步进电机驱动电路

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步进电机驱动电路范文第1篇

概述

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

目前，对步进电机的控制主要有由分散器件组成的环形脉冲分配器、软件环形脉冲分配器、专用集成芯片环形脉冲分配器等。本设计选用第三种方案，用PMM8713三相或四相步进电机的脉冲分配器、SI-7300A两相或四相功率驱动器，组成四相步进电机功率驱动电路，以提高集成度和可靠性，步进电机控制框图见图1。

硬件简介

PMM8713原理框图及功能

PMM8713是日本三洋电机公司生产的步进电机脉冲分配器，适用于控制三相或四相步进电机。控制三相或四相步进电机时都可以选择3种励磁方式，每相最小吸入与拉出电流为20mA，它不仅满足后级功率放大器的输入要求，而且在其所有输入端上均内嵌施密特触发电路，抗干扰能力强，其原理框图如图2所示。

在PMM8713的内部电路中，时钟选通部分用于设定步进电机的正反转脉冲输入发。PMM8713有两种脉冲输入法：双脉冲输入法和单脉冲输入法。采用双脉冲输入法时，CP、CU两端分别输入步进电机正反转的控制脉冲。当采用单脉冲输入时，步进电机的正反转方向由U／D的高、低电位决定。

激励方式控制电路用来选择采用何种励磁方式。激励方式判断电路用于输出检测；而可逆环形计数器则用于产生步进电机在选定的励磁方式下的各相通断时序信号。

SI-7300A的结构及功率驱动原理

SI-7300A是日本三青公司生产的高性能步进电机集成功率放大器，该器件为单极性四相驱动，采用SIPI8封装。

步进电机功率驱动级电路可分为电压和电流两种驱动方式。电流驱动方式最常用的是PWM恒流斩波驱动电路，也是最常用的高性能驱动方式，其中一相的等效电路图如图3所示。

LM331芯片

LM331是美国国家半导体公司生产的双列直插式8脚芯片，只需接入几个外部元件就可以方便地构成电压／频率(V／F)变换电路，电路如图4所示。

LM331的输出频率和输入电压存在如下关系：fo=Vi／(IRtIRL)，其中t,sub>1由外接的定时元件Rt和Ct决定，t1=1.1RtCt，IR由内部精密电流源提供，IR=1.9V／Rs。故fo=ViRs／(2.09RtRLCt)。Rs为可调电阻，它的作用是调整LM331的增益偏差。Ct为滤波电容，一般为0.01～0.1μF，在滤波效果较好的情况下，可使用1μF的电容。为了提高精度和稳定度，组容元件选用低温度系数的器件。

应用举例

用PMM8713步进电机环形分配器与S17300A步进电机功率放大器设计了一个四相步进电机功率驱动电路，PMM8713采取单脉冲输入、1-2相励磁方式，电路如图5所示。图中PD控制端为S17300A的输入电流Io调节端，可悬空或接高电平，接高电平时可适当提高S17300A的输出电流Io，在本应用系统中悬空使用。图中PMM8713的时钟脉冲输入信号由LM33l(V／F)输出，方向控制信号和步进电机的起停信号由窗口比较电路给出。

窗口比较电路为步进电机提供方向控制信号和步进电机的起停控制信号，电路如图6所示。其中，U1、U2为数控等离子切割机弧压的上、下限电压，Ui为检测到的弧压。当Ui＞U1，V3输出为高电平，V4输出为低电平， V5输出为高电平；当U2＜Ui

方向控制信号V3或V4输出端接PMM8713的C／D，控制步进电机的正反转；U5输出端接PMM8713的复位端R，控制步进电机的起停。LMM331(V／F)输出端fo接PMM8713的CK，为步进电机提供脉冲控制信号。由此可见，当U2＜Ui＜U1时，V5输出为低电平，步进电机不运动；当Ui＞U1或者Ui＜U2时，V5输出为高电平，步进电机运动(步进电机的正反转由方向控制信号控制)至U2＜Ui＜U1的范围内，从而保证Ui始终位于U2＜Ui＜Ul范围内。

结束语

该驱动电路被用于数控等离子切割机弧压自动调高系统中，系统中的电机是42BYG009型混合式步进电机，驱动电压为直流24V。通过实践证明该步进电机功率驱动电路控制系统结构简单、性能稳定、效率高、矩频特性好，可广泛应用于小型机电一体化设备中。

参考文献

[1]日本SanKen电子公司网站资料．WWW.sanken-ele.co.jp/en

[2]谭建成．电机控制专用集成电路．北京：机械工业出版社，1997．

步进电机驱动电路范文第2篇

关键词:步进电机;单片机;调速系统;Proteus

中图分类号:TP27文献标识码:A

文章编号:1004-373X(2010)05-104-03

Design of Control System of Stepper Motor Based on Proteus and Single Chip Microcomputer

YANG Hong,LI Guohui

(Xi′an University of Post and Telecommunications,Xi′an,710061,China)

Abstract:Stepper motor is the open-loop control device changing the electrical pulse signal into angular displacement or linear displacement.The speed of stepper motor is controlled by turning the CP pulse frequency by the internal timer of AT89C52 single chip microcomputer,and its normal-reverse function is realized.The simulation is done by the Proteus software of EDA,and the hardware circuit is also designed.The results show that the simulation results by Proteus software and the hardware experimental results are basically consistent.The simulation is used firstly by Proteus,and it is transplanted into the corresponding hardware circuit.This way can reduce system′s developing costs and cycle,and has a certain promoting value.

Keywords:stepper motor;single chip microcomputer;speed regulating system;Proteus

0 引 言

步进电机是将电脉冲信号变换成角位移或直线位移的执行部件。步进电机则有定位和运转两种基本状态,当有脉冲输入时步进电机一步一步地转动,每给它一个脉冲信号,它就转动一定的角度[1]。步进电机的角位移量和输入脉冲的个数严格成正比,在时间上与输入脉冲同步,因此只要控制输入脉冲的数量、频率及电动机绕组通电的相序,便可获得所需的转角、转速及转动方向。在没有脉冲输入时,在绕组电源的激励下气隙磁场能使转子保持原有位置处于定位状态,因此非常适合于单片机控制。步进电机作为一种高可控性的特种电机,利用其没有误差积累(精度为100%)的特点,广泛应用于各种开环控制。

英国Labcenter electronics公司推出了嵌入式设计仿真与开发平台Proteus,用户可以根据需要搭建开发平台,将编译好的目标代码加载到芯片中。目前支持的编译器有Keil,GNU以及IAR等。在Proteus软件中还可以查看多种调试信息,如源代码执行情况、CPU寄存器信息、变量值以及FLASH与RAM中的信息等。大量的元件库支持大型设计,而且在仿真中还可以观察各元件的状态。先通过Proteus仿真,再移植到相应的硬件电路,这种方式可以减小系统开发开支和周期,值得推广。

1 系统的总体方案

该设计如图1所示,将单片机AT89C52产生的驱动脉冲通过功率放大器放大,从而驱动步进电机。通过4个按键,实现步进电机的正转、反转、加速、减速等功能,通过软件与硬件相结合的控制方法,实现了运用单片机对步进电机的稳定控制,实现grade 0~grade 9十级变速,转速分别是3 r/min,5 r/min,8 r/min,10 r/min,12 r/min,15 r/min,30 r/min,40 r/min,60 r/min,120 r/min,变速范围较广,并采用LCD1602显示屏即时显示控制电动机的转动信息。系统软件编写遵循模块化设计的原则,代码具有良好的易维护性和可移植性。本系统操作方便,可靠性高,其设计精度可以满足一般工业控制的要求,能满足现代化生产的需要,实现了对步进电机的良好控制。

图1 系统原理图

2 硬件设计

本系统的硬件设计主要包括单片机最小系统、步进电机驱动电路、LCD显示电路、键盘电路等,系统电路图如图2所示。

图2 系统电路图

2.1 驱动电路的设计

步进电机不能直接采用直流或者普通交流来供电,必须采用专门的步进电机驱动控制器,其驱动控制器一般包括脉冲发生与分配单元、功率驱动单元,闭环控制电路中还将加入反馈和保护单元。大多数步进电机运动控制系统都运行在开环状态下,因为成本较低,并无须反馈,故本设计采用了开环控制方式。

(1) 脉冲分配器

脉冲分配器又称环形分配器。步进电机正常工作需要按照步进电机的励磁状态表所规定的状态和顺序依次对各相绕组进行通电或者断电控制,各相驱动信号来源于脉冲分配器。脉冲分配器的主要功能是把来源于控制环节的时钟脉冲串按一定的规律分配给步进电机驱动器的各相输入端,控制励磁绕组的导通或者截止。脉冲分配器是一种特殊的可逆循环计数器,只是这种计数器的输出不是一般的编码,而是步进电机激励磁状态要求的特殊编码。

由于单片机的硬件资源完全够用,采取软件实现环形脉冲分配器的功能,使得硬件设计更为简洁。

(2) 激励方式

二相六线永磁式步进电机的激励方式有一相、┒相、一至二相三种。一相激励方式是指每一时刻四相中只有一相接通,步进电机以此方式工作时,温升较高,电源功率功耗小,但是当速度较高时容易产生失步;┒相激励方式是指每一个时刻四相中有两相导通,然后按四相的顺序循环;一至二相激励方式使步进电机工作在半步状态,与整步工作状态相比较,半步状态振动较小,且控制更准确。本设计中选用一至二相激励方式驱动步进电机。

步进电机驱动电路范文第3篇

关键词：步进电机电机控制系统

中图分类号： TM3 文献标识码： A 文章编号：

前言

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。

一、步进电机概述

步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的电磁机械装置，是一种输出与输入数字脉冲对应的增量驱动元件，具有快速启动和停止的能力。当负荷不超过步进电机所提供的动态转矩值时，它就可能在一瞬间实现启动和停止。它的步矩角和转速不受电压波动和负载变化的影响，也不受环境条件(如温度、气压、冲击和振动等)的影响，仅与脉冲频率有关。它每转l周都有固定的步数，在不丢步的情况下运行，其步距误差不会长期积累。

正是因为步进电机具备上述优点，它已经被广泛地用于自动控制系统中作为执行元件。但大多数设计人员常常习惯于用逻辑电路实现复杂的步进电机的控制，虽然已经取得很大成效，但实现起来成本高、费时多，而且一旦组成了电路，就很难再改动，因此不得不完全重新设计控制器。

微处理器与微计算机的先进技术和低廉的价格，给步进电机的控制开创了一个新的局面。人们完全可以借助于软件来对步进电机实施控制，从而实现复杂而成本又不高的控制系统， 同时还可以很灵活地通过改变程序来改变控制方案。

二、步进电机控制系统细分驱动原理

步进电机的工作原理本质上靠励磁绕组产生的旋转的合磁场带动转子做同步运动翻。不细分时步进电机的合磁场将以一个固定的角度旋转，如果对这个角度进行细分，那么就可以实现对步距角的细分。由于励磁绕组通电之后产生磁通量正比于电流的大小。因而只要控制各个绕组的电流的大小和方向就可以控制步进电机各个绕组产生的合磁场的大小和方向。当步进电机工作在整步或半步时，只需对绕组进行正、反向通断电控制。工作在细分状态下就需要精确控制流过绕组电流的大小。细分驱动技术主要是通过对步进电机的相电流进行阶梯化控制，使电机以足够小的单位步距角运行。从而减小步长和低频振动。提高电机的运行分辨率。

通过对相电流的均匀细分就能使步距角均匀n细分，这是在相电流与步距角之间为线性关系的前提下才能成立的。而实际上。由于步进电机磁化曲线本身的非线性和磁滞现象等因素的影响，等分相电流并不能等分步距角，而必须根据步距角和相电流的关系曲线，对各相电流加以控制和修正，才能实现步进电机步距角的均匀细分。另一方面合成磁场的幅值决定了步进电机旋转力矩的大小，相邻两合成磁场矢量之间的夹角大小决定了步距角的大小。因此提出了一种恒流均匀细分控制的方法，它的基本思想是：维持步进电机内部合成磁场的幅值恒定，合成磁场的方向均匀变化。对于那种完全用硬件来实现步进电机细分的驱动电路，要进行恒力矩均匀细分控制是相当困难的，但是对于单片机控制的步进电机细分驱动电路，实现这种控制就容易多了，它通过软件可以相应的数字量存储于EPROM的不同区域，采用软件查表法输出细分电流的控制信号。

三、步进电机控制系统

本系统采用单片机控制步进电机，可以很方便地使不同相数的步进电机按任一种可行的通电方式进行控制。图1是单片机控制步进电机系统的原理框图。

圈1 单片机控制步进电机系统原理框图

1单片机及其接口电路

本系统以MCS51系列8031单片机作为整个系统的控制中枢。由于考虑到系统的扩展，外接可编程的I／O接口芯片825用于LED显示、打印机、步进电机等的接口。图2是单片机及其接口电路的原理框图。

图2 单片机及其接口电路原理框图

2系统直流电源

微型计算机及其接口一般要求一种或多种电源电压，这些电压的波动必须保持在标称值的±5％以内，具有足够的稳定度，否则整个系统就难以做到稳定地工作，而且也会影响测量的精度。根据系统的要求，设计了+5V和+24V直流电源，如图3所示。

图3 系统直流电源

图中采用三端集成稳压器，提高了整个控制系统的可靠性。所谓集成稳压器一般是指把经过整流的不稳定电压转换成为稳定的输出电压的集成电路。这类器件一般具有较好的电压调整特性、负载调整特性、抑制输入电压交流成分特性、温度稳定性和过热、过电流及安全工作区自动保护功能。

3步进电机驱动电路

本系统以单片机的I／O口8255A口作为单片机与步进电机的接口。由于A口驱动能力有限，而被控制的步进电机要求高电压和大电流，所以在A口之后必须加一个驱动电路。图4所示为步进电机的驱动电路。

图4 步进电机驱动电路

图中只画出一相的驱动电路，其余两相与之完全相同。在图4中，三极管T1起着开关的作用。当三极管截止时，无集电极电流流通，开关相当于断开；当三极管饱和时，流过最大的集电极电流，开关相当于闭合。而开关作用可由加于基极的电流来控制。

驱动电路由T2T3。两个三极管组成达林顿式功率放大，驱动步进电机的3个绕组，使电机绕组的静态电流达到近2A。

电路中使用光电耦合器将控制和驱动信号加以隔离。当控制输入信号为低电平时，T1截止，输出高电平，则红外发光二极管截止，光敏三极管不导通，因此绕组中无电流流过；当输入信号为高电平时，T1饱和导通，于是红外发光二极管被点亮，使光敏三极管导通，向功率驱动级晶体管提供基极电流，使其导通，绕组被加电产生电流。

步进电机绕组中串联电阻Ra的目的是为了限制绕组中的电流，因为绕组的直流电阻很小。绕组并联一个二极管是为了在绕组断电时提供磁能释放回路，而不致使晶体管损坏。

电路中使用光耦合器件的作用主要体现在以下3方面：

(1)实现微计算机与外部现场不同电平之间的转换。

(2)实现微计算机与外部现场的隔离， 防止外部干扰窜人微机内部造成破坏，保证系统安全可靠地工作。

(3)实现微计算机系统的地线与外部现场的地线分别连接，用以消除地线干扰，同时可利用光电隔离管的低通低能去掉现场窜人的高频干扰信号，提高系统的可靠性。

三、步进电机控制程序的设计

1中断服务程序

本系统利用T0产生定时中断，主要用来完成计算和控制。

2步进电机控制子程序

步进电机各相绕组通电顺序不同，转动方向就不同。步进电机控制子程序的主要任务是判断旋转方向，按顺序送出控制脉冲，并判断所要送的脉冲是否送完。

本系统步进电机采用三相六拍运转方式。若步进电机按A—AB—B—Bc—c—cA—A顺序通电，步进电机正转；若按相反方向通电，步进电机反转。产生时序脉冲的方法是：

(1) 用单片机的I／0口8255A口低三位分别控制三相步进电机的A、B、C相绕组。

(2) 根据控制方式找出控制模型。

(3)按控制模型的顺序，向步进电机输入控制脉冲。

根据以上思路编写步进电机控制子程序的流程图，如图5所示。其中，步进电机所要走的步数需事先存放在寄存器中，转向标志可以存放在程序状态寄存器用户标志位中。当标志位为零时，步进电机正转；当标志位为“1”时，步进电机反转。正转和反转模型分别存放在片内或片外RAM中。

图5 中断服务程序流程图

结束语

本文所研究的步进电机控制系统的脉冲检测，中断处理，现场保护，重置初态．恢复控制等，对于用软件实现直线扦补的步进电机控制系统具有重要的意义。

参考文献

[1] 朱海君,张硕成,乔卫民,梁义海.步进电机控制系统的设计及其应用[J]. 核技术. 2005(06)

[2] 姜德美,谢守勇,甘露萍.步进电机启动控制算法设计[J]. 西南大学学报(自然科学版). 2007(05)

步进电机驱动电路范文第4篇

【关键词】单片机；步进电机；开关控制；驱动芯片

1 概述

随着国民经济的快速发展以及科学技术水平的不断提高，人们对生产水平和生活质量要求越来越高。在现代化技术水平空前发达的今天，人们为了追求高效率的工业生产和高质量的日常生活，将电动机应用到社会各行业的各个领域。伴着微电子技术和数字化技术的发展，数字控制技术在电动机控制领域得到了广泛而又深入的发展，而步进电机作为继直流电机和交流电机后后的第三类电动机，以其独特的支持数字化控制的特性，在自动化控制系统下，改变了传统电动机的机电能量转换的角色，在人类的生产生活迈进电气化时代的过程中起到了关键性的作用。

2 步进电机

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移进而转化成线位移的开环控制元件，它在一种在矩形电脉冲的控制下，按照设定方向转动固定角度从而实现特定位移的执行电机。当有脉冲信号发送到步进电机驱动接收器中，步进驱动器就会驱动步进电机按照既定方向转动一个固定的角度，也就是“步距角”，从而实现固定的位移。对步进电机来说，“步距角”是固定不变的，是步进电机的走一步的距离，属于步进电机的固有属性，而对步进电机所有的控制都是步进电机一步一步“走”出来的。我们可以通过设定发送给步进电机的电脉冲的个数来控制步进电机总的角位移，从而实现位置的改变，通过控制发送步进电机电脉冲的频率来控制步进电机角位移的速度和角速度，从而实现位置上的调速。

3 单片机控制步进电机

由于步进电机结构简单、数字化控制方便、运行可靠以及步距角不受外界环境变化的影响、误差不长期积累等优点，被广泛应用到打印机、照相机、雕刻机等消费类产品，数控机床、工业机器人等工业控制以及各种医疗器械等机电产品中，单片机成本低、体较小、易编程等优点使其成为步进电机的完美搭档，在步进电机的控制系统中，可以实现对转动速度和方向的稳定可靠高效的控制。

3.1基于单片机的步进电机控制系统框架

基于单片机来控制步进电机进行运转的系统是以单片机为核心，配合单片机最小系统的时钟电路、复位电路，来控制步进电机运转。如图1.所示，为单片机控制步进电机系统框架结构图。

图1 单片机控制步进电机系统框架结构图

该控制系统中，其中单片机型号为AT89C51，为整个系统提供控制指令的输出，时钟电路和复位电路为单片机最小系统的所必须的电路，开关控制电路只要是为用户提供外部接口来人为地控制步进电机的状态，显示电路显示当前步进电机的运行状态，ULN2003芯片是步进电机的驱动芯片。

3.2单片机控制系统程序设计流程

使用P3端口读取人为的键盘按键的信号，P0端口控制步进电机的工作模式。

（1）初始化单片机，初始化定时器/计数器，数据传送端口，芯片使能以及初始数据赋值

（2）检查步进电机状态，是否处于使能状态

（3）检测P3口的状态

a.如果正转按钮被按下，选择较当前定时器的初始数据大的最小值赋值给定时器进行定时（单片机上电是步进电机停止，相当于控制信号频率为0，定时时间无穷大），然后发送信号将步进电机使能，并启动定时器开始计时。

b.如果加速按钮被按下，选择较当前定时器的初始数据小的最大值赋值给定时器进行定时，并启动定时器开始计时。

c.如果减速按钮被按下，选择较当前定时器的初始数据大的最小值赋值给定时器进行定时，并启动定时器开始计时。

d.如果停止按钮被按下，停止定时器/计数器工作，停止改变连接步进电机端口值，并将步进电机使能端无效。

e.如果反转按钮被按下，检查当前定时器定时是否处于较小值，如果值较小，先停止定时器/计数器工作和改变端口值，然后发送控制信号为步进电机提供正序换相通电，并判断P0.0是否为0，如果不是，将其赋值为0，再启动定时器/计数器工作。

（4）当定时器定时结束时，将当前连接步进电机的端口的值取反。

3.3步进电机工作流程

根据上述单片机程序流程，可以知道步进电机控制系统的工作流程。当单片机和步进电机的电源开关打开后，会看到“停止”的指示灯亮；当按下正转开关，然后按下加速开关后，“停止”指示灯熄灭，“正转”指示灯亮，步进电机按照较小的速度运转；然后继续按下加速，步进电机速度加快，当多次按下加速按钮后，步进电机不再加速，而是保持一个较高的速度运转；按下“减速”按钮，步进电机速度减慢；继续按下“减速”按钮，步进电机速度继续减慢直到停止运转；按下“反转”按钮，“正转”指示灯熄灭，“反转”指示灯亮；按下“加速”开关，步进电机运转速度增加；按下“减速”开关，步进电机运转速度减小。

4 总结

单片机控制步进电机工作，主要是根据步进电机的工作特性，按照人为的意愿来编写程序代码，并通过一定的驱动电路或者芯片来驱动步进电机工作。当然，在实际的开发中还有很多细节应该注意，比如在步进电机反转时要求此时转速较小，以免破坏步进电机等，从而使单片机提供稳定的信号来控制步进电机运转。

参考文献：

[1]顾永南.基于PLC的步进电机控制方法分析[J].电源技术应用.2013（10）

[2]赵敏，刘新妹，李晓飞.步进电机变速控制系统的设计[J].可编程控制器与工厂自动化.2013（12）

步进电机驱动电路范文第5篇

【关键词】 步进电机 单片机 控制技术

1 步进电机控制系统

步进电机控制系统是一个有机的完整的整体，由运动控制系统和操作控制系统组成"由操作系统完成把操作者的操作转化为运动控制系统能接受的电信号，运动控制系统随之作出反应，完成规定动作。步进电机是数控式电机，其最大特点是通过输入脉冲信号来进行控制，即电机的总转动角度由输入脉冲数决定，而电机的转速由脉冲信号频率决定"它具有输入脉冲与电机轴转角成比例的特征，将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，因此非常适合于单片机控制。采用单片机作为控制核心的控制系统如图1。

采用单片机来控制步进电机，实现了软件与硬件相结合的控制方法"用软件代替环形分配器，达到了对步进电机的最佳控制"系统中采用并行控制，用单片机接口线直接去控制步进电机各相驱动电路"通过软件的控制，单片机按顺序给绕组施加有序的脉冲电流，就可以控制电机的转动，从而实现数字角度的转换"转动的角度大小与施加的脉冲数成正比，转动的速度与脉冲频率成正比，而转动方向则与脉冲的顺序有关。整个系统以单片机为核心，设计出硬件系统"以其中的几个口控制驱动电路，由于步进电机工作时，电机绕组内的电流值一般都能达到数安培，而控制电机绕组内电流变化的控制信号一般都是由逻辑电路产生的数字信号，电压一般比较低，为了防止单片机或控制信号等受到后级模拟电路的干扰，通常在驱动电源的设计时都要设计电压隔离接口，以便把数字信号和模拟信号隔离开.所以将光电隔离电路接在驱动电路和单片机出口之间。

2 系统硬件设计

硬件是整个系统的平台，各种功能的实现和软件的运行都是以硬件为基础的，所以硬件设计的合理与否从根本上决定了整个系统的质量（如图2）。

本系统由电源显示（指示）单片机（MCU）按键电路看门狗电路和电机驱动电路等组成"系统中采用并行控制，用单片机接口线直接去控制步进电机各相驱动电路"键盘作为一个外部中断源，设置了步进电机正转反转档次停止等功能，采用中断和查询相结合的方法来调用中断服务程序，完成对步进电机的最佳控制，显示器及时显示正转反转速度等状态。

AT89C2051提供以下标准功能：2KB Flash存储器；128字节RAM；15条1/0引线；两个16位可编程定时器/计数器；1个5向量2级中断结构；1个全双工UART口；1个精密模拟比较器以及片内振荡器和时钟电路，此外AT89C2051是用可降到0频率的静态逻辑操作设计的，并支持两种可选的软件节电方式"空闲方式停止CPU工作，但允许RAM定时器/计数器！串行口和中断系统继续工作"方式保存RAM内容，但振荡器停止工作，并禁止所有其它部件的工作直

到下一个硬件复位，系统端口分配：

（1）Pl.0一Pl.3输出BCD码到七段显示译码器CD4511，用于控制显示的数码

（2）PI.4一Pl.6：显示动态扫描位选线，键盘扫描输出线

（3）Pl.7：WTD（看门狗MAX813）定时器复位输出口

（4）P3.0：方向指示LED控制口

（5）P3.1：工作方式指示LED控制口

（6）P3.2、P3.3：键盘扫描返回线

（7）P3.4、P3.5、P3.6，步进电机控制脉冲输出口

显示电路设计（如图3）。

几乎所有的单片机都需要复位电路，对复位电路的基本要求是：在单片机上电时能可靠复位；另外，单片机系统在工作时，由于干扰等各种因素的影响，有可能出现死机现象导致单片机系统无法正常工作，为了克服这一现象，就产生了看门狗这一电路。

（l）运用监控电网及空间存在着丰富的电磁波，对微机系统随时会造成电磁干扰，可能使CPU的运行出现死机！程序跑飞或进入死循环等，看门狗会让CPU复位，从而使CPU的运行重新回到正常的工作程序中。

（2）电压监控比如在系统上电初始阶段和在欠压情况下，系统各部件可能出现不确定状态，造成意外操作，这时看门狗能使CPU复位而停止运行，直到电源电压正常稳定才恢复运行。

（3）有些系统还要求在掉电瞬间能够把运行中一些重要的数据保存下来，因掉电是很随机的，看门狗中往往集成了电源监控电路，在掉电刚发生的时候能通知单片机保存重要数据。