1. 研究目的与意义
在电气时代的今天，电动机一直在现代化的生产和生活中起着十分重要的作用，据资料统计，现在有的90%以上的动力源来自于电动机，我国生产的电能大约有60%用于电动机随着现代化步伐的迈进，人们对自动化的需求越来越高，使电动机控制向更复杂的控制发展。步进电机是一种通过电脉冲信号控制相绕组电流实现定角转动的机电元件，与其他类型电机相比，它最突出的优点是可以在宽广的频率范围内通过改变脉冲频率来实现调速，快速起停，正反转控制及制动等，并且具有易于开环精确控制、无积累误差等优点。
用步进电机形成微电动机组成的开环系统既简单、廉价，又非常可行，因此在打印机等办公自动化设备以及各种控制装置等众多领域有着极其广泛的应用。随着微电子和计算机技术的发展，步进电动机的需求量与日俱增，研制步进电机驱动器及其控制系统具有十分重要的意义。
2. 课题关键问题和重难点
关键问题：
1．单片机的控制模块。
2．步进电机的控制模块的选择以及控制方式的思路。
3. 国内外研究现状（文献综述）
步进电机简介
步进电机最早是英国发明的。最早在20世纪二三十年代就有了，当时的步进电机组要用在钥匙制造、打孔、简单针式打印技术。之后在文化大革命期间逐步传人到中国，主要集中到长三角地区。当时的江苏、上海、浙江等地区引进外国步进电机用于手工艺制造等行业，步进电机所需的控制CMOS管主要靠进口。如今，步进电机被广泛的运用到各行各业当中，例如一些工业器材，工业生产装备，打印机，复印件，速印机，银行自动柜员机。
目前国外在大功率的工业器材驱动上，基本都不采用大扭矩步进电动机。因为从驱动电路的效率，噪音，系统惯量，加速度，绝对速度，最大扭矩比来比较都不划算，相对来说采用直流电动机的加电动机编码器整体技术和经济指标都要高。一些少数高级的应用，就用空心转杯电机，交流电机[3]。国外用许多现代的手段将步进电机排挤出驱动应用，除了前面提到的旋转编码器，打印机还使用光电编码带或感应编码带配合直流电动机，实现闭环直线位移控制。
4. 研究方案
主控系统：
采用51单片机作为整个系统的核心，用其作为步进电机控制系统中的控制模块，以实现其既定的性能指标。系统的关键在于实现控制系统中的数据计算、处理，而在这一点上，51单片机就显现出来它的优势控制简单、方便、快捷。这样一来，51单片机就可以充分发挥其资源丰富、有较为强大的控制功能及可位寻址操作功能、价格低廉等优点。因此，这种方案是一种较为理想的方案。
由于有较大量处理数据的程序控制系统，需要擅长处理多数据量的标准单片机，而不能用精简的程序存储器的小体积单片机，D/A、A/D功能也不必选用。根据这些分析,我选定了STC89C52RC单片机作为本设计的主控装置，这种单片机具有功能强大的位操作指令，I/O口均可按位寻址，程序空间多达8K，而且此51系类单片机价格非常低廉。在综合考虑了按键模块、电机驱动模块、显示模块等诸多因素后，决定采用一片单片机，充分利用STC89C52RC单片机的资源。
按键模块:
本设计中主要采用的是4脚两组轻触按键。
轻触按键主要作为步进电机的输入模块，不同的按键代表不同的功能，主要分为：开始按键、正反转按键、调节转速按键、停止按键。每个按键都是采用软件消抖的方法去除按键抖动问题，从而确保按键是否正在地被按下。
显示模块:
本设计中的显示模块可以选择数码管、字符型LCD1602液晶屏、纯数字化液晶屏等等，综合考虑到本设计的难度以及性价比，我选择一位共阳数码管。数码管最重要的是克服数码管在显示过程中的抖动问题。
正好可以使用单片机的5V电压供电。
电源模块:
采用USB接口电源供电或者电池盒供电。
根据步进电机的特点，步进电机的控制及驱动电路系统的设计可以有不同的方案。系统可以划分为：控制模块、驱动模块、显示模块、人机交互模块及电源电路五大部分，如图1硬件系统图所示。
由于本系统采用的是四相五线制步进电机，从电机的名称就不难看出是4相序和1个高电位，即同一时刻只有1个相序为低电位。步进电机就运动1下。
通过上面步进电机的简单工作原理，我们将步进电机的四相线连接到单片机的4个I/O引脚上，单片机的四个引脚连续输出低电位，步进电机就这样连续的运动了。
但是由于单片机的银角输出的功率非常小的电量，无法驱动步进电机的运动；那么我们就需要一个能够大电流输出能力，以便于驱动各种类型的负载的器件帮助步进电机来运动。于是乎我们便用到了ULN2003A芯片了。
5. 工作计划
第1周：接受任务书，领会课题含义，查找和阅读相关资料，理解课题，掌握步进电机的工作原理；
第2周：继续查阅相关资料，并翻译不少于3000字的外文文献，论证设计的可行性，研究设计方案和
设计思路；
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
