摘  要：随着科技的发展，电机的控制方式也多种多样，包括基于FPGA控制的、以单片机为核心控制的等等。近年来，越来越多的领域用到了单片机，传统控制方面迎来了跨越式的发展。相比较多种驱动电机的系统，单片机拥有无法比拟的优势，这在许多方面得到了体现。本文的主控芯片是STC89C52单片机，软件代码编写方面采用C语言，从而完成对步进电机的控制系统的设计。步进电机的启动和停止可以通过手动开关实现。该系统可以使步进电机进行正反向转动，还可以通过LED显示屏实时显示。本文还对电路进行了Proteus仿真，从而验证设计系统的合理性。

关键词：步进电机   单片机控制   AT89C52   proteus仿真

目录

摘  要 I

1 绪论 1

1.1 课题研究的目的和意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 设计方案 2

2 步进电机常见的控制方案论证 3

2.1 方案一 3

2.2 方案二 5

2.3 方案比较及选择 6

3 主要元器件介绍 7

3.1 四相六线步进电机的介绍 7

3.2 AT89C51单片机芯片介绍 9

3.3 ULN2003芯片介绍 9

3.4 LED七段数码管介绍 10

4 步进电机控制及驱动系统电路设计实现 11

4.1 硬件设计 11

4.2 软件设计 13

5 电路调试 15

5.1 软件的仿真 15

5.2 硬件电路的调试 16

5.3数据分析 17

总结 18

参考文献 19

致谢 20

附录 22

1 绪论

1.1 课题研究的目的和意义

步进电机在自动控制系统中应用最为广泛，被人们常常作为驱动的执行部分器件。脉冲电流是步进电机输入的表现形式之一，它能够把输入信号对应的转换为阶跃位移，或者是角位移等。正因为这个原因，人们常常把步进电机作为一个数模转化器。步进电机由于其自身的特点，可以直接接收到数字信号，跳过了之前繁琐的数模转换器，所以使用微机去控制步进电机具有广泛的应用前景和发展价值。

步进电机，通俗点说又叫阶跃电动机，它是将电的脉冲信号去转化为成线性结构的位移。电机在工作的时候，如果没有超过它的额定的负载，就有脉冲的数量去决定电机的启动和停止，以及速度等方面。为了让电机正常工作，就需要接收脉冲信号，而当电机收到脉冲的提示的时候，这个时候电机就会依据预期的设定的角度进行偏转。电机的驱动范围是在特定的区域内移动的，不能超过设定好的范围。为了使电机的角位移量能够进行准确定位，我们需要借助脉冲的个数来实现。而电机的转动的速度则是通过控制脉冲的频率来实现的。

随着时代的发展，机电一体化开始出现在人们的议程中，由于步进电机在电机领域拥有独特的优势，目前被广泛的应用于特定的控制系统中。由于人们更新产品的迅速，步进电机相应的产品也遍布于各个角落，小到四驱车，大到家用电器等，达到了随处可见的效果。目前，随着数控技术热的新起，全球各地的数控产业处于蓬勃发展中，因此在我国也相应的得到了快速的发展。我国相关企业已经能够独立的开发相关系统，并且根据实际情况，开发出适合我国特定国情的数控系统。由于我国相关技术起步较晚，因此和发达国家还有很大的技术差距，但是却在我国的相关行业中，起到了承上启下的作用。随着技术发展的推动，电机在数控系统中应用广泛，正在进行着跨越式的前进。此时，计算机系统的外围电路设计开始考虑到步进电机，这些外围电路主要有读卡器、内存访问机制等等。在一些具体运用的领域，例如是医疗电子、程序控制系统，以及许多空间工业系统中，都可以看到步进电机的身影。因此，本文对于步进电机进行研究具有长远意义。