基于AT89S52单片机的步进电机控制

密级： 公 开

科学技术学院

NANCHANG UNIVERSITY COLLEGE OF

SCIENCE AND TECHNOLOGY

学 士 学 位 论 文

THESIS OF BACHELOR

（2011 — 2012 年）

题 目 基于AT89S52单片机的步进电机控制

学 科 部： 专 业： 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 起讫日期： 2011/12/5~2012/5/24

目 录

摘 要 ...................................................................... I 第一章

绪 论 ............................................................. 1 1.1 引言 ................................................................ 1

1.2 设计要求 ............................................................ 1 1.3 设计内容 ............................................................ 2 1.4 小结 ................................................................ 2 第二章

系统总体方案设计 .................................................. 3 2.1 主要器件简介 ........................................................ 3

2.1.1 AT89S52单片机简介 ............................................ 3 2.1.2 ULN2003A简介 ................................................. 3 2.1.3 四相五线永磁型步进电机M35SP-7NP简介 .......................... 4 2.1.4 红外遥控简介 .................................................. 4 2.2 步进电机的工作原理 .................................................. 5

2.2.1 步进电机简介 .................................................. 5 2.2.2 步进电机的工作原理 ............................................ 6 2.3 步进电机常见的控制方案与驱动技术简介 ................................ 7 2.4 系统总体设计方案 ................................................... 10

2.4.1系统框图 ..................................................... 10 2.4.2 系统设计方案与功能简述 ....................................... 10 2.5 小结 ............................................................... 11 第三章

系统整体硬件设计 ................................................. 12 3.1 单片机最小系统电路设计 ............................................. 12 3.2 状态显示模块硬件电路设计 ........................................... 13 3.3 按键与红外接收模块硬件电路设计 ..................................... 14 3.4 ULN2003A步进电机驱动模块硬件电路设计 .............................. 14 3.5 ISP单片机在线程序下载器接口电路 ................................... 15 第四章

系统软件设计 ..................................................... 16 4.1 软件设计思路 ....................................................... 16 4.2 系统设计主程序流程图 ............................................... 16 4.3 主程序初始化流程图 ................................................. 17 4.4 步进电机运行控制子程序流程图 ....................................... 18 4.5系统程序简要说明 ................................................... 20 第五章

系统运行与调试 ................................................... 21 5.1开发软件简介 ....................................................... 21

5.1.1 Keil编程软件简介与使用 ...................................... 21 5.1.2 Proteus仿真软件的简介与使用 ................................. 21 5.1.3系统的仿真图 ................................................. 22 5.2系统的软硬件联调及问题总结 ......................................... 22

第六章 总结与展望 ....................................................... 24

参考文献（References） ..................................................... 25 致 谢 ...................................................................... 26 附录一：系统原理图 ......................................................... 27 附录二：实物照片 ........................................................... 28

基于AT89S52单片机的步进电机控制

摘 要：步进电动机由于用其组成的控制系统既简单、廉价、低噪音、响应快、速度位移控制精准，又非常稳定可靠，因此在办公自动化设备、数控系统以及各种控制装置等众多领域有着极其广泛的应用。

文章以单片机AT89S52为控制核心，通过单片机的I／O口输出的具有时序的脉冲信号作为步进电机的控制信号，实现了步进电机的速度控制。本设计在AT89S52单片机最小系统的基础上，外扩驱动芯片ULN2003A作为步进电机的驱动电路、外扩3个按键以及红外线来实现对步进电机的状态控制、外扩发光二极管显示步进电机的正反转、外扩数码管显示电机运行速度的大小。在硬件设计的基础上，通过在keil下进行软件编程，最终完成了基于单片机的步进电机的控制系统设计。

本文从硬件和软件两个方面对基于单片机的步进电机的控制进行了详细的介绍，最后给出了调试过程和PROTEUS仿真图，该设计具有设计成熟、简单可靠、稳定性高等特点。

关键词：步进电机，脉冲，驱动机构，单片机，转动

I

The stepping motor control system based on AT89S52 MCU

Abstract：Stepper motor because of the open-loop system composed of simple, cheap, low noise, fast response speed, displacement control precision, it is very stable and reliable, therefore in the office automation equipment, CNC system and various control devices and many other fields have a wide range of applications.

This paper introduces a singlechip stepper motor control design, AT89S52 single-chip computer to control the stepping motor, SCM through the I / O port with the output timing of the pulse signal as a stepper motor control signal, the design uses 3 keys and infrared ray to realize the stepper motor state control, through the microcontroller, motor drive chip ULN2003A, the corresponding keys and the infrared remote controller to realize the above function, stepping motor positive and negative conversion of light-emitting diode display, its running speed to a certain level in the digital tube display.

This paper describes the stepper motor, infrared control and microcomputer principle, system block diagram, hardware circuit, program flow, and the entire system in the debugging process of the problems encountered and their solutions. The design is simple and reliable, sophisticated design, high stability.

Key words: stepping motor pulse，driving mechanism， single chip microcomputer，rotation

II

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