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步进电机驱动软硬件设计论文 共28页，17894字
目录
摘要…………………………………………………………………………………………1
Abstract…………………………………………………………………………………2
第一章绪论……………………………………………………………………………3
1.1课题背景………………………………………………………………………………3
1.2单片机应用发展简介…………………………………………………………………3
1.3主要研究工作……………………………………………………………………4
1.4本文安排………………………………………………………………………………4
第二章步进电机基础知识……………………………………………………………5
2.1步进电机工作原理及基本参数………………………………………………………5
2.1.1步进电机工作原理……………………………………………………………………5
2.1.2步进电机各指标和参数……………………………………………………………6
2.2步进电机驱动方式……………………………………………………………………8
2.3步进电机控制系统构成………………………………………………………………8
2.4步进电机的失步………………………………………………………………………9
2.5本章小结………………………………………………………………………………9
第三章单片机知识及应用……………………………………………………………10
3.1单片机的分类………………………………………………………………………10
3.2单片机的结构和原理…………………………………………………………………10
3.2.1引脚和功能…………………………………………………………………………10
3.2.2内部结构……………………………………………………………………………11
3.2.3工作原理……………………………………………………………………………12
3.2.4工作时序及其功能分析……………………………………………………………13
3.3单片机应用的设计与开发……………………………………………………………14
3.3.1硬件系统的设计……………………………………………………………………14
3.3.2应用软件设计……………………………………………………………………15
3.4单片机控制步进电机方法……………………………………………………………16
3.4.1串行方式……………………………………………………………………………16
3.4.2并行方式……………………………………………………………………………16
3.5本章小结……………………………………………………………………………17
第四章系统硬件设计…………………………………………………………………18
4.1系统硬件结构…………………………………………………………………………18
4.2机型及器件选择………………………………………………………………………18
4.3模拟步进电机驱动电路………………………………………………………………19
4.4LED显示接口设计……………………………………………………………………19
4.5键盘接口设计…………………………………………………………………………21
4.6石英多谐振荡器电路设计……………………………………………………………22
4.7系统硬件合成及原理图………………………………………………………………23
4.8印刷电路板设计………………………………………………………………………24
4.9本章小结………………………………………………………………………………24
第五章系统软件设计…………………………………………………………………25
5.1软件编程结构…………………………………………………………………………25
5.1.1伟福仿真器…………………………………………………………………………25
5.1.2软件结构……………………………………………………………………………26
5.2子程序模块……………………………………………………………………………27
5.2.1串行静态显示模块……………………………………………………………………27
5.2.1键盘扫描模块……………………………………………………………………27
5.2.3中断模块……………………………………………………………………………29
5.3本章小结………………………………………………………………………………30
第六章系统调试与总结………………………………………………………………31
6.1系统调试………………………………………………………………………………31
6.2本章小结………………………………………………………………………………31
第七章抗干扰设计及措施……………………………………………………………32
7.1硬件抗干扰设计……………………………………………………………………32
7.1.1抗串模干扰措施和设计……………………………………………………………32
7.1.2抗共模干扰措施和设计……………………………………………………………32
7.1.3CPU抗干扰技术…………………………………………………………………33
7.2软件抗干扰设计……………………………………………………………………34
7.3本章小结……………………………………………………………………………34
附录…………………………………………………………………………………………35
附录1程序代码…………………………………………………………………………35
附录2硬件电路原理图…………………………………………………………………38
参考文献…………………………………………………………………………………39
致谢…………………………………………………………………………………………40

摘要：步进电机是机电一体化产品关键组件之一，是一种性能良好的数字化执行元件。介绍了步进电机工作原理以及各项指标参数，分析了单片机控制步进电机的方法。系统采用单片机与步进电机串行通讯控制方案，系统采用五个发光二极管模拟步进电机绕组，以单片机AT89C51作为步进电机的控制器，实现步进电机的正反转、加速、预置步数、复位等各项操作。步进电机的相位、转向、预置步数由串行显示方式的数码管显示出来，步进电机的各项操作由非线形矩阵键盘实现。
硬件结构由串行显示电路、键盘接口电路、电机驱动电路、石英多谐振荡电路构成。电机工作时，由12MHz的石英多谐振荡电路产生振荡脉冲，数据写入到单片机P3.0端口，单片机P3.1口在机器周期中输出移位脉冲到74LS164寄存器，数码管形成显示。键盘共阴极连接，P1.6端口发出脉冲对键盘进行扫描，CPU不断对列线置高电平，有按键按下则行线高电平，同时所有按键的信号还作为八输入端与非门CD4068的输入，经过与非后作为INT1中断控制信号。通过单片机的P2.0～P2.4驱动步进电机。
软件采用模块化设计，通过调用一系列子程序，如中断、键盘扫描、串行显示等实现步进电机三相单四拍、双四拍和单、双八拍的运行。
给出了硬件原理图、编程流程图和软件程序。
关键字：步进电机，AT89C51，硬件接口电路，软件模块