【基于51单片机的步进电机控制系统设计6700字（论文）】

基于51单片机的步进电机控制系统设计目录TOC\o"1-3"\h\u2453摘要 [16]。图6红外遥控模块原理图

第4章控制系统软件分析与设计 控制系统软件部分主要完成远程红外信号的接收、解码、处理、生成控制电机的驱动信号控制步进电机动作、使得数码管指示当前运动状态以及通过读取按键信息控制电机来达到任务要求。因此，合理实现这些功能就需要单片机内部中断和软件编程相结合。在本研究设计编程中，程序采取循环扫描的模式检测程序运行状态。当按键动作产生时，程序应立即根据按键定义的参数进行赋值，达到控制系统要求，实现设计目的。4.1主程序流程图 如图7所示，该设计的控制系统是由初始化、控制信号类型、判断信号、处理信号几部分组成。图7控制系统主程序流程图4.2红外信号子程序流程图 如图8所示，红外信号子程序采用循环扫描的方式，每当有按键按下时，微处理器接收红外信号并做相应处理与设定值进行对照完成相应状态变化。图8红外信号子程序流程图4.3按键信号子程序流程图 如图9所示，先初始化变量，接着循环检测程序，当按键按下后触发中断子程序运行，然后进行相应的操作，软件延时消除抖动电压。控制定时器T0运行，由于电机只受脉冲控制，而T0实现脉冲的输出，所以T0中断后，电机立即停止运动。图9按键信号子程序流程图4.4控制系统中断程序流程图 电机运行速度确定中断服务程序的动作时限。中断程序输入后，要锁存当前值，依照当前锁存参数设定上限TH0和下限TL0。判断当前值，然后执行操作，最后退出返回主程序。定时器中断0服务程序流程，如图10所示。

图10定时器中断0服务程序流程图第5章控制系统的调试与改进 5.1调试与改进 整体系统搭建完成后，进行初步测试。检查硬件电路是否由断连，虚焊的地方。对于软件部分，先进行仿真，看是否达到设计要求，如果有差异或者不理想的情况，再次进行修改，直至程序满足设计要求为止。此次系统设计的主要思路为：先搭建整体的框架，将流程图设计出来，根据流程图，去设计合适的硬件电路。具体的细节在后期调试时通过多次实验来确定。软件部分，利用专用的编程软件，来编译所需程序。首先通过仿真，测试程序的可行性，在下载到单片机里进行具体验证，最后完成设计。在本研究系统设计硬件调试中出现有以下主要问题：（1）在搭建系统框架时，确认电机的控制模式和使用方法。作为系统的输出很重要，也是后期确定控制方式的主要思路。（2）电源模块，加了两个电容，一个47µF的电解电容和一个0.1µF的陶瓷电容，构成一个去耦滤波电路，以获得较为稳定的直流电。软件部分后期仿真时也出现些许问题，主要有：（1）编程时有些逻辑错误，查阅相关资料后经过修改，编译时达到无语法错误。（2）软件去除抖动的方式选择及延迟时间的设置。软件部分完成编译后进行模拟仿真，仿真结果能达到设计的要求后，再进行实物的检验。5.2运行结果 将仿真无误，没有语法错误的程序下载烧入单片机内，开始进行测试。刚开始按下正转按键电机没有动作，假定是硬件电路出现虚焊或者部分断路，关闭电源开关用万用表检测，没有发现故障点。又查阅资料后发现电机的相序连接有误，经过一系列的调整，最终确认电机的相序。连接通电后，电机正常转动，又测试其他几个运动状态以及红外遥控控制，电机也顺利的实现设计要求。第6章总结本控制系统经过前后多次修改，不管是硬件电路的搭建或是软件的编程，终于达到满意的设计要求。在系统硬件设计部分，将微处理器模块、红外遥控模块、电机驱动模块、数码管显示模块、键盘控制模块等合理的和其他电气元件进行组合连接，搭建出适合软件运行的硬件平台。在系统软件设计部分，利用程序设计系统软件完成了步进电机的控制系统。在控制系统中，程序开机上电复位后自动运行。利用按键控制功能模块的外部硬件电路系统，可以更改控制系统的主要参数，控制步进电机的起动和停止，转速和旋转方向；利用微处理器中的定时器T0，按照系统主要参数实时控制步进电机的旋转；数码管动态显示。总体来说这次设计基本能达到预期的设计要求，能够实现对步进电机的手动和远端遥控控制。不管是设计经验还是对设计全局的统筹规划都存在明显的不足，所设计的控制系统还有许多不理想的地方，如利用红外动态设置转速的上限和下限等。从理论到实践这一过程，不管是硬件电路平台的搭建亦或是软件控制的编程，从系统框架、确认硬件电路、分析计算、原理图的绘制、实物焊接以及后期的检查调试等等，直到最后完成控制系统的设计。科技一直在不断革新，相应的控制系统也在逐步得到优化和完善，将会使生产生活变得更加高效便利。参考文献谢辉，唐勇．步进电机发展回顾与前景展望[J]．重庆三峡学院学报，2010，26(03)：110~113．田聪，苏畅．基于51单片机的步进电机控制系统设计与实现[J]．电子测试，2017(22)：5~6+19．范月圆，刘华勇，李玉兰．基于单片机的步进电机控制电路设计[J]．数字技术与应用，2016(10)：19~20+22．巩自卫．马铃薯勺链式排种器漏播检测与自动补偿系统的设计[D]．甘肃农业大学，2015．22~31．杨小岗，张小青，冯自立，陈国栋，候梦实．基于STC12C5A60S2的步进电机控制系统的设计与实现[J]．电工技术，2017(08)：14~15+28．吕建工．步进电机原理及应用[A]．中国空间科学学会空间探测专业委员会.第二十五届全国空间探测学术研讨会摘要集[C]．中国空间科学学会空间探测专业委员会：中国空间科学学会，2012：1．缪海滔．步进电机原理及维护[J]．宁德师专学报(自然科学版)，2006(04)：424~425．刘润泽，王宪磊．一种步进电机运行控制器的设计[J]．科技视界，2019(16)：16~17．金慧成．一种腰部康复机器人的结构设计与控制研究[D]．东北大学，2017．61．王海波，吴晓光，李沛，余祎琴．基于AT89S52单片机步进电机控制系统设计[J]．机电产品开发与创新，2009，22(06)：161~162．李远．电力调度领域中柔性电力生产控制系统的研究探讨[J]．信息系统工程，2014(07)：31．甘艳平．基于机器视觉的LED数码管检测[J]．机械工程师，2020(06)：93~95+98．陈茂添，王文华，吴伟娜．步进电机智能控制系统的设计与实现[J]．机电工程技术，2020，49(08)：112~114．马继铭．达林顿晶体管应用故障分析[J]．现代工业经济和信息化，2017，7(15)：74~75．胡斌，陈