【全方位资料】基于51单片机的步进电机控制(阀门控制).doc

【全方位资料】基于51单片机的步进电机控制(阀门控制)
一、课题设计的主要内容：
设想的控制系统的是流量传感器采集到流量信息，通过变换器，转化为电信号，AD转换器将模拟电信号转化为离散信号，传给单片机。单片机软件系统根据事先的设定值对采集的信息进行处理，输出离散的控制信号。DA转换器将离散的控制信号转化为模拟电量。通过模拟电量来控制阀门的动作，从而调节流量，实现流量的精确控制。
考虑到设计的难度，将系统简化为：利用按键模块代替数据采集器对AT89C52单片机进行信号输入，输入设定值，在控制系统软件的作用下，发出相应的执行命令给执行机构——步进电机。步进电机带动阀门动作，对流体流量进行控制。并利用显示电路实时显示步进电机运行的转数、转向，具有实时性的特点。
其中，硬件电路的搭接是本设计的重点，控制系统软件的设计是本课题的核心。硬件电路部包括AT89C52单片机+时钟电路+复位电路构成的最小系统，外接L297和L298组成的步进电机驱动电路
，用四相八拍步进电机作为执行部件，。并用8位数码管作为显示模块。。系统软件设计部分，分别对按键设定值输入，步进电机控制、数码管显示等程序进行了设计，并且设计了PID控制程序。
二、设计流程
使用PROTEL设计电路图
根据电路图编写程序流程图
使用KEIL编写程序
调试
PROTEUS仿真

购买元件焊制硬件实物
完成设计
不成功
成功
不成功
成功
确定设计方案
三、设计的相关介绍
1、步进电机
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一
驱动芯片L297介绍
SGS公司的L297单片步进电机控制集成电路适用于双极性两相步进电机或四相单极性步进电机的控制，与两片H桥式驱动芯片L298组合，组成完整的步进电机固定斩波频率的PWM恒流斩波驱动器。
L297产生四相驱动信号，用以控制双极性两相步进电机或四相单极性步进电机，可以采用半步、两相励磁、单相励磁三种工作方式控制
步进电机，并且控制电机的片内PWM斩波电路允许三种工作方式的切换。
图1 L297引脚图 图2 L297的内部方框图
L297 各引脚功能说明
1脚(SYNG)——斩波器输出端。如多个297同步控制，所有的SYNC端都要连在一起，共用一套振荡元件。如果使用外部时钟源，则时钟信号接到此引脚上。
2脚(GND)——接地端。
3脚(HOME)——集电极开路输出端。当L297在初始状态(ABCD=0101)时，此端有指示。当此引脚有效时，晶体管开路。
4脚(A)——A相驱动信号。
5脚(INH1)——控制A相和B相的驱动极。当此引脚为低电平时，A相、B相驱动控制被禁止；当线圈级断电时，双极性桥用这个信号使负载电源快速衰减。若CONTROL端输入是低电平时，用斩波器调节负载电流。
6脚(B)——B相驱动信号。
7脚(C)——C相驱动信号。
8脚(INH2)——控制C相和D相的驱动级。作用同INH1相同。
9脚(D)——D相驱动信号。
10脚(ENABLE)——L297的使能输入端。当它为低电平时，INH1，INH2，A，B，C，D都为低电平。当系统被复位时用来阻止电机驱动。
11脚(CONTROL)——斩波器功能控制端。低电平时使INH1和INH2起作用，高电平时使A，
B，C，D起作用。
12脚(Vcc)——+5V电源输入端。
13脚(SENS2)——C相、D相绕组电流检测电压反馈输入端。
14脚(SENS1)——A相、B相绕组电流检测电压反馈输入端。
15脚(Vref )——斩波器基准电压输入端。加到此引脚的电压决定绕组电流的峰值。
16脚(OSC)——斩波器频率输入端。
17脚(CW/CCW)—方向控制端。步进电机实际旋转方向由绕组的连接方法决定。当改变此引脚的电平状态时，步进电机反向旋转。
18脚(CLOCK)——步进时钟输入端。该引脚输入负脉冲时步进电机向前步进一个增量，该步进是在信号的上升沿产生。
19脚(HALF/FULL)——半步、全步方式选择端。此引脚输入高电平时为半步方式(四相八拍)，
低电平时为全步方式。如选择全步方式时变换器在奇数状态，会得到单相工作方式(单四拍)。
20脚(RESET)——复位输入端。此引脚输入负脉冲时，变换器恢复初始状态(ABCD=0101)。
中。
变换器是一个重要组成