三相步进电机控制系统的设计课程设计论文.doc

武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书

武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书

课程设计任务书

指导教师：工作单位：自动化学院
题目:三相步进电机控制系统的设计
初始条件：
设计三相步进电机控制系统，要求系统具有如下功能：用K0-K2做为通电方式选择键，K0为三相单三拍，K1为三相双三拍，K2为三相六拍；K3为启动/停止控制、K4方向控制、K5加速、K6减速；用4位LED显示工作步数。用3个发光二极管显示状态：正转时黄灯亮，反转时绿灯亮，不转时红灯亮。

要求完成的主要任务:
硬件设计：系统总原理图
软件设计：系统总体流程图、步进电机单三拍，双三拍，三相六拍各模块流程图、显示模块流程图等
编写程序：能够完成上述任务并用仿真软件演示
完成符合要求的设计说明书
时间安排：
2015年5月20日~2015年6月1日
指导教师签名：年月日
系主任（或责任教师）签名：年月日

摘要

这次设计是基于单片机来设计三相步进电机系统。80c51单片机作为主控芯片，利用ULN2003A集成电路，采用单极性驱动方式，加入74HC573使步进电机完成步进电机三相单三拍，三相双三拍，三相六拍；启动/停止控制、方向控制；速度控制（加速和减速两档）；用4位LED数码管显示工作步数。用3个发光二极管显示状态：正转时黄灯亮，反转时绿灯亮，不转时红灯亮。
电路构造较为简单，设计思路清晰，利用KEIL进行软件编写与仿真，利用Proteus进行电路的设计与仿真，仿真结果符合任务提出的要求。
关键字：步进电机、单片机、单极性驱动，控制

目录
TOC\o"1-3"\h\uHYPERLINK\l_Toc271401设计任务及要求 5
HYPERLINK\l_Toc188901.1设计任务 5
HYPERLINK\l_Toc4421.2任务分析 6
HYPERLINK\l_Toc82112方案比较及选择 6
HYPERLINK\l_Toc201552.1电机驱动选择方案 6
HYPERLINK\l_Toc207582.2LED显示选择方案 6
HYPERLINK\l_Toc237392.3按键状态的读取 6
HYPERLINK\l_Toc22063系统实现的原理 7
HYPERLINK\l_Toc173293.1步进电机控制工作原理 7
HYPERLINK\l_Toc52993.1.1步进电机的启停控制 7
HYPERLINK\l_Toc81133.1.2步进电机的工作原理 7
HYPERLINK\l_Toc139793.1.3步进电机的转向控制 7
HYPERLINK\l_Toc297903.1.4步进电机的启停控制 8
HYPERLINK\l_Toc299523.1.5步进电机的速度控制 8
HYPERLINK\l_Toc166503.2系统设计思路 8
HYPERLINK\l_Toc163993.3系统的整体框图 9
HYPERLINK\l_Toc293794系统的硬件设计 10
HYPERLINK\l_Toc327214.1总体设计 11
HYPERLINK\l_Toc30354.2步进电机控制电路 12
HYPERLINK\l_Toc97424.2.1启/停控制、正/反转控制、工作模式控制电路分析 13
HYPERLINK\l_Toc216854.2.2步进电机控制电路 11
HYPERLINK\l_Toc267384.3显示电路 12
HYPERLINK\l_Toc183864.3.1发光二极管显示电路 12
HYPERLINK\l_Toc114834.3.2八段数码管显示电路 12
HYPERLINK\l_Toc152245系统软件设计 13
HYPERLINK\l_Toc166175.1总体设计 13
HYPERLINK\l_Toc75325.1.2系统总体流程图 15
HYPERLINK\l_Toc325925.2关键模块设计 17
HYPERLINK\l_Toc311195.2.1.三相步进电机模块设计 17
HYPERLINK\l_Toc226525.2.2显示模块设计 18
HYPERLINK\l_Toc26635.5.2步进电机调速模块流程图 19
HYPERLINK\l_Toc85766系统仿真 20
HYPERLINK\l_Toc191557小结及体会 22
HYPERLINK\l_Toc25459参考文献 23
HYPERLINK\l_Toc31355附录 24