基于AT89C51单片机的步进电机控制及驱动电路设计
引言
国内控制器的研究起步较晚，运动控制技术为一门多学科交叉的技术，是一个以自动控制理论和现代控制理论为基础，包括许多不同学科的技术领域。如电机技术、电力电子技术、微电子技术、传感器技术、控制理论和微计算机技术等，运动控制技术是这些技术的有机结合体。总体上来说，国内研究取得很大的进步，但无论从控制器还是从控制软件上来看，与国外相比还是具有一定差距。
传统上由纯电路设计的步进电机控制和驱动电路一般较复杂，成本又高，而且一旦成型就难于修改，可移植性差，难以适应一些智能化要求较高的场合。单片机的普及与应用，为步进电机的应用开辟了广阔的前景，使得以往用硬件电路构成的庞大复杂的控制器得以用软件实现，将会避免复杂电路的设设计，既降低了硬件成本又提高了控制的灵活性、可靠性及多功能性。
本文主要介绍了步进电机的基本原理及AT89C51单片机的性能特点。设计主要研究了一种基于AT89C51单片机和ULN2003驱动芯片的步进电机控制及驱动电路系统。该系统可分为：控制模块、驱动模块、显示模块、人机交互模块四大部分。其中采用AT89C51单片机作为控制模块的核心，利用单片机编程实现了对步进电机启动停止、正转反转、加速减速等功能的基本控制。驱动模块由芯片ULN2003A驱动步进电机工作；显示部分由七段LED共阴数码管组成；人机互换部分由相应的按键实现相应的功能。通过实际测试表明本设计系统的性能优于传统步进电机控制器，具有结构简单、可靠性高、实用性强、人机接口简单方便、性价比高等特点。
目录
1设计原理及方案 .................................................... 4
1.1 设计原理 ........................................... 4 1.2 设计方案 ........................................... 4
1.2.1 方案一 ...................................................... 5
1.2.2 方案二 ...................................................... 6 1.2.3 方案比较及选择 .............................................. 7
2 设计实现 ........................................................... 8
2.1 主要元器件介绍 ............................................... 8
2.1.1 四相六线步进电机的介绍 ...................................... 8 2.1.2 AT89C51单片机芯片介绍 ...................................... 10 2.1.3 ULN2003芯片介绍 ............................................ 11 2.1.4 LED七段数码管介绍 .......................................... 11
2.2 步进电机控制及驱动系统电路设计实现 ..................... 12
2.2.1 硬件设计 ................................................... 12 2.2.2 软件设计 ................................................... 15
3 电路调试 .......................................................... 16
3.1 软件的仿真 ................................................... 16 3.2 硬件电路的调试 .............................................. 17
4 数据分析及总结 ................................................... 18
4.1 测试数据及说明 .............................................. 18 4.2 总结 .......................................................... 19
参考文献 ............................................................. 20 附录 .................................................................. 21