52单片机步进电机控制系统设计仿真+电路图+源程序(3)
本次课题设计采用的是ULN2003A驱动步进电机.ULN2003A是一个7路反向器电路，当ULN2003A输出端为低电平时，输入端为高电平。当ULN2003A输出端为高电平时，输入端为低电平。每个输出端都有一个连接到共同端的二极管，为的是断电后给电机绕组提供一个放电回路，起放电保护作用。
ULN2003A简介：大电流达林顿陈列，高电压—ULN2003A
该电路的特点是：
ULN2003A的每一对达林顿两端都串联着一个极性电阻，在5V的工作电阻下它能与TTL的电路直接相连，可以代替标准逻辑缓冲器来处理的数据。
ULN2003工作的电流大，电压高，并且能够在关闭状态时承受高电压，它的输出还可以在高电流下运行。
驱动方法：因为步进电动机工作时的电压不能直接选择到工频交流或者直流电源上，考虑到这个原因在选择驱动器时就必须选择专用的步进电动机驱动器（本设计采用ULN2003A），如图1所示，它由控制指令，功率驱动单元、保护单元，脉冲发生单元等组成。驱动单元与步进电动机直接连接，也可理解成步进电动机控制器的功率接口。
图1 ULN2003A原理图
1.3 步进电机的几种控制方式
步进电机的基本分类：
（1）步进电机首先分定电压驱动还是定电流驱动。
（2）根据换相方式分为单极驱动和双极驱动。
（3）根据有没有细分分为整步驱动和分步驱动。
步进电机的基本控制：
（1）控制换相顺序步进电机的通电换相顺序严格按照步进电机的工作方式进行。例如，步进电机的八拍工作方式，其各相通电的顺序A-AB-B-BC-C-CD-D-DA（正转）或 DA-D-CD-C-BC-B-BA-A（反转），通电控制脉冲必须严格这一顺序分别控制 A,B,C,D 相的通电和断电。
（2）步进电机的转动方向控制：如果按我们所设定的工作方式给步进电机正序通电，步进电机就正转；如果按反序通电，则步进电机就反转。
（3）控制步进电机的速度：给步进电机一个外部控制脉冲，它就转一个小角度，再发一个外部控制脉冲，它就会再转一个小角度。两个脉冲之间如果相隔时间越短，步进电机的转速就越快。因此，脉冲的频率大小决定了步进电机的转速大小。调整单片机发出脉冲的频率大小，就可以对步进电机的速度大小进行控制。
本次设计采用的是AT89C52的单片机[2]。单片机全称是单片微型计算机，它指在一块半导体芯片上，集成了微处理器，存储器，输入/输出接口，定时器/计数器以及中断系统等功能部件，构成一台完整的微型计算机[3]。通俗的讲，单片机就是一块集成芯片，但该集成芯片具有特殊功能，即可通过执行使用者编写程序，控制芯片的各个引脚在不同的时间输出不同的电平，从而控制与单片机各个引脚相连的外围电路的电器状态，故又称它为微控制器。AT89C52单片机引脚如图2所示。
图2 AT89C52的引脚图
2. 系统硬件电路设计
2.1 设计整体框图
本次设计主要包含了DS18B20温度采集模块，电源模块，键盘控制模块，LCD显示模块，状态指示模块，驱动模块，报警模块。采用的是AT89C52单片机。
本次课题设计的整体框图如图3所示。
图3 设计整体框图
2.2 温度采集模块
本次设计毕业采用的是DS18B20温度传感器[6]。DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司生产的一种智能温度传感器，与传统的温度传感器等测温元件相比，它可以直接读出被测温度。
DS18B20简介：
（1）独特的单线接口方式：DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。