步进电机实训报告

武 汉 工 程 职 业 技 术 学 院

步进电机驱动电路的设计、仿真及制作

技能鉴定实训报告

姓 名 吴伟 小组成员 专业班级 指导教师 李晓红

2011年05月25日 信 息 工 程 系

一、实训目的

1、掌握步进电机的工作原理。 2、掌握单片机系统的基本组成。 3、掌握程序设计的思路及流程。

4、掌握Keil uVision2、Proteus ISIS文件的基本操作方法和管理方法。 5、掌握Keil与Proteus联调仿真的方法。

6、掌握步进电机驱动控制电路的设计、仿真及制作。

二、实训设备

1、计算机，编程器，实验套件

1、Keil软件，Proteus软件，Word软件，STC-ISP编程软件。

三、实训内容 1、电路原理图

图1 步进电机驱动控制电路

2、步进电机的驱动方式

3、程序设计及仿真调试步骤

（1）用单片机控制四相步进电机按半步励磁方式工作，编写控制程序，并作详细分析。 源程序：

ORG 0000H ；程序存放的起始地址

SJMP START ；跳转到主程序 ORG 0030H ；主程序入口地址

START:

MOV R1,#00H ；初始化指针地址 MOV R2,#08H ；用于设定查表次数 YZ:

MOV DPTR,#TAB ；将查表地址给数据指针 YG:

MOV A,R1 ；将表首地址送给A YS:

MOV R3,#20 ；确定外循环次数 DL1:

MOV R4,#200 ；确定中循环系数

MOVC A,@A+DPTR ；查表

MOV P2,A ；将查表得到的数值送到P2口 INC R1 ；使指针指向数据表的下一位 ACALL YS ；调用延时程序 RET ；返回主程序 ACALL YG ；调用子程序 DJNZ R2,YZ ；判断查表次数

SJMP START ；查表完后，返回重新开始

DL2:

MOV R5,#124 ；确定内循环次数 DJNZ R5,$ ；R5自减延时

DJNZ R4,DL2 ；R4自减延时

DJNZ R3,DL1 ；R3自减延时 RET ；返回调用程序

TAB:DB 01H,03H,02H,06H,04H,0CH,08H,09H ；数据表 END

程序仿真调试中出现的问题及解决的方法：

a:写好程序后编译发现有错误出现，根据软件提示检查发现是由于误将MOV DPTR,#TAB写成了MOV DPTR,TAB，改正后程序编译提示没有错误出现。

b:在用Proteus软件验证程序时，发现程序只能运行一段时间，不能持续运行。经过检查发现是由于在主程序中忘写了“SJMP START”返回指令，添加这条指令后，再次仿真程序就能持续运行了。

（2）用单片机控制四相步进电机按半步励磁方式工作，用一个转换开关控制电机的正反转，编写控制程序，并作详细分析。 源程序：

ORG 0000H ；程序存放的起始地址

SJMP START ；跳转到主程序 ORG 0030H ；主程序入口地址

START:

MOV R1,#00H ；初始化指针地址 MOV R2,#08H ；用于设定查表次数 LOOP:

JNB P1.0,ZZ ；判断正反转 FZ:

MOV DPTR,#TAB1 ；将查表地址给数据指针 ZZ:

MOV DPTR,#TAB2 ；将查表地址给数据指针

ACALL YG ；调用子程序

JB P1.0,FZ ；在正转中判断是否有反转命令

ACALL YG ；调用子程序

JNB P1.0,ZZ ；在反转中判断是否有正转命令 DJNZ R2,FZ ；判断查表次数

SJMP START ；查表完后，返回重新开始

YG:

MOV A,R1 ；将表首地址送给A YS:

MOV R3,#20 ；确定外循环次数 DL1:

MOV R4,#200 ；确定中循环次数 DL2:

MOV R5,#124 ；确定内循环次数 DJNZ R5,$ ；R5自减延时

DJNZ R4,DL2 ；R4自减延时 DJNZ R3,DL1 ；R3自减延时 RET ；返回调用程序 RET ；返回主程序 MOVC A,@A+DPTR ；查表

MOV P2,A ；将查表得到的数值送到P2口

INC R1 ；使指针指向数据表的下一位

ACALL YS ；调用延时程序 DJNZ R2,ZZ ；判断查表次数

SJMP START ；查表完后，返回重新开始

TAB1:DB 01H,03H,02H,06H,04H,0CH,08H,09H ；正转数据表 TAB2:DB 09H,08H,0CH,04H,06H,03H,03H,01H ；反转数据表 END

程序仿真调试中出现的问题及解决的方法：

a: 在写好程序后，编译发现有两个错误出现。根据软件提示的信息，发现是由于在写数据表是忘了写DB，改正后编译就正常了。

b:在软件仿真中发现步进电机转的很慢，既不能调整转速也不能实现正反转。检查电路图 并没有发现错误，后对程序进行检查发现是由于在调用子程序后没有用RET指令返回主程序。修改后再仿真，步进电机运转正常了。

（3）用单片机控制四相步进电机按半步励磁方式工作，用一个转换开关控制电机的正反转，用两个按钮分别控制电机的加减速，画出流程图，编写控制程序，并作详细分析。

图2 流程图 源程序：

ORG 0000H ；程序存放的起始地址

SJMP START ；跳转到主程序 ORG 0030H ；主程序入口地址 START:

MOV R1,#04 ；设定初速度 LOOP:

MOV R2,#08 ；用于设定查表次数 MOV R3,#00 ；初始化指针地址 PD:

JNB P1.0,ZZ ；判断正反转 FZ:

MOV DPTR,#TAB1 ；将查表地址给数据指针 ACALL YG ；调用子程序

JNB P1.0,ZZ ；在反转中判断是否用正转命令 DJNZ R2,FZ ；判断查表次数

SJMP LOOP ；查表完后，返回重新开始 ZZ:

MOV DPTR,#TAB2 ；将查表地址给数据指针 ACALL YG ；调用子程序

JB P1.0,FZ ；在正转中判断是否有反转命令 DJNZ R2,ZZ ；判断查表次数

SJMP LOOP ；查表完后，返回重新开始 YG:

MOV A,R3 ；将表首地址送给A MOVC A,@A+DPTR ；查表

MOV P2,A ；将查表得到的数值送到P2口 INC R3 ；使指针指向数据表的下一位 JNB P1.1,JIAS ；判断是否有加速命令 JNB P1.2,JIANS ；判断是否有减速命令 SJMP L1 ；跳转到延时程序 JIAS:

DJNZ R1,L1 ；R1自减1，缩短延时时间，达到加速的目的 MOV R1,#01H ；设定最高速 SJMP L1 ；跳转到延时程序 JIANS:

INC R1 ；R1自加1，增加延时时间，达到减速的目的 CJNE R1,#11,L1 ；限定R1值，防止无限的减速 MOV R1,#10 ；设定最低速 L1:

MOV A,R1 ；将R1值送给A MOV R4,A ；将A值送给R4 L2:

MOV R5,#20 ；确定中环次数 L3:

MOV R6,#250 ；确定内循环次数 DJNZ R6,$ ；R6自减延时 DJNZ R5,L3 ；R5自减延时 DJNZ R4,L2 ；R4自减延时 RET ；返回主程序

TAB1:DB 01H,03H,02H,06H,04H,0CH,08H,09H ；正转数据表 TAB2:DB 09H,08H,0CH,04H,06H,02H,03H,01H ；反转数据表 END

程序仿真调试中出现的问题及解决的方法：

在编写好这个程序后进行仿真，步进电机运转正常，能实现正反转，加减速。但步进电机运转的速度在最低速时还是不够慢，改变延时参数后，效果就好多了。

4、步进电机驱动控制电路的制作与调试

（1）程序写入芯片 使用编程器时出现的问题及解决的方法： a、编程器提示波特率太高

更改较低的波特率为9600时，再次下载时就可以了。 b、编译器提示型号不匹配

将单片机上面的型号与软件所选型号对比后，发现我们所使用的单片机为89c52,而下载软件上却是89c51型号。更改后，再下载时就没有问题了。 c、编译器提示COM1端口不存在

在检查计算机端口后，发现USB通信接口是COM3，更改端口为COM3后，程序成功下载。

（2）制作与调试

制作与调试中出现的问题及解决的方法： a: 在检查复位电容时，发现正负极接反。

拆下电容后，正确插装再焊接。但拆焊时要注意不要损坏电路板，重新焊接时烙铁不要接触电路板时间过长。

b: 步进电机的插座管脚和电源的插座管脚比电路板孔要粗。

用镊子将电路板的孔钻大些，插座就能放的进去了。但要注意从电路板的正面钻，以免钻落或钻坏焊盘。

四、实训总结

这个课题是步进电机驱动电路的设计、仿真及制作。涉及了单片机、电子电路设计、电子工艺等方面的知识。它具有很强的综合性，考察了我们综合运用知识的能力。

在老师的指导下，我们从掌握步进电机的工作原理开始，通过运用所学的单片机知识来驱动它，并用软件仿真，最后进行硬件制造并调试成功。从中我们不但了解了步进电机的工作原理，同时也对我们所学的单片机知识进行了巩固，并进一步熟悉了Keil、Proteus软件的使用。在课题的制作中，老师带领我们从最简单的驱动程序开始学习，然后一步步的加深难度，使我们最终能编写出符合要求的程序。这种教学方法提高了我们的学习兴趣，使我们更容易理解和掌握所学的知识，从而提高自己的能力。

通过这个课题设计、仿真及制作，提高了我们专业技能水平，加深了对专业知识的理解，对我们综合运用知识的能力有了进一步的提高。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/vcsm.html