基于单片机的步进电机控制系统的设计【开题报告+文献综述+毕业设计】

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1、本科毕业论文系列开题报告机械设计制造及其自动化基于单片机的步进电机控制系统的设计一、选题的背景和意义当今工业控制的主流系统，是以微处理器为核心的控制系统，这种系统已经取代了常规的模拟检测、调节、显示、记录等仪器设备的系统，并且具有高度复杂的计算方法和处理方法，被控制对象的各种动态过程都能按照规定的方式和要求来运行。一般步进电机控制器都用硬件来实现，比如市场上的一些脉冲分配器专用集成电路，这些集成电路体积小，驱动效率高，系统控制也比较稳定，可广泛用于要求高精度、高稳定性的设备中，但是这些驱动模块也有一些缺点：控制机理比较难掌握；品种少，价格高；部分模块只能

2、用于特定场所实习专用功能。而基于单片机的步进电机控制系统就能很好地解决这些问题：采用单片机的软件和硬件结合进行控制，运用其强大的可编程和运算功能，充分利用单片机的各种资源，能灵活的对步进电机进行控制，实现其不同模式、步数、正反转、转速等控制，如果需改变控制要求，一般只需改变软件就能适应新的环境。这样的系统能运用于许多设备中，小到打印机，纸带输送机构，卡片阅读机，大到军用仪器，通信和雷达设备，航空航天工业的系统中。因而，对于单片机的步进电机控制系统的研究也就显得非常重要了。二、研究目标与主要内容（含论文提纲）1、本课题的研究目的之一就是设计一套硬件系统较简

3、单、经济，但功能较为齐全，适应性强，操作方便，交互性强，可靠性高的步进电机控制系统。并且这套系统能够有机地把电子技术、单片机技术、电机的控制技术结合起来。2、设计一套完整的步进电机H桥驱动电路，并通过理论、仿真的方法对所设计的驱动电路进行验证。3、设计一套完整的包括键盘电路、显示电路在内的外围电路。4、对整个控制系统的软件进行编制。1引言1.1国内外的研究情况1.2步进电机控制系统设计的意义1.2.1国内外常见的步进电机控制系统1.2.2步进电机基本驱动类型1.3本论文研究的主要工作和安排2步进电机的概况2.1步进电机的特点2.2步进电机的类型2.3反应

4、式步进电机3步进电机控制系统的概述3.1步进电机控制系统简介3.2本系统简介及特点3.3本系统可实现功能4系统硬件设计4.1系统组成4.2系统核心——AT89C20514.2.1AT89C2051简介4.2.2系统端口分配4.3系统外围电路设计4.3.1显示电路设计4.3.2键盘电路设计4.3.3步进电机脉冲输出电路4.4驱动电路4.4.1电路原理4.4.2元件参数选择4.4.3驱动电路仿真5系统软件设计5.1系统软件主流程5.2系统软件运行仿真6实物制作6.1硬件制作6.2程序烧入运行7总结与展望7.1本项目取得的成果7.2研究的不足之处致谢附录三、拟

5、采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等本论文首先简单介绍了步进电机的应用和发展的历史，然后介绍了步进电机常见的控制系统方案和常见的驱动方案，在这个基础上提出了自己的设计目的，即设计一套硬件系统较简单、经济，但功能较为齐全，操作方便，适应性强，可靠性高，而且能人机交互的步进电机控制系统。用较大的篇幅介绍了步进电机的特点、分类和工作原理，接着分别阐述了所要设计的系统的功能和操作、硬件设计、软件设计。具体安排如下:第一部分为绪论，介绍了步进电机的应用和发展的历史，然后介绍了步进电机常见的控制系统方案和常见的驱动方案，了解各种方案的优缺点，提出自己的思路

6、和设计目的。第二部分步进电机的概述，阐述步进电机的特点、分类和工作原理，为后面的硬件、软件设计提供必须的理论基础。第三部分为步进电机控制系统概述，在框架结构上对整个系统进行介绍，而且重点阐述基于单片机的控制系统的一般框架，为自己的设计提供有力的支持。接着介绍了本论文要设计的控制系统的功能特点，及要实现的操作方式。第四部分为系统硬件设计，先提出框架，然后分别阐述单片机端口分配、外围电路、驱动电路的设计。第五章为系统软件设计，按照模块化的思想，主要阐述主流程、初始化流程及几种模式下的不同的控制流程。四、参考文献[1]王福瑞,等.单片机微机测控系统设计大全[M

7、].北京:北京航空航天大学出版社,1998.[2]陈理壁.步进电机及其应用[M].上海:上海科学技术出版社,1989.[3]刘保延,等.步进电机及其驱动控制系统[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1997.[4]杨刚《电子系统设计与实践》，电子工业出版社2004-01.[5]马忠梅，籍顺心.单片机应用程序设计[M].北京航空航天大学出版社，2006,92-93.[6]刘振栋.步进电机接口电路的设计.1999年第9期电测与仪表.[7]马忠梅，等.单片机的C语言应用程序设计（第3版）.北京航空航天大学出版社.[8]李广弟，朱月秀，王秀山.单片机基础（修订本

8、）.北京航空航天大学出版社.[9]何福庆，曹养书，罗小兵.可预置步进电机驱动器.