫做失调角，用电角度表示。步进电机静态运行时转子受到的转矩T称作静转矩，通常以使口增加的方向为正。步进电机的静转矩T与失调角0之间的关系T=f(O)叫做矩角特性。当步进电机的控制绕组通电状态变化一个循环，转子正好转过一齿，故转子一个齿对应电角度为2露。在步进电机某一相控制绕组通电时，如果该相磁极下的定子齿与异极性的转子齿对齐，那么失调角0=0，静转矩T=O，如图3-5(a)所示：如果定子齿与异极性转子齿未对齐，即00(出现切向磁力，其作用是使转子齿与定子齿尽量对齐，即使失调角日减小，故为负值，如图3-5(b)所示。如果为空载，那么转矩作用的结果是使异极性转子齿与定子齿完全对齐；如果某相控制绕组通电时转子齿与定子齿刚好错开，即口=石，转子齿左右两个方向所受的磁力相等，步进电机所产生的转矩为O，如图3-5(c)所示。图3-5 定子和转子齿的位置关系图3-6 步进电机的矩角特性步进电机的静转矩T随失调角口呈周期性变化，变化的周期为转子的齿距，也就是2万电角度。混合式步进电机的静转矩T与失调角0的关系近似为正弦曲线，称为矩角特性，如图2-6所示。步进电机在静转矩的作用下，转子必然有一个稳定平衡位置。如果步进电机为空载，那么转子在失调角0=0处稳定，即在通电相定子齿与异极性转子齿对齐的位置稳定。在静态运行情况下，如有外力使转子齿偏离定子齿O口石，则在外力消除后，转子在静转矩的作用下仍能回到原来的稳定平衡位置。当0=2，r时，转子齿左右两边所受的磁力相等而相互抵消，静转矩T=0，但只要转予向左或向右稍有一点偏离，转子所受的左右两个方向的磁力不再相等而失去平衡，故口=石是不稳定平衡点。在两个不稳定平衡点之间的区域构成静稳定区，即一石口O，转子继续转动，停在稳定平衡点b处，此处T又为O。同理，当C相通电时，又由b转到c点，然后停在曲线C的稳定平衡点c处。接下来A相通电，又由C转到a并停在a处，一个循环过程即为A相通电时，一l万为静稳定区，当A相绕组断电转到B相绕组通电时，新的稳定平衡点为b，对应于它的静稳定区为一石+，在换相的瞬间，转子的位置只要停留在此区域内，就能趋向新的稳定平衡点，所以区域称为动稳定区，显而易见，相数增加或拍数增加，步距角越小，动稳定区越接近静稳定区，即静、动稳定区重叠越多，步进电机的稳定性越好。图3-7 空载步进运行当步进电机带上负载运行时情况有所不同。带上负载TL后，转子每走一步不再停留在稳定平衡点，而是停留在静转矩T等于负载转矩的点上，如图3-8中，cI，a处，T=T。转子停止不动。具体分析如下：当A相通电，转子转到a，时电机静转矩T等于负载转距，两转矩平衡，转子停止转动，A相断电B相通电，改变通电状态的瞬间，因为惯性转子位置来不及变化，于是转到曲线B上的b：点，由于b：点的静转矩TTL，故转子继续转到b点，在b。点T-TL转子停止接下来C相通电的运转情况类似。一个循环的过程为。图38 步进电机步进运行如果负载较大，转子未转到曲线A，B的交点就有T=TL，转子停转，当A相断电B相通电，转到曲线B后T设计说明1.1 步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移或直线运动的执行机构，由步进电机及其功率驱动装置构成一个开环的定位运动系统。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(即步距角)。脉冲输入越多，电机转子转过的角度就越多；输入脉冲的频率越高，电机的转速就越快。因此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，从而达到调速的目的。步进电机种类，根据自身的结构不同，可分为常用三大类：反应式(vR，也称磁阻式)、永磁式(PM)、混合式(HB)。其中混合式步进电机兼有反应式和永磁式的优点，它的应用越来越广泛。1.2 步进电机是将电脉冲信号变换成角位移或直线位移的执行部件。步进电机则有定位和运转两种基本状态，当有脉冲输入时步进电机一步一步地转动，每给它一个脉冲信号，它就转动一定的角度口。步进电机的角位移量和输入脉冲的个数严格成正比，在时间上与输入脉冲同步，因此只要控制输入脉冲的数量、频率及电动机绕组通电的相序，便可获得所需的转角、转速及转动方向。在没有脉冲输入时，在绕组电源的激励下气隙磁场能使转子保持原有位置处于定位状态，因此非常适合予单片机控制。步进电机作为一种高可控性的特种电机，利用其没有误差积累(精度为100)的特点，广泛应用于各种开环控制。1.3 英国Labcenter electronics公司推出了嵌入式设计仿真与开发平台Proteus，用户可以根据需要搭建开发平台，将编译好的目标代码加载到芯片中。目前支持的编译器有Keil，GNU以及IAR等。在Proteus软件中还可以查看多种调试信息，如源代码执行情况、CPU寄存器信息、变量值以及FLASH与RAM中的信息等。大量的元件库支持大型设计，而且在仿真中还可以观察各元件的状态。先通过Proteus仿真，再移植到相应的硬件电路，这种方式可以减小系统开发开支和周期，值得推广。2系统的总体方案该设计如图1所示，将单片机AT89C52产生的驱动脉冲通过功率放大器放大，从而驱动步进电机。通过4个按键，实现步进电机的正转、反转、加速、减速等功能，通过软件与硬件相结合的控制方法，实现了运用单片机对步进电机的稳定控制，实现grade 0grade 9十级变速，转速分别是3 rmin，5 rmin，8 rmin，10 rmin，12 rmin，15 rmin，30 rmin，40 rmin，60 rmin，120 rmin，变速范围较广，并采用LCDl602显示屏即时显示控制电动机的转动信息。系统软件编写遵循模块化设计的原则，代码具有良好的易维护性和可移植性。本系统操作方便，可靠性高，其设计精度可以满足一般工业控制的要求，能满足现代化生产的需要，实现了对步进电机的良好控制。图4-1 系统原理图3硬件设计本系统的硬件设计主要包括单片机最小系统、步进电机驱动电路、LCD显示电路、键盘电路等。系统电路图如图2所示。图4-2 系统电路图3.1 驱动电路的设计步进电机不能直接采用直流或者普通交流来供电，必须采用专门的步进电机驱动控制器，其驱动控制器一般包括脉冲发生与分配单元、功率驱动单元，闭环控制电路中还将加入反馈和保护单元。大多数步进电机运动控制系统都运行在开环状态下，因为成本较低，并无须反馈，故本设计采用了开环控制方式。(1)脉冲分配器脉冲分配器又称环形分配器。步进电机正常工作需要按照步进电机的励磁状态表所规定的状态和顺序依次对各相绕组进行通电或者断电控制，各相驱动信号来源于脉冲分配器。脉冲分配器的主要功能是把来源于控制环节的时钟脉冲串按一定的规律分配给步进电机驱动器的各相输入端，控制励磁绕组的导通或者截止。脉冲分配器是一种特殊的可逆循环计数器，只是这种计数器的输出不是一般的编码，而是步进电机激励磁状态要求的特殊编码。由于单片机的硬件资源完全够用，采取软件实现环形脉冲分配器的功能，使得硬件设计更为简洁。(2)激励方式二相六线永磁式步进电机的激励方式有一相、二相、一至二相三种。一相激励方式是指每一时刻四相中只有一相接通，步进电机以此方式工作时，温升较高，电源功率功耗小，但是当速度较高时容易产生失步；二相激励方式是指每一个时刻四相中有两相导通，然后按四相的顺序循环；一至二相激励方式使步进电机工作在半步状态，与整步工作状态相比较，半步状态振动较小，且控制更准确。本设计中选用一至二相激励方式驱动步进电机。(3)功率驱动单元一般脉冲分配器输出的驱动能力有限，不能直接驱动步进电机，而需要经过一级功率放大，即功率驱动电路。单极性和双极性是步进电机最常采用的两种驱动架构，本设计选用单极性功率驱动电路，将单片机产生的脉冲信号通过达林顿ULN2803放大，然后驱动步进电机。3.2 显示电路及控制按键(1)本设计的显示部分采用RTl602字符显示模块，与采用数码管相比，硬件连接和软件调试上都有优势。只要把要显示的内容放进液晶模块的显示存储器里面就可以直观地显示出指定的内容，操作方便。LCD的数据端连接到AT89C52的P0OP07口上。(2)键盘采用独立式键盘，分别接到AT89C52的P24P27口而实现。通常按键所用的开关为机械弹性开关，因此机械触点断开、闭合时均会有一系列的抖动。抖动时间长短由按键的机械特性决定，一般是510 ms。为了确保CPU对键的一次闭合只做一次处理，必须去除键盘抖动。一般多采用软件消抖。软件消抖的方法是指，检测到有按键按下时，执行一个10 ms左右(具体时间可以调整)的延时程序产生延时，等电压稳定后再读取按键的状态，从而消除抖动。4软件设计4.1 主程序设计系统软件采用模块化程序设计，系统主程序主要完成的内容有：系统参数初始化、托开中断、启动电机等。系统主程序流程图如图3所示。可以看出，主程序是一个死循环，在系统上电初始化完毕后，系统一直在不断的执行这个循环程序。在循环过程中，若产生中断，则程序就转去执行相应的中断服务程序。4.2 调速程序设计(1)电机正反转控制步进电机正向转动时，单片机P1口输出序列为：Oxf3，Oxfl，0xf9，0xf8，Oxfc，0xf4，Oxf6，Oxf2；将单片机脉冲反向输出即可实现步进电机的反向转动。(2)电机加减速控制定时器初始值定义后，改变定时器循环次数，即可实现步进电机的加减速调节。输出频率延时序列为：40，24，15，12，10，8，4，3，2，1，对应的电机速度为：3 rmin，5 rmin，8 rmin，10 rmin，12 rrain，15 rrain，30 rmin，40 rmin，60 rrain，120 rrain。图4-3 主程序流程图5Proteus仿真结果和硬件电路实验结果及分析5.1 Proteus仿真结果当连接好仿真图和载入AT89C52的执行文件后，单击Proteus的仿真启动按钮则开始对本系统的仿真。其运行流程如下：(1)首先进入启动界面，本系统每次启动后将进入待机界面，同时步进电机进入待机状态，如图图4-4-1所示。(2)当按下K1启动停止键后，此时系统将开始驱动电机，电机将以0级速度3 rmin正转，如图图4-4-2所示，LCD的第一行显示的是系统的转速级别，第二行显示转速和转向。其中数字代表转速值，前面的正负号代表转向。(3)每按一次K3速度加后，电机的速度将提高一个级别，当连续按下7次后，电机将以6级速度30 rmint转，直到9级最高速120 rmin。每按一次K4速度减后，电机的速度将降低一个级别，直到0级最低速3 rmin。在电机运行的任何时刻可以按下K2正反键，使电机在正反转动之间转换。图4-4-1 启动仿真后LCD显示 图4-4-2 电机以最低速正转(4)在电机运行的任何时刻可以按下K1启动停止键，此时电机将暂停运行。再次按下K1启动停止键，步进电机将以暂停前的速度继续运行。5.2 硬件电路实验结果在Proteus软件平台仿真成功后，为了对比仿真设计和硬件电路实物的差别，还设计了硬件电路。硬件电路能够实现电机正反转控制、加减速控制。因篇幅限制，硬件实物图略。5.3 结果分析(1)由于仿真是基于软件实现的，所以与在硬件实物上运行的真实系统比较，仿真系统在实时性上有所降低，尤其本系统采用中断方式控制转速，计时器功能与实际相比，存在一定延时和误差，故造成仿真中电机的转速与硬件实物的转速有较大的误差。(2)在仿真设计中，键盘不采用消抖设计对信息的采集不产生任何影响。而硬件实物的按键如果不消抖，则会出现按键不准确，对整体设计的稳定性有较大影响。(3)仿真设计中，电机在转速较高的场合下，会出现失步或抖动。而在硬件实物中，本设计电机控制的精度良好，没有出现失步或抖动。在本系统所要求的转速范围内，转速控制的精度还是达到了较好的效果。五、结语本设计用单片机AT89C52及外部扩展设备实现对步进电机的转速控制，在硬件上采用了大功率达林顿管单极性驱动电路，解决了电机驱动的效率问题，在软件上也采用了较为合理的系统结构及算法，用软件编程完成了转速转向驱动，实现了对转速的最优化调节，提高了单片机的使用效率。同时还实现了转速的键盘输入控制，转速即时显示等功能。最后通过Proteus进行仿真，取得了良好的结果，与硬件实物结果基本一致。先采用Proteus仿真，再移植到相应的硬件电路，这种方式可以减小系统开发开支和周期，具有一定的推广价值.通过这次的计算机控制技术与单片机控制技术的课程设计，我对单片机控制步进电动机有了深入的了解，平时我们接触的电动机主要是直流电动机和交流电动机，很少见到步进电动机，所以对于步进电动机比较陌生。通过老师指导，然后自己在课后翻阅书籍和上网，搜集到了不少有关步进电动机的知识。通过钻研这些知识，我总算对步进电机有了认识，但是这离课程设计需要掌握的知识相差甚远，为了缩短这种差距，我只能不断的向老师和同学请教，然后仔细的揣摩。在这次课程设计中，通过用单片机控制步进电机的正、反转，加、减速，我也对单片机的知识也进行了复习和巩固。那时候觉得学习单片机是那么的枯燥乏味，整天只是学习这个指令做什么，那个指令做什么，觉得学了一点用都没有。但是今天我才发现，学习单片机是那么的有用处，它可以控制步进电机的旋转、加减速、停止，也可以控制十字路口的交通灯，还可以控制机械手工作。俗话说的好，实践是检验真理的唯一标准，学习再多的理论也只能纸上谈兵，只有把理论应用到实践中，才能检验出理论的真伪。从这次的课程设计，我也发现自己在好多地方的不足，在以后的学习和工作中，我会努力去弥补这些不足，争取让自己不要被社会淘汰。六、参考文献1刘保延步进电机及其驱动控制系统M哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，19972朱清慧。张凤蕊，翟天嵩，等Proteus教程电子线路设计、制版与仿真M北京：清华大学出版社，20083周润景，张丽娜基于Proteus的电路及单片机系统设计与仿真M北京：北京航空航天大学出版社，20064代启化基于Proteus的电路设计与仿真J现代电子技术，2006，29(19)：84865张军，吴教育，朱海兵Proteus软件仿真与Keil的单片机系统设计EJ单片机与嵌入式系统应用，2009(1)：7475，78附录 软件代码程序编写：D0 EQU 0D2