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一、摘要

本设计采用以STC89C51为核心逻辑控制器与信号产生器，与外部晶振电路、复位电路组成单片机最小系统。采用高电压大电流达林顿管晶体管阵列的ULN2803与高电压大电流的步进电机设备相连接，加上C语言程序实现对步进电机的励磁序列进行驱动，外围电路中的三个独立按键则分别实现对步进电机的正转驱动、反转驱动以及暂停转动。本控制系统采用单片机控制，通过人为按动开关实现步进电机的正反转，复位。具有灵活方便、适用范围广的特点，基本能够满足实践需求。

二、功能设计

基于51单片机的步进电机控制系统
由STC89C52单片机+单体数码管+LED指示灯+ULN2003驱动芯片+DC-5V步进电机构成
具体功能：
（1）实现按键控制步进电机正转、反转、加速、减速、停止；
（2）2个发光二极管显示正反转，1位7段LED数码管显示当前转速档位（共9个档位）；
（3）4个红色LED，指示电机的转速。

三、总体设计方案

2、系统方案设计与论证
2.1 方案设计与选择
方案1：通过搭建数字电路实现对步进电机的时序控制，但其电路复杂，调试不方便；
方案2：采用STC89C51配合电流放大器控制步进电机时序实现驱动；
方案3：采用STC89C51配合驱动芯片ULN2803实现对步进电机的驱动，加上单片机的程序控制，使得步进电机正常工作；
方案4：采用STM32控制器对步进电机进行时序控制；
方案5：采用FPGA对步进电机进行程序驱动，但在控制上没有单片机灵活方便。
方案选定：方案1与方案2实现电路较方案3复杂，且不便于电路的调试。STC89C51的内部资源能够满足对步进电机的控制，且实现难度不大。经过上述方案的比较与验证，最终选择调试简单的方案3。
2.2 总体方案设计
本系统选用的单片机为STC89C51。步进电机型号为28BYJ48，该电机共有四相绕组，工作电压为+5V，可以和单片机共用一个电源。步进电机的四相绕组用P1口的P1.0~P1.3控制，由于P1口驱动能力不够，因而用一片ULN2803增加驱动能力。使用P0口接发光二极管，用来显示当前状态，P3口控制电机正反转。根据系统要求画出基于STC89C51单片机的控制步进电机的控制框图2.1所示。

图2.1 系统框图
系统主要包括单片机、复位电路、晶振电路、按键电路、步进电机及驱动电路几部分。

原理图

四、效果图

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