1.2 国内外现状

步进电机的首次出现是在上世纪国外，当时它只是一种可以自由回转的电磁铁，主要是依靠气隙磁导的变化来产生电磁转矩。中国在上世纪70年代左右就已经对步进电机进行生产和应用。生产地主要是北京、江苏、浙江等地，主要用在逻辑运算电路，计数器等方面。在80年代初，国内掌握了步进电机的细分控制，但在一些需要高品质控制的设备上，步进电机并不怎么适用。

如今在国外由于考虑到驱动电路的成本，效率，噪音，加速度等问题，在一些大功率的工业设备上，步进电机和直流电动机，交流电动机相比并不占多大的优势。但是在一些小功率设备上，步进电机反而应用更加普遍。如一些工业器材，打印机，复印件等。总的来说，步进电机由于只是一种简单的开环控制，对使用者并没有太多的要求，因此只适用于一些小功率的场合。

1.3 本次设计的目的文献综述

本次proteus仿真设计所选用的步进电机型号是STEPPER-NOTOR，本次设计的电路把AT89C52单片机作为核心，同时还选用了ULN2003作为驱动芯片构成了整个系统的驱动部分，再加上作为操作部件的按钮、执行部件的步进电机和显示部件的数码管显示器就组成控制步进电机正反转、加减速的系统。当单片机给步进电机一个脉冲信号时，步进电机就可以按照早已设定好的方向偏转一个固定的角度。因此就可以通过控制脉冲信号的个数来控制步进电机转动的角度，即控制步进电机的正反转；通过控制脉冲信号的频率，来控制步进电机转动角度的快慢，即控制步进电机的加减速。

2  系统分析

2.1 框图设计

本次的毕业设计是把AT89C52单片机来作为控制步进电机的转动的核心部件。主要是通过用C语言编译的软件和操作部件的按钮、执行部件的步进电机和显示部件的数码管显示器来制作控制步进电机正反转、加减速系统。本次设计需要在数码管显示器上显示出步进电机的各种运动状态让设计目标变得更醒目。本设计的系统总框图如图2-1所示。

图2-1 总体设计框图

本次毕业设计所设计的单片机控制步进电机电路主要由晶振电路、键盘控制电路、单片机、驱动电路、步进电机及数码管驱动显示电路这些部分构成。

2.2 硬件连接图

根据系统总框架图结合本次设计的目的要求实现步进电机的正转，反转，加速，减速可以设计出如图2-2所示的硬件连接图。

 硬件连接图

当按键按下去的时候，单片机会检测到低电平，单片机执行相应的程序。数码管的驱动部分采用PNP三极管，比如当P2.3口给一个低电平的时候，经过限流电阻，三极管会导通，电流方向是电源流向三极管，最后给数码管的公共端一个高电平。三极管主要应用他的开关作用。数码管的公共端给一个高电平，相应的数码管的ABCDEFG端给一个低电平，通过程序来控制低电平就可以使数码管亮起来。电机的驱动部分采用的是ULN2003驱动动来`自^优尔论*文-网www.youerw.com

片，引脚13-16连接到步进电机。

3  系统硬件电路设计

3.1 晶振电路

本次设计选用的AT89C52单片机有多个引脚，其中AT89C52单片机的19 脚和18 脚一般情况下作为振荡器的输入输出端口，可以在其两端外接一个12MHz的 晶振,组成晶振电路。

每一个利用单片机所组成的电路系统中都需要有一个或多个晶振。因为晶振在单片机组成的电路系统起到了非常主要的作用。晶振主要是能够在由单片机组成的电路系统中根据本次所使用的单片机内部的电路，产生出本次电路系统中单片机所需的各种时钟频率。单片机发出的所有指令的执行都是需要这个时钟频率的，在单片机组成的电路系统中晶振所能产生的时钟频率越高，那么电路系统中的单片机的运行速度也就越快，效率越高。