扬州大学本科毕业设计（论文） 毕业设计用纸
摘 要
本设计中首先介绍了步进电机的工作原理、控制特点和运行状态，然后给出了步进电机的单片机控制系统的总体设计方案。在这个控制系统中，单片机选用AT89C51，其作为控制核心，担负着产生脉冲，发送、接受控制命令等任务；脉冲分配采用硬件方法，由8713接收到单片机的控制信号后产生相应的控制脉冲，避免了软件法在不停地产生脉冲时占用的时间；采用单电压驱动的方法驱动电机带动负载运行；利用键盘、显示专用芯片8279能够以较简单的硬件电路和较少的软件开销实现微型机与键盘和LED显示器接口。本设计最后详细介绍了硬件部分和软件部分的实现方法。
关键词：单片机；步进电机；速度控制;ZLG7290;显示器
I
扬州大学本科毕业设计（论文） 毕业设计用纸
Abstract
The design introduces the working principle of stepper motor,
control features and operations, and then gives the stepper motor microcontroller control system design programs. In this control system, the SCM selecting AT89C51, the control center of the shoulder produces pulses, sending, receiving control commands and other tasks; pulse distribution method using hardware from the 8713 chip control signals received resulting from the corresponding control pulse, to avoid software method to generate pulses in constant time occupied; adopt a single voltage-driven approach drive motor to drive the load operation; use of keyboard, display 8279 can be dedicated to simple hardware and less software overhead to achieve keyboard and LED display interface. Finally introduce the hardware and software implementation methods in detail.
Key words: SCM; stepper motor; speed control；ZLG7290;display；
II
扬州大学本科毕业设计（论文） 毕业设计用纸
目 录
摘 要 ....................................................... I Abstract .................................................... II 第一章 绪论 ................................................. 1
1.1步进电机概述 .......................................... 1 1.2课题研究的主要内容 .................................... 2
1.2.1研究内容 ........................................ 2 1.2.2论文安排 ........................................ 2 第二章步进电机控制系统设计方案 ............................... 3 2.1步进电机的系统 ........................................ 3 2.2步进电机的失步现象 .................................... 5 2.3步进电机控制系统的组成 ................................ 6 2.4系统的控制过程 ........................................ 7 第三章 步进电机控制系统硬件部分 .............................. 9 3.1硬件电路图 ............................................ 9 3.2采用51系列单片机AT89C51作为控制器 .................. 10
3.2.1 AT89C51的主要性能 ............................. 10 3.2.2 AT89C51引脚功能说明 ........................... 10 3.3步进电机的驱动电路 ................................... 15 3.4 LED显示电路 ......................................... 16
3.4.1 LED显示器的结构原理 ........................... 16 3.4.2 LED显示接口 ................................... 18 3.5可编程键盘/显示控制器ZLG7290电路工作原理 ............ 19
3.5.1 ZLG7290概述 ................................... 19 3.5.2管脚、引线与功能 ............................... 21 3.5.3 ZLG7290键盘、显示接口电路设计 ................ 24 3.6脉冲分配 ............................................. 26 第四章 步进电机控制系统软件部分 ............................. 30 4.1定时器中断服务 ....................................... 30
4.1.1定时器初值 ..................................... 30 4.1.2定时器中断服务子程序 ........................... 31 4.2 速度控制 ............................................ 31 第五章 总结 ................................................. 35
III
扬州大学本科毕业设计（论文） 毕业设计用纸
致谢 ........................................................ 36 参考文献 .................................................... 37 附录 ........................................................ 38
IV
扬州大学本科毕业设计（论文） 毕业设计用纸
第一章 绪论
本章将简要介绍步进电机的发展过程、步进电机在日常生活中的广
泛应用、步进电机作为数字控制电动机的主要特点以及本次研究的主要内容和论文安排。 1.1步进电机概述
步进电机最早是在1920年由英国人所开发。1950年后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上，这对于数字化的控制变得更为容易。以后经过不断改良，使得今日步进电机已广泛运用在需要高定位精度、高分解性能、高响应性、信赖性等灵活控制性高的机械系统中。在生产过程中要求自动化、省人力、效率高的机器中，我们很容易发现步进电机的踪迹，尤其以重视速度、位置控制、需要精确操作各项指令动作的灵活控制性场合步进电机用得最多。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。
步进电机是将电脉冲信号变换成角位移或直线位移的执行部件。步进电机可以直接用数字信号驱动，使用非常方便。一般电动机都是连续转动的，而步进电动机则有定位和运转两种基本状态，当有脉冲输入时步进电动机一步一步地转动，每给它一个脉冲信号，它就转过一定的角度。步进电动机的角位移量和输入脉冲的个数严格成正比，在时间上与输入脉冲同步，因此只要控制输入脉冲的数量、频率及电动机绕组通电的相序，便可获得所需的转角、转速及转动方向。在没有脉冲输入时，在绕组电源的激励下气隙磁场能使转子保持原有位置处于定位状态。因此非常适合于单片机控制。步进电动机已成为除直流电动机和交流电动机以外的第三类电动机。传统电动机作为机电能量转换装置，在人类的生产和生活进入电气化过程中起着关键的作用。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有累积误差的特点，广泛应用于各种开环
1