步进电机控制电路电子设计报告

课程设计报告学院：电子信息与控制工程学院专业：自动化班级：130202组号：19题目实验三步进电机控制电路姓名学号13020205目录一、设计题目实验三：步进电机控制电路二、设计技术指标及设计要求（一）、设计任务设计一个步进电机控制电路。该电路能对步进电机的运行状态进行控制。（二）、基本要求1、控制正转反转及运行速度2、测量步进电机步距角（三）、扩展要求设计步进电机工作方式为四项八拍（四）、参考元器件略三、电路设计四、方案中各单元电路说明我们的设计方案主要由晶振电路、复位电路、供电部分、步进电机驱动电路和开关控制部分这六部分组成，以下是分块说明。（一）、晶振电路晶振电路是51最小系统的一部分，晶振的频率决定单片机的时钟周期和机器周期。对于51单片机而言，一般使用6~12MHz的晶振，本电路中使用的是11.0592MHz的无源晶振。谐振电容的值并无严格要求，但会影响振荡器的稳定性，本电路中选用了20pf陶瓷电容。由晶振电路中采用了11.0592MHz的晶振，可知单片机执行一条指令的时间为“2*1/（11.0592*10^6）s”。注：此处的机器周期关系到下文中复位电路环节与程序中时间控制部分。（二）复位电路51系列单片机是高电平复位。关于自动复位，先看给单片机加5V电源（上电）启动时的情况：这时电容充电相当于短路，可以认为RST上的电压就是VCC，这是单片机就是复位状态。随着时间推移电容两端电压升高，即造成RST上的电压降低，当低至阈值电压时，即完成复位过程。关于手动按键复位，如果按下K0，电容短路放电，两端电压都是VCC，即RST引脚电压为VCC，如果超过规定的复位时间，单片机就复位了。当按钮弹起后，RST引脚的电压为0，单片机处于运行状态。STC89C52芯片复位要求是：RST上加高电平时间大于2个机器周期，对于采用的11.0592MHz晶振，一个机器周期大约1us，要复位就加2us的高电平即可。图中的RC常数是10K×10uF=100ms，即100毫秒，这个常数足够用于复位，故电容电阻分别取10u，10k。（三）步进电机驱动电路单片机IO口虽然可以直接输出0V和5V的电压，但是电流驱动能力，也就是带载能力有限，不足以直接驱动步进电机。所以电路设计中在步进电机每项的控制线上都增加一个三极管作为开关。这样就可以用IO灌电流代替输出电流，当IO口输出低电平时，三极管bc导通，控制be导通，控制线等同于接地。（四）开关控制部分根据单片机准双向IO结构图可知，若想读取外部电压时，单片机必须先给该引脚一个高电平。（如果内部输出低电平，无论外部点评高低都只能检测到电平，故无法正常读取外部电压）因为按键较少，按键电路采用了独立按键，4条输入线直接接到单片机IO口上，上拉电阻取4.7K。（五）供电部分0.1uf电容可简单理解为滤除杂波，稳定直流电压。五、程序代码#includereg52.hunsignedcharcodeBeatCodeClockwise[8]={0x0E,0x0C,0x0D,0x09,0x0B,0x03,0x07,0x06};unsignedcharcodeBeatCodeCounterClockwise[8]={0x06,0x07,0x03,0x0B,0x09,0x0D,0x0C,0x0E};voiddelay();sbitKEY0=P2^0;sbitKEY1=P2^1;sbitKEY2=P2^2;sbitKEY3=P2^3;unsignedinti=200;voidmain(){unsignedchartmp;unsignedcharindex=0;P2=0xFF;while(1){if(KEY0&&KEY1){tmp=P1;tmp=tmp&0xF0;tmp=tmp|BeatCodeClockwise[index];P1=tmp;index++;index=index&0x07;}if(KEY0&&!KEY1){tmp=P1;tmp=tmp&0xF0;tmp=tmp|BeatCodeCounterClockwise[index];P1=tmp;index++;index=index&0x07;}delay();}}voiddelay(){if(KEY2&&i=180)i--;if(KEY3&&i=999)i++;while(i--);}六、步距脚测量七、附录（一）电路所用元器件清单元件名称数量STC89C52RC111.0592MHz晶振14位DIP开关128BYJ-48步进电机120pf电容24.7K电阻41K电阻410K电阻10.1u电容19012三极管410u电阻1导线若干（二）参考资料《电路电子实验2》指导书（三）完成后的电路的实际照片八、收获和体会这次实验让我体会到了团结协作的重要性，同时开拓创新了我们的思维，收获很多。