摘 要本设计以控制核心是微控制器的步进电机控制器设计。该系统主要由电机驱动模块、电机控制模块、电机测速模块、电机速度设定、显示模块以及电机保护模块等组成。软件部分主要包括步进电机程序、数码管显示程序及键盘程序等。设计出的步进电机控制器应可以实现直流电机正转、反转。加速、减速调节，并可使用键盘输入相应按钮进行相应工作模式的切换及加减速调节，用数码管显示当前的实时参数。微控制器主要应用于控制领域，由于其具有体积小，控制全面，方便操控，容易制造等特点，因而在家用电器、自动化工厂、智能仪器等自控领域中广泛适用。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 微控制器发展 1
1.2 步进电机介绍 1
第二章 系统方案设计 2
2.1微控制器概述 2
2.1.1微控制器选型 2
2.1.2编程软件对比 3
2.2步进电机 4
2.2.1工作原理 4
2.2.3步进电机工作方式的选择 4
2.3微控制器控制步进电机的设计思路 5
第三章 控制系统的硬件电路设计 7
3.1 AVR atmega128微控制器电路设计 7
3.1.1 ATmega128微控制器概述 7
3.1.2 ATmega128结构框图 7
3.1.3芯片的引脚排列和说明 8
3.2数码管显示电路设计 9
3.3步进电机的驱动电路设计 10
3.4 4X4键盘电路设计 12
第四章 控制系统的软件设计 13
4.1 步进电机控制程序设计 13
4.1.1 步进电机的旋转方向和时序脉冲的关系 13
4.1.2 步数的确定 15
4.1.3 步进电机的变速控制 16
4.2 数码管显示程序设计 17
4.3 4X4键盘程序设计 18
第五章 验证和调试 19
5.1硬件调试 19
5.2仿真绘制 19
参考文献 21
结束语 26
致谢 27
附录  *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: &351916072& 
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第一章 绪论
1.1 微控制器发展
在当今不断发展的世界中，技术不仅越来越先进，而且在我们的日常生活中也越来越普遍。 “智能”产品的发明正在彻底改变几乎所有产品的设计过程。 包含与我们的手机配对的芯片的鞋子可以追踪异味，可以追踪杂货过期的冰箱，现在甚至能够自行驾驶的汽车都是现代发明的例子，它们使用微控制器使我们的生活更轻松。微控制器是可编程的 IC，具有多种功能，取决于它是如何编程的。 存在许多不同类型的微控制器，它们提供广泛的功能。 微控制器的多功能性使其成为现代设计中最强大的工具之一。 本指南将介绍微控制器的基础知识及其编程方法。
微控制器的特性和功能对于每个品牌/型号都是独一无二的。 在为项目编写微控制器之前，必须选择满足设计所有要求的模型。 人们在微控制器中寻找的共同特征包括I / O引脚，时钟频率和存储器，但是存在无数其他规范。
1.2 步进电机介绍
步进电动机的组成、动作原理是依靠气隙间的磁导变化来产生电磁转矩。80年代以后，由于廉价的微型计算机以多功能的姿态出现，步进电动机的控制方式变得更加灵活多样。基于微型计算机的控制系统则通过软件来控制步进电机，能够更好地发挥步进电机的潜力，因此，用微控制器步进电机控制成为了一种必然的趋势，也符合时代发展要求。
步进电机广泛应用在家用电器、自动化工厂、智能仪器等各个领域。它最大也是最广泛的应用是在使用生产制造数控机床当中，因为步进电机不用A/D转换，能够将数字脉冲信号转换为角位移，所以大家都认为步进电机是理想的执行元件。除了在数控机床上的应用，步进电机也应用在其他方面，比如作为自动履带机中充当马达，作为通用的软盘驱动器的马达，也可以应用在打印机、绘图仪和复印机当中等等。
第二章 系统方案设计
2.1微控制器概述
最新的研究报告指出，预计未来几年全球微控制器（MCU）市场将以稳定的复合年增长率激增。通过对市场历史数据及其取得的里程碑的深刻见解。还包括对当前市场趋势和动态的评估，这有助于绘制全球微控制器（MCU）市场的轨迹。
因此，除了统计数据外，还包括市场专家的意见和建议。可以全面了解全球市场及其中的细分市场。研究报告包括基于类型，应用和区域的细分市场研究。这有助于识别特定于细分市场的驱动因素，限制因素，威胁和机遇。
高性能MCU通常会消耗大量功率，但该技术通过使MCU中的逻辑电路和存储器非易失性来降低整个MCU的待机功耗，同时实现高性能和省电。
2.1.1微控制器选型
微控制器选型在系统设计中最为关键，它关系到系统后期的调试，开发工具的选用，包括系统功能的冗余，一般有以下几个原则：
1、性能：
根据设计任务的复杂程度确定选择哪个MCU，就像电脑的组装一样，CPU过剩性能而外围主板功能低，这样是万万不可的。最好的是选性能刚刚高那么一点的核心。
2、内部存储：
在研发阶段，建议使用具有电动写入和电动擦除优点的Flash微控制器，使修改过程非常方便，可以提高开发速度。可选的OTP微控制器，适用于初始尺寸的产品，可消除屏蔽时间并加快产品上市时间。选择时，程序存储器的容量就足够了，否则会增加成本。如果要保存数据，选择EEPROM或支持IAP微控制器。
3、主频：
微控制器的运行速度首先考虑时钟频率，指令集和一个机器周期的几个时钟。选择微控制器时，应根据要求来选择速度。 一方面不要追求高速。此外，速度和功耗也很大。
4、端口数和功能：
选择微控制器时，I / O端口的数量和功能是首要考虑因素之一。 数量根据实际需要确定。 I / O过量不仅会增加芯片的尺寸，还会增加成本。驱动能力，具有高电流的单芯片驱动可以简化外围电路
5、通信接口：
MCU的通用串行接口有：标准UART接口，增强型UART接口，I2C总线接口，CAN总线接口，SPI接口，USB接口等。大多数微控制器提供UART接口，有些微控制器没有串行接口。

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