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毕业论文--于基单片机的步进电机小车控制系统设计.doc
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2023-06-30
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毕业论文--于基单片机的步进电机小车控制系统设计.doc
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第 1 章绪论
基于单片机的步进电机小车驱动系统设计
摘 要
本设计以 STC89C52 单片机最小系统为核心,设计了一种两相四线步进电机的驱动器电路。整个
系统通过单片机控制步进电机驱动器的输出信号,对步进电机的动作进行控制,进而实现小车的行
走动作。文章包括了步进电机正转、反转、加速、减速这些基本旋转,以及在此基础之上同时控制
两个步进电机,实现小车的前进、后退、左转与右转。并在小车上增加一些传感器模块,使单片机
正常驱动步进电机,带动小车执行相应任务的同时,根据传感器模块的反馈,不断修正,直到任务
实现小车循迹与避障功能。至此来证明所设计的驱动电路的可行性。
文章中不仅包括了在步进电机驱动电路基础上的单片机扩展电路,也包括了专门为单片机供电
的 5V 稳压电路的分析与设计,以及使单片机串口与计算机 USB 接口直接进行通信的上位机电路的设
计。
关键词:STC89C52;步进电机;步进电机驱动电路;循迹;避障
第 1 章绪论
Stepping motor vehicles drive system design based on
Single-Chip Microcomputer
Abstract
This design with STC89C52 SCM smallest system as the core, designed a two phase
four-wire stepping motor drive circuit. The whole system by single chip microcomputer control
stepping motor drives the output signal, to control the motion of the stepper motor, and realizes
the car to walk. Articles including the stepper motor are turning, inversion, acceleration,
deceleration, these basic rotation, and on this basis at the same time control two stepper motors,
implement the car move forward, backward, turn left and turn right. And add some on the car
sensor module, MCU to normal driving stepping motor, drive car corresponding tasks at the same
time, according to the feedback of sensor module, the correction unceasingly, until the task to
realize the car tracking and obstacle avoidance function. At this point to prove the feasibility of
the designed driver circuit.
Not only included in the article based on step motor drive circuit of single chip
microcomputer extended circuit, also included for MCU power supply 5 v voltage regulator circuit
analysis and design, and make the microcontroller serial port and the computer USB interface
directly communicate superior mechanical and electrical design of the road.
Keywords: STC89C52; stepper motor; stepper motor drive circuit; tracking; obstacle
avoidance
第 1 章绪论
I
目 录
第 1 章绪论 .........................................................................1
1.1 课题背景 .....................................................................1
1.2 课题研究的内容 ...............................................................1
第 2 章 系统总体设计 ...............................................................2
2.1 系统设计要求 .................................................................2
2.2 系统框图 .....................................................................2
2.3 设计规划 .....................................................................2
第 3 章系统硬件设计 ................................................................4
3.1 单片机介绍 ...................................................................4
3.1.1 单片机概述 .............................................................4
3.1.2 单片机的特点 ...........................................................4
3.1.3 单片机的应用领域 .......................................................4
3.1.4 单片机选用 .............................................................5
3.1.5 控制电路设计 ...........................................................6
3.1.6 单片机供电模块设计 .....................................................9
3.2 步进电机介绍 ................................................................10
3.2.1 步进电机的概述 ........................................................10
3.2.2 步进电机的特点 ........................................................10
3.2.3 步进电机的工作原理 ....................................................11
3.2.4 步进电机选用 ..........................................................11
3.3 步进电机驱动器的设计 ........................................................11
3.4 系统功能设计 ................................................................13
3.4.1 循迹功能 ..............................................................13
3.4.2 避障功能 ..............................................................15
3.5 上位机电路设计 ..............................................................15
第 4 章系统软件设计 ...............................................................19
4.1 电机控制流程图 ..............................................................19
4.2 电机方向控制 ................................................................19
4.3 速度控制 ....................................................................20
4.4 循迹 ........................................................................21
4.5 避障流程图 ..................................................................21
第 5 章总结与展望..................................................................23
5.1 总结 ........................................................................23
5.2 展望 ........................................................................23
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