基于单片机的步进电机控制-毕业论文

图3.12键盘扫描子程序框图4、基于AT89C51的步进电机控制系统的实现4.1、系统的故障及调试4.1.1、软件部分（1）调试：按照总体流程图，在keil软件上，用C语言编程，编程时采用分块进行，分为按键子程序、显示子程序、调速子程序以及主程序，具体步骤如下：1）定义各个变量ucharmaichong;ucharzhuansu;ucharflag；2）定义正反转、加减速端口Sbitkey_z=P3^1;sbitkey_f=P3^2;sbitkey_jia=P3^3;sbitkey_jian=P3^4；3）调用显示子程序；4）调用键盘扫描子程序；5）执行主程序；6）返回显示（2）故障及解决：在编程完成时，运行程序，在仿真图上可以看到电机并不能正常旋转，而是左右来回运转或者是只转半圈，刚开始认为是电机的四相接线接错了，更改之后，电机依旧不能正常运行，于是，我怀疑是程序的问题，改动了几个地方，没有解决。我决定一部分一部分地检查，检查到电机在简单接线时，现象依然不明显，此时认为是电机运转太快了，在眼中有视觉残留，于是，我调整程序中的延迟函数和脉冲个数，在不断地尝试下，最终，能够很清楚地看到电机正常运转，故障得到解决。4.1.2、硬件部分（1）调试：根据原理图将硬件焊接好，用Proteus软件下载keil软件生成的HEX文件到单片机中，再给单片机上电，程序就开始运行。（2）故障及解决：完成了硬件的焊接，将程序通过数据线下载到单片机芯片中，接通电源，电机并不能运转，对比PROTEUS中的电路仿真图的接线，发现电机的四条接线位置不对，更改了位置后电机正常运转。可是，显示的LED并没有按照程序进行运转，此时，我怀疑是LED坏了，于是我将LED拆下来单独点亮，能够正常工作，查阅了相关书籍后发现，LED的驱动需要一定大小的电压和电流，于是我在单片机的I/O口与LED之间接入了驱动芯片74HC573，再次运行，LED正常显示。4.2、设计结果这次设计比较成功，在经过了器件的选择，软件的仿真及调试，硬件的焊接后，步进电机能按照预先的要求，实现按键控制电机的复位、正转、反转、加速、减速五个操作。并对应地在LED上显示出象征性的数字，从而直观地观察到电机的转速变化。按下复位按钮，电机停止，对应的数码管上显示如下：图4.1初始化显示图按下正转按钮从P1口输出脉冲，步进电机正转，显示如下：图4.2电机正转显示图按下反转按钮从P1口输出脉冲，步进电机反转，显示如下：图4.3电机反转显示图按下加速按钮电机速度增加，按下减速按钮电机速度减少显示如图4.4所示：5、总结与展望5.1、总结一转眼，毕业设计就快结束了，本次毕业设计主要完成了使用AT89C51控制步进电机的运行，通过按键分别控制电机的复位、正转、反转、加速、减速，并在数码管上对应地象征性地显示转速，经过了软件仿真和调试、硬件的焊接与调试，最终实现了步进电机按照要求正确运行。通过这次毕业设计，让我对单片机有了一个更深入的认识，对单片机的应用更加熟练，而且对步进电机有了一定的了解。将两者有机地结合在一起，进行一定的操作，提高了我的硬件焊接和软件设计的能力，从中学到了许多知识。将软件仿真做成实物时，我懂得了理论联系实际的重要性，一切的理论与实际之间必然存在差别，我们必须具体问题具体分析，才能有效的解决问题。在调试的过程中，我明白了许多设计时的细节问题，增长了见识，为以后的设计打下基础。在设计的过程中，我查阅了相关资料，并将它们与自己的实际问题相结合，锻炼了自己独立处理问题的能力。在整个过程中我明白了几个道理：首先，做学问要一丝不苟，要以科学的态度对待问题，不能存在侥幸的心理，出现了任何偏差都不要轻视；其次，做任何事情之前，都要有充足的准备，正所谓“磨刀不误砍柴工”，这样的话做事情才有效率；最后，做事要有耐心和毅力，不要遇到困难就退缩，要迎难而上，只有坚持下来的人才是最终获得胜利的人。5.2、展望虽然完成了设计，由于作者的水平有限，对各种电机的了解不够深入，查阅的资料不够齐全，设计的东西任然存在许多偏差和不足，例如：电机的转速控制不够精确，没有用到定时器；转速的测量不严密，只是象征性地显示转速，可以用霍尔测速传感器进行转速的测量；使用的元器件可以选用更精确、更廉价的等等。这些问题都是我值得注意的。虽然存在一些问题，但是我学习单片机的热情不会改变，在今后的学习过程中我将尽量拓宽自己的知识面，分析问题时尽量做到面面俱到，设计出更好的作品。参考文献[1]戴文进.电气工程及其自动化专业英语[M].电子工业出版社,2009.7[2]李蒙,毛建东.单片机原理及应用[M].中国轻工业出版社,2010.2[3]陈理壁.步进电机及其应用[M].上海：上海科学技术出版社,1989[4]王自强.步进电机应用技术[M].科学出版社,2010.5[5]周向红.51系列单片机应用与实践教程[M].北京:北京航天航空大学出版社,2008.5[6]丁明亮,唐前辉.51单片机应用设计与仿真[M].北京:北京航天航空大学出版社,2009.2[7]王晓明,胡晓柏.电动机的单片机控制[M].北京航空航天大学出版社,2002.5[8]杜树春.基于Proteus和KeilC51的单片机设计与仿真[M].电子工业出版社,2012.2[9]郭天祥.51单片机C语言教程[M].北京:电子工业出版社,2009.12[10]杨素行.模拟电子技术简明教程[M].高等教育出版社,2009.7[11]谭浩强.C语言设计[M].北京:清华大学出版社,2005.7[12]孙进平,张大鹏,丁金滨.51单片机系列单片机原理、开发与应用实例[M].中国电力出版社,2009[13]刘国永,陈杰平.单片机控制步进电机系统设计[J].安徽:安徽技术师范学院学报,2002[14]李海滨,片春媛,许瑞雪.单片机技术课程设计与项目实例[J].中国电力出版社,

2009版：56-65[15]张洪润,蓝清华.单片机应用技术教程[M].北京:清华大学出版社,1997[16]刘金华.数字电子技术[M].北京:北京大学出版社，2010[17]张齐,朱宁西.单片机系统设计与开发[M].机械工业出版社,2008.10[18]赵建领.51单片机开发宝典[M].电子工业出版社,2008[19]徐益民.步进电机的单片机控制系统的设计[D].哈尔滨：黑龙江科技学院,2005[20]邹益民.单片机C语言教程[M].中国石化出版社,2010.1致谢这次的毕业设计能顺利的实现，并完成了毕业设计论文，与周围的老师、同学的帮助是分不开的，在此，我对他们表示衷心的感谢。首先，我要感谢万里光老师，此次设计是在万里光老师的亲切关怀和悉心指导下完成的，他渊博的知识，严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到设计的最终完成，万老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。在他的影响下，我认真完成每一步设计，解决设计过程中遇到的困难，永不言弃，最终完成了设计。感谢万老师在忙碌的教学工作中抽出时间给予我指导，帮助我修改论文，在此谨向万老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。其次，要感谢一路和我共同走过来的同学，是他们陪着我在冯老师的实验室，共同做毕业设计，有不懂的问题，他们都会热心的帮我解答，感谢有你们的陪伴。最后，要感谢学校图书馆，它种类繁多的图书和网上付费资源，让我方便地找到了许多有用的资料。正是因为他们的帮助，我的毕业设计才能完成，再次感谢他们！附录系统的实物图完整的C语言程序:#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar #defineuintunsignedint Unsignedcharcodetable[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90 ,0x3f,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e};unsignedcharcodetable1[]={0x03,0x06,0x0c,0x09,0x09,0x0c,0x06,0x03};uchartable_begin;uintmaichong;ucharzhuansu;ucharflag;sbitkey_fuwei=P3^0;sbitkey_z=P3^1;sbitkey_f=P3^2;sbitkey_jia=P3^3;sbitkey_jian=P3^4;voiddelay(ucharx) { uchari,j; for(i=0;i<x;i++) for(j=100;j>0;j--);}voidfuwei(void){flag=2; zhuansu=0;}voiddisplay() {ucharA1,A2,A3,A4;if(flag==0) A1=0; elseA1=1; if(flag==2) A1=10;A2=0x3f;A3=zhuansu/10;A4=zhuansu%10; P0=table[A1]; P2=0x01; delay(1); P2=0x00; P0=A2; P2=0x02; delay(1); P2=0x00; P0=table[A3]; P2=0x04; delay(1); P2=0x00; P0=table[A4]; P2=0x08;delay(1); P2=0x00;}voidkey(){if(key_fuwei==0) {delay(5); if(key_fuwei==0) fuwei();} if(key_z==0) {delay(5); if(key_z==0) {flag=0; zhuansu=10; while(key_z==0);}} if(key_f==0) {delay(5); if(key_f==0) {flag=1; zhuansu=10; while(key_f==0);}} if(key_jia==0) {delay(5); if(key_jia==0) {zhuansu++; if(zhuansu==21) zhuansu=20; while(key_jia==0);}} if(key_jian==0) {delay(5); if(key_jian==0) {zhuansu--; if(zhuansu<=0) zhuansu=0; while(key_jian==0);}}}voiddispose(){ switch(zhuansu) {case0:flag=2; break; case1: maichong=160; break; case2: maichong=158; break; case3: maichong=155; break; case4: maichong=150; break; case5: maichong=146; break; case6: maichong=143; break; case7: maichong=140; break; case8: maichong=137; break; case9: maichong=135; break; case10: maichong=130; break; case11: maichong=125; break; case12: maichong=120; break; case13: maichong=115; break; case14: maichong=110; break; case15: maichong=105; break; case16: maichong=100; break; case17: maichong=95; break; case18: maichong=90; break; case19: maichong=85; break; case20: maichong=80; break;} if(flag==0) table_begin=0; else if(flag==1) table_begin=4;}voidzhuandong(void){uinti,j; if(zhuansu>0&&zhuansu<=20) {for(j=0+table_begin;j<4+table_begin;j++) { P1=table1[j]; for(i=0;i<maichong;i++) display();}} } voidmain(){fuwei(); display(); for(;;) {key(); dispo