*院校*届毕业设计（论文）第 1 页目 录第 1 章 绪 论 .21.1 课题背景 .2 1.2 设计目的及系统功能 .2 . .2第 2 章 控制系统硬件分析与设计 .32.1 步进电机 .3 2.1.1 步进电机概述 .3 2.1.2 步进电机的特性 .3 2.1.3 步进电机的种类 .3 2.1.4 永磁步进电机的控制原理 .4 2.2 步进电机控制系统的组成 .5 2.2.1 单片机最小系统 .6 2.2.2 键盘控制电路 .6 2.2.3 LED 数码显示电路 .7 2.2.4 测速电路介绍 .8 2.2.5 步进电机驱动电路 .9 2.2.6 电源设计 .11第 3 章 控制系统软件分析与设计 .113.1 程序设计思路 .11 3.2 程序流程图 .12 3.2.1 主程序流程图 .12 3.2.2 读键盘子程序流程图 .12 3.2.3 键盘处理子程序流程图 .13 3.2.4 电机控制中断程序流程图 .14第 4 章 调试与改进 .144.1 调试与改进 .14 4.2 运行结果 .15第五章 总结 .15参考文献 .17附 录 .18致 谢 .22*院校*届毕业设计（论文）第 2 页第 1 章 绪 论 1.1 课题背景 当今社会，电动机在工农业生产、人们日常生活中起着十分重要的作用。步进电机 是最常见的一种控制电机，在各领域中得到广泛应用。步进电机作为执行元件，是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。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。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，其优点是结构简单、运 行可靠、控制方便。尤其是步距值不受电压、温度的变化的影响、误差不会长期积累的 特点，给实际的应用带来了很大的方便。它广泛用于消费类产品（打印机、照相机、雕 刻机） 、工业控制（数控机床、工业机器人） 、医疗器械等机电产品中。研究步进电机的 控制和测量方法，对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。控制核心 采用 C51 芯片，它以其独特的低成本，小体积广受欢迎，当然其易编程也是不可多得的 优点为此，本文设计了一个单片机控制步进电机的控制系统，可以实现对步进电机转动 速度和转动方向的高效控制。 1.2 设计目的及系统功能 本设计的目的是以单片机为核心设计出一个单片机控制步进电机的控制系统。本系 统采用 AT89C51 作为控制单元，通过键盘实现对步进电机转动方向及转动速度的控制， 并且将步进电机的转动速度动态显示在 LED 数码管上。.AT89C51键盘控制模块电机驱动模块数码显示模块电源模块图 1-1 总体设计框图设计的步进电机控制系统应具有以下功能： 1. 步进电机的启停控制*院校*届毕业设计（论文）第 3 页2步进电机的正反转控制 3. 步进电机的加速控制 4. 步进电机的减速控制 5. 步进电机转速的动态显示第 2 章 控制系统硬件分析与设计 2.1 步进电机 2.1.12.1.1 步进电机概述步进电机概述 步进电机是一种能够将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件，它实际上是一种单相或多相同步电动机。单相步进电动机有单路电脉冲驱动，输出功率一般很小， 其用途为微小功率驱动。多相步进电动机有多相方波脉冲驱动，用途很广。 使用多相步进电动机，单路电脉冲信号可先通过脉冲分配器转换为多相脉冲信号， 在经功率放大后分别送入步进电动机各相绕组。每输入一个脉冲到脉冲分配器，电动机 各相的通电状态就发生变化，转子会转过一定的角度（