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摘 要

本文主要研究基于单片机的小型步进电机的控制系统，设计利用自己独立设计并且制板的PCB板配合光电测速进行闭环控制的系统。

本系统中，单片机采用AT89S52型单片机，电机驱动采用L297与L298N相互配合驱动双极性两相步进电机的方案，以光电对射传感器为速度采集模块进行测速反馈传送信号给微控制器反馈控制步进电机，从而实现更精确的速度控制系统。

本文将详细介绍电源模块、步进电机驱动模块、点阵显示模块、数码管显示模块以及测速模块的设计原理与实现方案。前期通过proteus与keil联合仿真来确定方案的可行性分析，然后通过自主学习Altium Designer 14软件，查阅相关资料设计硬件电路原理图，绘制各元件封装，进行PCB布局、布线、铺铜，最后送去加工制作。通过调试，电路能够有效的控制电机正转、反转、加速、减速，同时实现步进电机速度的精确控制。

关键词： 步进电机；单片机；AT89S52 ；L297 ；L298N ；调速；Altium Designer 14

Abstract

This research is mainly based on the system of SCM controling small stepper motor, using their own independent design the PCB board with photoelectric velocity measurement to design the closed-loop control system.

In this system, the SCM AT89S52 microcontroller, using L297 and L298N driven by bipolar two-phase stepper motor program with each other, with photoelectric shooting sensor for speed acquisition module speed feedback signal is transmitted to the micro controller feedback control of stepper motor, in order to achieve more accurate speed control system.

This paper will detail the power module, stepping motor driver module, dot matrix display module, digital tube display module and speed module design principle and implementation scheme. Early by CO simulation based on Proteus and keil to determine feasibility analysis, followed learning Altium designer software by myself, access to information related to the design of the hardware circuit principle diagram, mapping of the components of the package, PCB layout, wiring, copper paving, finally sent to processing. Through debugging, the circuit can effectively control the motor forward, reverse, acceleration, deceleration, and realize the stepper motor speed precise control .

Key words：Stepper motor；SCM,； AT89S52； L297； L98N；speed；Altium Designer 14

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1 课题背景及研究意义 1

1.2 课题研究内容 1

第二章 设计方案论证与确定 2

2.1 系统设计思路 2

2.2方案论证与比较 2

2.2.1步进电机选择 2

2.2.2 步进电机驱动方案 4

2.2.3 步进电机控制方案 5

2.2.4 步进电机显示电路 5

2.2.5 测速方案选择 5

2.2.6 键盘模块设计方案 5

2.2.7 辅助电源模块设计方案 6

2.2.8 看门狗电路设计方案 6

2.2.9显示电路驱动方案 6

2.3本章小结 7

第三章 系统硬件设计 8

3.1 系统硬件组成框图 8

3.2 主控芯片——AT89S52 8

3.2.1 AT89S52简介 8

3.2.2系统端口分配 9

3.3 显示电路设计 9

3.3.1 点阵显示模块 9

3.3.2 数码管显示模块 11

3.4 驱动电路模块设计 12

3.5 外围电路设计 14

3.5.1 看门狗复位电路 14

3.5.2 速度采集电路 15

3.5.3 键盘电路设计 15

3.5.4单片机硬件抗干扰设计 16

3.6本章小结 17

第四章 系统软件设计 18

4.1 Keil uVisio3程序调试 18

4.1.1 Keil uVision3简介 18

4.1.2 Keil uVision3 程序调试 18

4.2主程序设计 19

4.2.1 主程序流程图 19

4.3显示程序设计 19

4.3.1 8*8点阵电路流程图 19

4.3.2 74HC595串转并数码管显示电路流程图 21

4.4键盘程序设计 23

4.4.1按键流程图 23

4.4.2 连发流程图 23

4.5调速程序设计 24

4.5.1调速程序流程图 24

4.6本章小结 25

第五章 系统调试与仿真及原理图绘制 26

5.1 proteus仿真 26

5.1.1 proteus仿真环境 26

5.1.2 proteus仿真与调试 26

5.2 Altium Designer 14 绘制原理图与PCB板 28

5.2.1 Altium Designer 14绘制原理图 28

5.2.2 Altium Designer 14绘制PCB板 30

5.3 本章小结 33

第六章 结束语 34

致谢 36

参考文献 37

附录一 原理图 38

1.总原理框图 38

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