基于单片机的步进电机控制系统设计报告

基于单片机的步进电机控制系统是一种可以将电脉冲信号转换成角位移或直线位移的实施部件。该系统能够直接使用数字信号驱动，使用十分方便。步进电机的角位移量和输入脉冲个数严格成正比，在时间上与输入脉冲同时进行。因此，只要控制输入脉冲的数量、频率和电动机绕组通电相序，便可以实现所需的转角、转速和转动方向。步进电机在没有脉冲输入时，通过绕组电源的激励可以使转子保持原有位置并处于定位状态，因此非常适合用于单片机控制。此外，步进电机的运行速度和步距不受电源电压波动和负载影响，因此广泛应用于数模转换、速度控制和位置控制系统。 本课程设计的主要目的是基于STC89C52单片机作为微控制器，使用混合式步进电机驱动芯片ULNAN进行驱动，并利用LCD1602液晶显示来实现对步进电机运行状态的简单控制和显示。该设计能够实现以下功能：电机的运行和停止功能、运行圈数的设置、转速的调整、电机的正反转和点动功能。 在总体设计方案中，首先确定了系统所需的硬件和软件环境。硬件方面，主要采用STC89C52单片机作为核心控制器，配合混合式步进电机驱动芯片ULNAN和LCD1602液晶显示模块。软件方面，采用C语言进行编程，利用Keil C51集成开发环境进行代码的编写和调试。 接下来是系统的具体电路设计。根据步进电机的特性和ULNAN芯片的使用要求，设计了相应的电路连接图。通过连接相应的引脚和设置相序，可以实现对步进电机的正转、反转和停止操作。将电路连接好后，通过单片机的GPIO口控制相应的引脚电平，即可实现对步进电机的控制。 在软件设计方面，首先进行了单片机的初始化设置，包括引脚的初始化和定时器的设置。随后，根据系统需求，编写了相应的函数来实现电机的控制功能，如电机的正转、反转、停止等。同时，还编写了相应的函数来实现LCD1602液晶显示模块的初始化和显示功能，将电机的状态信息显示在屏幕上。 在系统测试方面，首先进行了硬件连接的检查，确保电路连接正确。接下来，在实际使用过程中，对系统进行了逐个功能的测试，包括电机的正转、反转和停止功能、设置运行圈数的功能以及调整转速的功能。通过实际测试，验证了设计方案的可行性和有效性。 通过本次课程设计，不仅深入理解了基于单片机的步进电机控制系统的原理和工作方式，还掌握了相关硬件和软件设计的基本技能。结果表明，基于STC89C52单片机的步进电机控制系统设计方案具有一定的可行性和实用性，并且能够满足实际应用的需求。 关键词：单片机、步进电机、驱动芯片、液晶显示、电机控制、点动。