基于单片机的步进电机电路控制设计

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

5.1.1 KEIL软件介绍

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效果. 从而实现了两个开发软件的优势互补，大大加快整个设计的开发速度。

Keil 是美国Keil公司的C51编译器，它被嵌入到了Keil uVision集成开发环境中。Keil是目前最常用的编译器，支持浮点等到类型，支持多维数组，能生成对应的汇编代码，能直接编译汇编代码程序和内嵌多种工具，可以方便的链接，生成可执行文件。Keil uVision 3 IDE 是Keil software 公司的产品，它集项目管理、编译工具、代码编写工具、代码调试以及完全仿真于一体，适合个人开发或人数少、对开发过程的管理还不成熟的开发团体。这一功能强大的软件提供简易的开发平台，可以让开发者在开发过程中集中精力于项目本身，加快开发速度。uVision3的界面如图5-1所示。

图5-1 uVision3的界面

Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的C语言代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的C语言代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。 5.1.2 PROTEUS概述

Proteus软件是来自英国Labcenter electronics公司的EDA工具软件。 Proteus软件有十多年的历史，在全球广泛使用，除了其具有和其它EDA工具一样的原理布图、PCB自动或人工布线及电路仿真的功能外，其革命性的功能是，他的电路仿真是互动的，针对微处理器的应用，还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，并实现软件源码级的实时调试，如有显示及输出，还能看到运行后输入输出的效果，配合系统配置的虚拟仪器如示波器、逻辑分析仪等。Proteus组合了高级原理布图、混合模式SPICE

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仿真,PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计系统。Proteus 产品系列也包含了革命性的VSM技术,用户可以对基于微控制器的设计连同所有的周围电子器件一起仿真。用户甚至可以实时采用诸如LED/LCD、键盘、RS232终端等动态外设模型来对设计进行交互仿真。其功能模块：—个易用而又功能强大的ISIS原理布图工具；PROSPICE混合模型SPICE仿真； ARES PCB设计。PROSPICE 仿真器的一个扩展PROTEUS VSM:便于包括所有相关的器件的基于微处理器设计的协同仿真。此外，还可以结合微控制器软件使用动态的键盘，开关，按钮，LEDs甚至LCD显示CPU模型。其启动界面和工作界面如图5-2所示。

图5-2 Proteus工作界面

PROTEUS的特点主要有：

（1）支持许多通用的微控制器，如PIC,AVR,HC11以及8051； （2）交互的装置模型包括：LED和LCD显示,RS232终端,通用键盘； （3）强大的调试工具；包括寄存器和存储器,断点和单步模式； （4）IAR C-SPY 和Keil uVision2等开发工具的源层调试； （5）应用特殊模型的DLL界面-提供有关元件库的全部文件。

5.2 软件的仿真

使用Keil 软件工具时，项目开发流程和其它软件开发项目的流程极其相似。用它来完成一个工程的步骤简要描述如下：

（1） 创建一个项目，从器件库中选择目标器件，配置工具设置。 （2） 用C语言创建源程序。 （3） 用项目管理器生成应用。

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（4） 修改源程序中的错误。

（5） 测试，生成.HEX文件，连接应用。

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然后使用PROTUES仿真软件排查程序和硬件问题，仿真结果如图5-3 所示。

图5-3系统仿真图

5.3硬件调试

仿真完全实现其所需的功能以后，并在接入电源之前，用万用表对整个电路进行检查，查看是否在联线过程中是否出现问题。检查硬件电路内容入下所示：

? 检查线路的焊接问题。 ? 检查电路是否有没接的线路。 ? 各种外围器件有没接错。

在接上电源以后看芯片是否都是在正常工作电压下工作，其它器件是否正常工、 等。

图5-4实物照片

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结 论

通过这次课程设计，更深一步掌握了51单片机的原理，了解了简单步进电机控制系统的组成原理，并初步掌握了步进电机设计及测试方法。提高了动手能力和排除故障的能力。同时通过本次设计与调试，巩固了已学的理论知识，将单片机的理论和实践相结合，了解到步进电机各单元电路之间的关系及影响，从而能正确设计、计算定时计数的各个单元电路。初步掌握步进电机控制系统的设计及测试方法，提高了动手能力和排除故障的能力。

本次毕业设计能够实现步进电机的启停、正反转以及速度的调节，通过本次毕业设计加强了我对软件编程和硬件设计的掌握，并且熟悉了L297、L298等芯片。步进电机在控制系统中具有广泛的应用。它可以把脉冲信号转换成角位移，并且可用作电磁制动轮、电磁差分器、或角位移发生器等，所以说步进电机有着广阔的市场和远大的发展前景。本设计实现了占用CPU时间少，效率高；易于控制步进电机的转向转速；提高了步进电机的步进精度等。再有，本设计过程考虑比较周全，可以方便灵活地控制步进电机的运行状态，以满足不同用户的要求，因此常把单片机步进电机控制电路称之为可编程步进电机控制驱动器。步进电机控制（包括控制脉冲的产生和分配）使用软件方法，即用单片机实现，这样既简化了电路，也减低了成本。