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西 南 交 通 大 学 本科毕业设计（论文） 基于单片机控制的步进电机设计 BASED ON MICROPROCESSOR CONTROLLED STEPPER MOTOR DESIGN 年级: 2008 级 学号: 姓名: 专业: 测控技术与仪器 指导老师: 2012 年 6 月 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第 I 页 院 系 计算机与通信工程系 专 业 测控技术与仪器 年 级 2008 级 姓 名 题 目 基于单片机控制的步进电机设计 指导教师 评 语 指导教师 (签章) 评 阅 人 评 语 评 阅 人 (签章) 成 绩 答辩委员会主任 (签章) 年 月 日 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第 II 页 毕业设计（论文）任务书 班 级 学生姓名 学 号 发题日期：2012 年 2 月 30 日 完成日期： 2012 年 6 月 17 日 题 目： 基于 80C51 单片机控制的步进电机 1. 本论文的目的、意义 步进电机是一种将数字信号直接转换成角位移或线位移的控制驱动元件，具有快 速起动和停止的特点。 目的：本课程设计的内容是利用 51 单片机，达到控制步进电机的启动、停止、正转、 反转、多档速度调速和状态显示的目的，使步进电机控制更加灵活。利用六位数码 管增设电机状态显示功能，各项数据更直观。 意义：因为步进电动机组成的控制系统结构简单，价格低廉，性能上能满足工业控 制的基本要求，广泛地应用于手工业自动控制、数控机床、卫星天线定位系统、医 疗器件以及各种可控机械工具等等，并且在航空、航天、汽车、精密电子等行业也 被广泛应用。在电工设备中的应用，最重要的就是应用在直流旋转电机中。在控制 系统中，步进电机还有其它的用途，例如测速电机、伺服电机等。 2、学生应完成的任务 （1）查阅单片机、以及步进电机的相关资料，了解步进电机工作情况； （2）选择合适的电子元件设计出硬件电路并生成 PCB 板； （3）编写软件程序实现启动、停止、正转、反转、调速和状态显示的目的； （4）综合调试； （5）撰写毕业论文。 3、论文各部分内容及时间分配：（共 16 周） 第一部分 查阅资料 （ 2 周） 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第 III 页 第二部分 系统结构设计 （ 4 周） 第三部分 系统的应用程序设计 （ 4 周） 第四部分 综合调试 ( 2 周） 第五部分 撰写毕业设计资料 （ 3 周） 评阅及答辩 ( 1 周） 备 注 答辩前应向指导老师交毕业设计（论文）说明书（书面文档应不少于 1 万 2 千个汉字）和电子文档（含毕业设计（论文）说明书及应用软件） 。 指导教师： 2012 年 2 月 30 日 审 批 人： 年 月 日 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第 IV 页 西南交通大学本科毕业设计(论文) 摘 要 步进电机是将电脉冲信号转为角位移或线位移的开环控制元件。由步进电动机 组成的开环系统既简单廉价，又可靠稳定。它有瞬间启动，急速停止，精度高等特 点。目前打印机，绘图仪，机器人，数控机床等等设备都以步进电机为核心动力。 在各种办公自动化设备以及控制装置等领域中有着极其广泛的应用。 本文介绍的是基于单片机的控制步进电机的系统设计，通过单片机、ULN2003 驱动芯片以及相应的按键实现各种功能，并且步进电机的工作状态要用相应的数码 管显示出来。本系统采用模块化设计，结构简单，可靠，清晰明了。通过人机交互 换接口可实现各功能设置，操作简单，易于掌握。 本文内容介绍了步进电机以及单片机原理、该系统的硬件电路、程序组成，同 时对软、硬件进行了调试，介绍了制作 PCB 板步骤。该设计具有思路明确、可靠性 高、稳定性强等特点，通过调试实现以下几个主要功能： (1) 控制步进电机实现正转和反转； (2) 控制步进电机转速； (3) 设计步进电机的脉冲放大电路，能驱动相电压为 5V、相电流位为 0.4A 的步 进电机工作； (4) 实现对步进电机圈数的预置； (5) 同步显示步进电机所转圈数。 关键词 步进电机 PM25L-024-STB6；SST89E516RD；C 语言 西南交通大学本科毕业设计(论文) Abstract The stepper motor is a open-loop control components that could be to transform the electrical pulse signal into angular displacement or linear displacement.Stepper motor open-loop system is both simple and cheap, reliable and stable. It has instant start, rapid stop, and high accuracy.At present, printer, plotter, robot, CNC machine tools and other equipment with stepping motor as the core driving power.In various kinds of office automation equipment and control devices, and other fields have extremely extensive application. This article describe the stepper motor controled system design which is based on the microcontroller, Through the single-chip microcomputer, ULN2003 drive chip and corresponding key achieve those functions, and the working state of the stepping motor with corresponding digital tube display.The system USES the modular design, simple structure, reliable, and clarity.Through the man-machine interface can realize A variety of function setting, simple operation, easy to master. This paper introduces the content of the stepping motor and the principle of single- chip microcomputer, the system hardware circuit, program composition, at the same time for the software and hardware debugging, introduces making PCB steps. This design has clear thinking, high reliability, and strong stability and other characteristics, through the debugging realize the following main functions: (1) Controlling the corotation and inversion of the stepper motor; (2) Controlling the speed of stepper motor; (3) designing the pulse amplifier circuit of stepper motor to drive the stepper motor with 5V voltage，0.4A phase current; (4) achieving the presetting of laps of the stepper motor; (5) synchronously displaying the circle number and speed of the stepper motor. Key words ste pping motor PM25L-024-STB6; SST89E516RD; C language 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 1 页 目录 摘 要 .I Abstract.I 目录.1 第 1 章 绪 论.1 1.1 引言.1 1.2 本文研究的目的和意义.1 1.3 国内外研究概况及趋势.2 1.4 本文研究内容.2 第 2 章 步进电机的工作原理及特性.3 2.1 步进电机的概念.3 2.2 步进电机的特点.3 2.3 步进电机的分类.4 2.4 步进电机的工作原理.5 2.4.1 步进电机结构(三相).5 2.4.2 对齿和错齿.5 2.4.3 工作原理.6 2.4.4 工作方式（四相）.7 2.4.5 步进电机的常用术语.8 2.5 步进电机的振荡和失步.8 2.5.1 振荡.8 2.5.2 失步.9 第 3 章 硬件电路设计.10 3.1 步进电机驱动系统.10 3.2 控制模块.10 3.3 驱动模块.11 3.4 显示模块.12 3.5 按键模块.12 3.6 步进电机部分.13 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 2 页 第 4 章 软件设计.15 4.1 程序流程图.15 4.2 系统主程序.16 4.3 定时中断设计.17 4.4 外部中断设计.17 第 5 章 PCB 板设计及硬件调试.19 5.1 Altium Designer 简介.19 5.2 PCB 制作过程.19 5.2.1 原理图绘制.19 5.2.2 元件封装.19 5.2.3 规划电路板.20 5.2.4 电路板（PCB）编辑器.20 5.2.5 布置元件.20 5.2.7 自动布线与手工调整.20 5.2.8 PCB 文件的保存.21 5.3 本设计的 PCB.21 5.4 硬件电路调试.22 结 论.23 致 谢.24 参考文献.25 附录 1.26 附录 2.27 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 1 页 第 1 章 绪 论 1.1 引言 一个国家的制造业水平在很大程度上可以体现国家的实力，国家的发展也在很 大程度上依赖于先进的制造业，所以大多数国家都非常重视大力发展制造业，二战 后，计算机控制技术、微电子技术、信息和自动化技术有了迅速的发展，并在制造 业中得到了愈来愈广泛的应用，具有很多优点的步进电机就是一个重要角色，比如 在数控技术中。 步进电动机又称脉冲电动机，其应用发展己有约 80 年的历史。可以说步进电 机是纯粹的数字控制电动机，步进电机驱动器通过控制脉冲，控制步进电动机各相 绕组的导通或截止，从而使电动机产生步进运动。就是说给一个电脉冲信号，电动 机就转过一个角度或者前进一步，其输出转角、转速与输入脉冲的个数、频率有着 严格的比例关系。这些关系在负载 能力范围内不随电源电压、负载大小、环境条 件等的变化而变化。 在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲 数，而不受负载变化的影响，同时步进电机只有周期性的误差而无累积误差，精度 高。步进电动机可以在宽广的频率范围内通过改变脉冲频率来实现调速、快速起停、 正反转控制等，这是步进电动机最突出的优点。正是由于步进电机具有突出的优点， 所以成了机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微 电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有 应用，所以本课题的研究相当有必要。 1.2 本文研究的目的和意义 步进电动机是用电脉冲信号进行控制，将电脉冲信号转换成相应的角位移或线 位移的微电动机，它最突出的优点是可以在宽广的频率范围内通过改变脉冲频率来 实现调速，快速起停、正反转控制及制动等，并且用其组成的开环系统既简单、廉 价，又非常可行，因此在打印机等办公自动化设备以及各种控制装置等众多领域有 着极其广泛的应用。随着微电子和计算机技术的发展，步进电动机的需求量与日俱 增，研制步进电机驱动器及其控制系统具有十分重要的意义。 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 2 页 1.3 国内外研究概况及趋势 在日本，60 年代初期，开发了用于数控装置及计算机外部设备的磁阻式步进电 动机。60 年代中期至今，开发了混合式步进电动机。 在我国，步进电动机的研制始于 1958 年。当时只有清华大学，华中理工大学等 少数高等院校在从事这项工作。到了 60 年代末，70 年代初，由于电子工业和数字 控制技术的发展，特别是数字控制线切割机床发展的需要，才使步进电动机的研究 工作蓬勃开展起来。经过四十几年的发展，随着步进电动机理论的日臻完善，特别 是磁阻式步进电动机，产品品种、规格，门类的系列化以及出现了象无刷直流电动 机系统那种更优越的伺服系统，才使得步进电动机的发展势头有所缓和，总体看来， 目前其发展正趋于平缓。步进电动机的种类很多，按其工作原理可分为磁阻式、永 磁式、混合式三大类型。由于上述三种类型步进电动机的结构及作用原理各不相同， 因此其市场的应用以及发展的情况也各不相同。但不管如何发展，总离不开“轻、 薄短小、高效率、低振动、低噪声、低价格”微特电机发展的永恒主题3。 1.4 本文研究内容 本论文所选的步进电机是四相步进电机，实现步进电机加速、减速，正转、反 转，预置圈数，圈数同步，以及转速级别显示。采用的方法是利用单片机控制步进 电机的驱动。步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。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（称为步 距角） ，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。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 速度和加速度，从而达到调速的目的。本次毕业设计就是通过改变脉冲频率来调节 步进电机的速度的，并且通过数码管显示其转速的级别。另外通过单片机实现它的 正反转，步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差(精度为 100%)的特点，广泛应用于各种开环控制。 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 3 页 第 2 章 步进电机的工作原理及特性 2.1 步进电机的概念 步进电机是一种将电脉冲转为角位移或线位移的执行机构。简单一点讲，当驱 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 （即步进角） 。我们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；同时我们也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到 调速的目的。 在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲 数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。 这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得 在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单、精度高。 从原理上讲，步进电机是一种低速同步电动机。本次毕业设计采用的是步距角 为 1.8 度的四相八拍永磁式步进电机。 2.2 步进电机的特点 1. 一般步进电机的精度为步进角的 3-5%，角位移与输入脉冲数严格成正比， 没有累计误差，具有良好的跟随性。 2. 步进电机外表不允许较高的温度。步进电机温度过高首先会使电机的磁性材 料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步；一般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏 130 度以上，有的甚至高达摄氏 200 度以上，所以步进电机外表温度在摄氏 80-90 度 完全正常。 3. 步进电机的力矩会随转速的升高而下降。当步进电机转动时，电机各相绕组 的电感将形成一个反向电动势；频率越高，反向电动势越大。在它的作用下，电机 随频率（或速度）的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。 4. 步进电机自身的噪声和振动较大，带惯性负载的能力较差。 5. 由步进电机与驱动电路组成的开环数控系统，既非常简单、廉价，又非常的 可靠。同时，它也可以与角度反馈环节组成高性能的闭环数控系统。 6. 步进电机的动态响应快，易于启停，正反转及变速。 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 4 页 7. 速度可在相当宽的范围内平滑调节，低速下仍能保证获得大转矩，因此，一 般可以不用减速器而直接驱动负载。 8. 步进电机只能通过脉冲电源供电才能运行，它不能直接使用交流电源和直流 电源。 9. 步进电机存在振荡和失步现象，必须对控制系统和机械负载采取相应的措施。 10. 步进电机低速时可以正常运转，但若高于一定速度就无法启动，并伴有啸叫 声。 11. 步进电动机以其显著的特点，在数字化制造时代发挥着重大的用途。如打印 机，绘图仪、数控机床切割。伴随着不同的数字化技术的发展以及步进电机本身技 术的提高，步进电机将会在更多的领域得到应用。 2.3 步进电机的分类 现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR） 、永磁式步进电机（PM） 、 混合式步进电机（HB）和单相式步进电机等。 反应式步进电动机采用高导磁材料构成齿状转子和定子，其结构简单，生产成 本低，步距角可以做的相当小，一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为 1.5 度，但噪声和振动都很大。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有 多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩，但动态性能相对较差。 永磁式步进电机转子采用多磁极的圆筒形的永磁铁，在其外侧配置齿状定子。 用转子和定子之间的吸引和排斥力产生转动，它的出力大，动态性能好，但步距角 一般比较大。一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为 7.5 度 或 15 度。 混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两 相步进角一般为 1.8 度而五相步进角一般为 0.72 度。这种步进电机的应用最为广泛， 它是 PM 和 VR 的复合产品，其转子采用齿状的稀土永磁材料，定子则为齿状的突 起结构。此类电机综合了反应式和永磁式两者的优点，步距角小，出力大，动态性 能好，是性能较好的一类步进电动机，在计算机相关的设备中多用此类电机。 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 5 页 2.4 步进电机的工作原理 2.4.1 步进电机结构(三相) 图 2-1 步进电机内部结构图 如图 2-1 所示，步进电机分为转子和定子两部分： 1. 定子：由硅钢片叠成的，定子上有 6 大磁极，每 2 个相对的磁极（N，S） 组成一对，共有 3 对。定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线 错开。 0、1/3、2/3， （相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以 表示） ，即 A 与齿 1 相对齐，B 与齿 2 向右错开 1/3，C 与齿 3 向右错开 2/3，A与齿 5 相对齐， （A 就是 A，齿 5 就是齿 1） 。 2. 转子：由软磁材料制成，其外表面也均匀地分布着小齿，与定子上的小齿并 且小齿的大小相同，间距相同。 2.4.2 对齿和错齿 图 2-2 步进电机转子展开图 反应式步进电机的动力来源于电磁力，只有电机存在错齿现象才能转动。在电 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 6 页 磁力的作用下，转子被推动到最大磁导率的位置，定子小齿与转子小齿对齐的位置， 并处于平衡状态，如图 2-2 中的 A 相位置，这种现象被称为对齿。而对于三相步进 电机来说，当某一相得磁极处于最大磁导位置时，另外两相必须处于非最大磁导位 置，即定子和转子不对齐位置，这种现象被称为错齿。 2.4.3 工作原理 图 2-3 步进电机三相接线图 开始时，开关 SB 接通电源，SA、SC、SD 断开，B 相磁极和转子 0、3 号齿对 齐，同时，转子的 1、4 号齿就和 C、D 相绕组磁极产生错齿，2、5 号齿就和 D、A 相绕组磁极产生错齿。 当开关 SC 接通电源，SB、SA、SD 断开时，由于 C 相绕组的磁力线和 1、4 号 齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4 号齿和 C 相绕组的磁极对齐。而 0、3 号 齿和 A、B 相绕组产生错齿，2、5 号齿就和 A、D 相绕组磁极产生错齿。依次类推， A、B、C、D 四相绕组轮流供电，则转子会沿着 A、B、C、D 方向转动4。 四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方 式。单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。八拍工作方式的步距 角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可 以提高控制精度。单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图 2-4 的 a，b，c 所示： 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 7 页 a)单四拍 b)双四拍 c)八拍 图 2-4 步进电机工作方式 2.4.4 工作方式（四相） 1. 单四拍：通电顺序为： ABCD； 2. 双四拍：通电顺序为： ABBCCDDA； 3. 四相八拍：通电顺序为： AABBBCCCDDDA； 这三种工作方式的区别，如下表所示： 表 2-1 步进电机三种工作方式的性能比较 工作方式单四拍双四拍八拍 步进周期 TTT 每相通电时间 T2T3T 走齿周期 4T4T8T 相电流小较大最大 高频性能差较好较好 转矩小中大 电磁阻尼小较大较大 振荡容易较容易不容易 功耗小大中 由表 2-1 可以看出这三种工作方式中，八拍的性能最好，单四拍的性能最差， 因此，在步进电机的控制应用中，选择合适的工作方式非常重要，本文主要研究的 是四相八拍工作方式。 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 8 页 2.4.5 步进电机的常用术语 齿距角：相邻两齿中心线间的夹角，通常定子和转子具有相同的齿距角。z =2/Z (Z 是转子的齿数) 步距角：指每给一个电脉冲信号电动机转子所应转过的角度的理论值。 b=z/N = 2/NZ (N 是工作拍数，Z 是转子的齿数) 步距角精度：步进电机每转过一个步距角的实际值与理论值的误差。用百分比 表示：误差/步距角*100%。不同运行拍数其值不同，四拍运行时应在 5%之内，八 拍运行时应在 15%以内。 失调角：指转子偏离零位的角度。转子齿轴线偏移定子齿轴线的角度，电机转 必存在失调角，由失调角产生的误差，采用细分驱动是不能解决的。 最大空载的运行频率： 电机在某种驱动形式，电压及额定电流下，电机不带负 载的最高转速频率。 最大空载起动频率： 电机在某种驱动形式、电压及额定电流下，在不加负载的 情况下，能够直接起动的最大频率。 响应频率：在某一频率范围内步进电机可以任意运行而不会丢失一步，则这一 最大频率称为响应频率。 运行频率：指拖动一定负载使频率连续上升时，步进电机能不失步运行的极限 频率1。 2.5 步进电机的振荡和失步 步进电机的振荡和失步是一种普遍存在的现象，它影响应用系统的正常运行， 因此要尽力去避免。 2.5.1 振荡 步进电机的低频振荡是由于电机的转子达到稳定平衡位置时具有多余的动能。 这种能量越大，振荡的趋势越利害，当控制脉冲的频率等于自由振荡的频率时，就 发生低频振荡，或称之为低频共振。低频振荡是步进电机系统的固有的缺点。在振 荡区，主要表现是步进电机的运动不平稳，振荡加剧，噪音增大，力矩下降，严重 的甚至失步。 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 9 页 减少步距角可以减少振荡幅值，以达到削弱振荡的目的。消除振荡是通过增加 阻尼的方法来实现的，主要有机械阻尼法和电子阻尼法两大类。其中机械阻尼法比 较单一，就是在电动机轴上加阻尼器，电子阻尼法则有多种。 1. 多相励磁法：采用多相励磁会产生电磁阻尼，会削弱或消除振荡现象。 2. 变频变压法：步进电机在在低频时绕组中的电流上升时间长，转子获得的能 量大，因此容易产生振荡，在高频时则相反。所以，可以设计一种电路，使电压随 频率的降低而减少，可以有效地消除振荡。 3. 细分步法：细分步法是将步进电机绕组中的稳定电流分成若干阶段，每进一 步时，电流升一级。同时，也相对地提高步进频率，使步进过程平稳进行。 4. 反相阻尼法：这种方法用于步进电机制动，在步进电机转子要过平衡点之前， 加一个反向作用力去平衡惯性力，使转子到达平衡点时速度为零，实现准确制动2。 2.5.2 失步 电机运转时运转的步数，不等于理论上的步数，称之为失步。 步进电机失步的原因有 2 种: 1. 转子的转速慢于旋转磁场的速度（或者说慢于换相速度）。例如，步进电机 在启动时，如果脉冲的频率较高，由于电动机来不及获得足够的能量，使其无法令 转子跟上旋转磁场的速度，所以引起失步。因此，步进电动机有一个启动频率启动 时，肯定会产生失步。注意，启动频率不是一个固定值，提高电动机的转矩、减少 负载转动惯量、减少步距角都可以提高步进电机的启动频率。 2. 转子的平均速度大于旋转磁场的速度。这主要发生在制动和突然换向时，转 子获得过多的能量，产生严重的过冲，引起失步。 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 10 页 第 3 章 硬件电路设计 3.1 步进电机驱动系统 步进电机不能直接接到交直流电源上工作，而必须使用专用设备步进电机 驱动器.步进电机驱动系统的性能，除与电机本身的性能有关外，也在很大程度上取 决于驱动器的优劣。典型的步进电机驱动系统是由步进电机控制器、步进电机驱动 器和步进电机本体三部分组成。步进电机控制器发出步进脉冲和方向信号，每发一 个脉冲，步进电机驱动器驱动步进电机转子旋转一个步距角，即步进一步。步进电 机转速的高低、升速或降速、启动或停止都完全取决于脉冲的有无或频率的高低。 控制器的方向信号决定步进电机的顺时针或逆时针旋转。通常，步进电机驱动器由 逻辑控制电路、功率驱动电路、保护电路和电源组成。步进电机驱动器一旦接收到 来自控制器的方向信号和步进脉冲，控制电路就按预先设定的电机通电方式产生步 进电机各相励磁绕组导通或截止信号。控制电路输出的信号功率很低，不能提供步 进电机所需的输出功率，必须进行功率放大，这就是步进电机驱动器的功率驱动部 分8。 3.2 控制模块 本设计采用 SST89E516RD 单片机作为控制系统的核心。SST89E516RD 单片机 组成结构中包含运算器、控制器、片内存储器、4 个 I/O 口、串行口、定时器/计数 器、中断系统、振荡器等功能部件。 采用 HMOS 制造工艺的 MCS-51 单片机都采用 40 管脚双列直插式封装，除采 用 40 脚双列式直插式封装外，还有用方形的封装方式。40 管脚双列直插式封装管 脚图如 3-2 图所示。 脉冲信号由单片机产生，一般脉冲信号的占空比为 0.3-0.4 左右，电机转速越高， 占空比则越大。信号分配实际上就是按照某一种控制方式（根据需要进行选定）所 规定的顺序发送脉冲序列，达到控制步进电机方向的目的9。 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 11 页 图 3-2 MCS-51 系列单片机管脚图 根据要求，所设计的步进电机八拍通电顺序为 AABBBCCCDDDA。 步进电机的方向控制方法是： 用单片机输出接口的每一位控制一根相绕组。本设计中，用 P0.0，P0.1，P0.2，P0.3 分别接至步进电机的 A，B，C，D 四相绕组。 3.3 驱动模块 ULN2003 是高耐压、大电流、内部由七个硅 NPN 达林顿管组成的驱动芯片， 如图 3-3 所示。经常在以下电路中使用，作