專利名稱：一種基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，尤其涉及一種基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，屬于單片機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
步進(jìn)電機(jī)又稱為脈沖電動機(jī)或階躍電動機(jī)，國外一般稱為Step motor或Stepping motor等。步進(jìn)電機(jī)的機(jī)理是基于最基本的電磁鐵作用，其原始模型起源于1830年至1860年間。以控制為目的的嘗試開始于1870年前后，當(dāng)時只是用于氬弧燈的電極輸送結(jié)構(gòu)中，這就是步進(jìn)電機(jī)的雛形。從此之后，步進(jìn)電機(jī)被廣泛應(yīng)用于電話自動交換機(jī)中，不久之后，在沒有交流電源的飛機(jī)船舶等相對獨立的系統(tǒng)中也得到了廣泛使用。隨著經(jīng)濟(jì)，技術(shù)的進(jìn)步和電子開發(fā)等技術(shù)的發(fā)展，采用單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)，應(yīng)用更為廣泛，但對步進(jìn)電機(jī)的性能提出了更高的要求?，F(xiàn)有的單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，實現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)或變速等功能的功能性差，抗干擾性和可靠性低，響應(yīng)效果差。因此，通過簡化單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和成本，提高抗干擾性、可靠性和響應(yīng)速度，是非常必要的。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題為針對上述背景技術(shù)中指出的缺陷，提供一種基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，通過晶振電路為單片機(jī)提供鐘控制信號，單片機(jī)和驅(qū)動芯片L297、L298控制來完成步進(jìn)電機(jī)的各種運行，實現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制和加減速控制，并通過液晶顯示電路顯示當(dāng)前步進(jìn)電機(jī)的工作方式。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、易于控制、成本低、靈活性強(qiáng)、可靠性強(qiáng)。為了達(dá)到以上目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:一種基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，包括電源模塊、晶振電路、單片機(jī)、第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片L297、第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片L298、液晶顯示電路及鍵盤，其中所述電源模塊、晶振電路分別與單片機(jī)連接；所述單片機(jī)、第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片L297、第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片L298、步進(jìn)電機(jī)依次連接；所述液晶顯示電路和鍵盤分別與單片機(jī)連接。作為本實用新型的一種優(yōu)選方案:還包括一手動復(fù)位電路，所述手動復(fù)位電路與單片機(jī)相連接。作為本實用新型的一種優(yōu)選方案:單片機(jī)為一種型號為AT89C51的單片機(jī)。作為本實用新型的一種優(yōu)選方案:所述晶振電路為一種12MHZ的石英晶體諧振器。作為本實用新型的一種優(yōu)選方案:所述液晶顯不電路包括一種型號為IXD1602的
液晶屏。作為本實用新型的一種優(yōu)選方案:所述電源模塊采用5V直流電源。本實用新型采取上述方案能產(chǎn)生如下有益效果:[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)通過AT89C51單片、第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片L297、第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片L298完成步進(jìn)電機(jī)的各種運行控制方式，實現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制和加減速控制，并通過液晶顯示電路顯示當(dāng)前步進(jìn)電機(jī)的工作方式，通過液晶顯示屏與鍵盤實現(xiàn)人機(jī)信息交換。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單可靠、操作簡單、易于控制、成本低、靈活性強(qiáng)、可靠性強(qiáng)，能夠廣泛應(yīng)用于機(jī)電一體化控制及其相關(guān)的場合。

圖1為本實用新型提供的基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的模塊示意圖。圖2為本實用新型的AT89C51型單片機(jī)芯片引腳圖。圖3為本實用新型的第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片L297芯片引腳圖。圖4為本實用新型的第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片L298芯片引腳圖。圖5為本實用新型的IXD1602芯片引腳圖。圖6為本實用新型的晶振電路結(jié)構(gòu)圖。圖7為本實用新型的獨立鍵盤結(jié)構(gòu)圖。圖8為本實用新型的手動復(fù)位電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
進(jìn)行描述。如圖1所示，本實用新型為一種基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，包括電源模塊、晶振電路、單片機(jī)、第一步進(jìn) 電機(jī)驅(qū)動芯片L297、第_■步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片L298、液晶顯不電路及鍵盤，其中所述電源模塊、晶振電路分別與單片機(jī)連接；所述單片機(jī)、第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片L297、第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片L298、步進(jìn)電機(jī)依次連接；所述液晶顯示電路和鍵盤分別與單片機(jī)連接。電源模塊為整個系統(tǒng)提供所需+5V直流電源，通過獨立鍵盤可以控制步進(jìn)電機(jī)的狀態(tài)，而液晶顯示電路則可以顯示出步進(jìn)電機(jī)當(dāng)前的狀態(tài)，晶振電路為單片機(jī)提供時鐘控制信號。具體地說，在本實用新型中，采用AT89C51型單片機(jī)為控制核心，其引腳圖如圖2所示；電源電路采用5V直流電源。電源模塊為整個系統(tǒng)供電；第一步進(jìn)電機(jī)控制芯片L297如圖3所示。單片機(jī)的P0.0和P0.1引腳分別與L297的方向控制引腳CW/CCW和步進(jìn)時鐘輸入引腳CLOCK相連，其中L297的19引腳和20引腳連接后接+5V電壓，即始終采用半步模式，L297第10引腳ENABLE也連接了 +5V的電壓來使能L297。第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片L298，如圖4所示。L298的第5 (INPUTl)、第7(INPUT2)、第10(INPUT3)、第12(INPUT4)引腳和第一步進(jìn)電機(jī)控制芯片L297的第4 (A)、第6 (B)、第7 (C)、第9⑶引腳連接；而第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片L298的兩個使能引腳第6腳(ENABLEA)和第11腳(ENABLEB)分別與第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片L297的第5腳(TNHl)和第8腳(TNH2)相連；L298 的輸出引腳 2(0UTPUT1)、3 (0UTPUT2)、13 (0UTPUT3)、14 (0UTPUT4)分別與步進(jìn)電機(jī)的引腳1、2、3、4連接；液晶顯示電路為IXD1602顯示芯片，AT89C51單片機(jī)通過并行數(shù)據(jù)傳輸方式控制IXD1602芯片以顯示出當(dāng)前步進(jìn)電機(jī)的狀態(tài)。IXD1602芯片的引腳圖如圖5所示，其中IXD1602的數(shù)據(jù)引腳D(TD7(第7引腳到第14引腳)與單片機(jī)Pl 口(第Pl.(ΓΡ1.7引腳)相接，DO為低位。LCD1602的第I引腳(GND)接地，第2引腳(VDD)接+5V電源，第3引腳(VO)接滑動變阻器后接地(GND)，第4引腳(RS)接到單片機(jī)的P2.0引腳，第5引腳(R/W)接到單片機(jī)P2.1引腳，第6引腳(EN)接到單片機(jī)P2.2引腳。晶振電路為石英晶體諧振器，電路結(jié)構(gòu)如圖6所示，單片機(jī)時鐘第19引腳(XTALl)、第18引腳(XTAL2)分別與該晶振電路的X2與Xl引腳相接，該晶振電路與單片機(jī)內(nèi)的反向放大器構(gòu)成了一個振蕩器，它提供了單片機(jī)的時鐘控制信號。外接晶振時，Cl和C2選擇22pf，晶振頻率為12MHZ。獨立鍵盤電路結(jié)構(gòu)如圖7所示，四個獨立按鍵S1、S2、S3、S4分別與單片機(jī)的第12 (INTO)、第13 (INTl)、第14 (TO)、第15 (Tl)接口連接，獨立鍵盤通過單片機(jī)的中斷方式分別來實現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的控制，SI為加速、S2為減速、S3為順時針轉(zhuǎn)、S4為逆時針轉(zhuǎn)。本實用新型的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)還包括手動復(fù)位電路，其電路結(jié)構(gòu)如圖8所示，所述手動復(fù)位電路與單片機(jī)RESET引腳相連，復(fù)位電路由兩部分組成，電容和電阻。當(dāng)系統(tǒng)通電時VCC上電壓從無到有，此時RESET處會先處于高電平一段時間，然后由于該點通過電阻接地，則RESET該點的電平會逐漸地改變?yōu)榈碗娖?，從而使得單片機(jī)復(fù)位口電平從I到0，達(dá)到給單片機(jī)復(fù)位的功能。本實用新型通過電源模塊為整個系統(tǒng)提供+5V直流電源后，由晶振電路與單片機(jī)內(nèi)的反向放大器構(gòu)成了一個振蕩器，為單片機(jī)的提供時鐘控制信號，由AT89C51單片機(jī)和第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片L297、第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片L298完成步進(jìn)電機(jī)的各種運行控制方式，實現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制和加減速控制，并通過液晶顯示電路顯示當(dāng)前步進(jìn)電機(jī)的工作方式，通過液晶顯示屏與鍵盤實現(xiàn)人機(jī)信息交換。本實用新型所公開的技術(shù)手段不僅限于上述實施方式所公開的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合·所組成的技術(shù)方案。
權(quán)利要求1.一種基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于:包括電源模塊、晶振電路、單片機(jī)、第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片L297、第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片L298、液晶顯示電路及鍵盤，其中所述電源模塊、晶振電路分別與單片機(jī)連接；所述單片機(jī)、第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片L297、第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片L298、步進(jìn)電機(jī)依次連接；所述液晶顯示電路和鍵盤分別與單片機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于:還包括一手動復(fù)位電路，所述手動復(fù)位電路與單片機(jī)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述單片機(jī)為一種型號為AT89C51的單片機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述晶振電路為一種12MHZ的石英晶體諧振器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述液晶顯不電路包括一種型號為IXD1602的液晶屏。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述電源模塊采用5V直流電 源。
專利摘要本實用新型公開了一種基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，屬于單片機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，包括電源模塊、晶振電路、單片機(jī)、第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片L297、第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片L298、液晶顯示電路及鍵盤，其中所述電源模塊、晶振電路分別與單片機(jī)連接；所述單片機(jī)、第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片L297、第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片L298、步進(jìn)電機(jī)依次連接；所述液晶顯示電路和鍵盤分別與單片機(jī)連接。本實用新型能實現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制和加減速控制，并通過液晶顯示電路顯示當(dāng)前步進(jìn)電機(jī)的工作方式，通過液晶顯示屏與鍵盤實現(xiàn)人機(jī)信息交換。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、易于控制、成本低、靈活性強(qiáng)、可靠性強(qiáng)，能夠廣泛應(yīng)用于機(jī)電一體化控制及其相關(guān)的場合。
文檔編號H02P8/20GK203119828SQ201320074749
公開日2013年8月7日 申請日期2013年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月18日
發(fā)明者郭業(yè)才, 李鵬, 王先清, 趙益波, 劉曉明 申請人:南京信息工程大學(xué)