随着时代的飞速发展，单片机的应用越来越广泛，推动了微电子和计算机的快速发展。 步进电机在我们的日常生活中发挥着非常重要的作用，在我们身边随处可见。 因为步进电机本身的结构比较简单，价格也比较便宜。 例如，步进电机用于印刷机、打印机、玩具和许多办公自动化设备或控制设备。 我们采用单片机编程软件来控制，用软件代替了上述的步进控制器，使电路更加简单，成本更低，可靠性也大大提高。 研究步进电机的意义在于提供步进电机的控制精度和响应时间、节省资源等。
步进电机的主要工作原理是通过单片机的IO口输出不同的时序和PWM脉冲来控制步进电机的速度、加速、减速等功能。
关键词：步进电机、单片机、LCD1602显示屏、电机驱动、
1.1 步进电机及其发展
随着科学技术的飞速发展，微控制器越来越频繁地出现在我们的日常生活中。 其中，单片机控制的步进电机还广泛应用于机器人、相机、卫星天线、工业自动控制、模块化机床等设备中。
1.2 我国步进电机的发展、应用及前景
目前，我国步进电机的使用量非常大，导致生产电机的企业也很多。 然而，回顾目前的情况，很多生产步进电机的厂家无论是规模还是技术其实都比较小。 他们真正拥有这种类型的研究人员或开发人员很少。 大多数厂家从人员上来说可能只是小作坊，基本的专业检测设备很少。 这些公司只是模仿或模仿步进电机。 他们技术落后，发展缓慢。 因此，我们对步进电机的开发需要加强和更新，以满足许多不同的需求。 我们都知道，使用步进电机的条件是电机必须由双环、动力驱动、控制系统形成的脉冲信号驱动才可以使用。 涉及比较复杂的机械、电机、电子等多个专业知识点。
1.3 设计研究内容
STM32单片机步进电机控制系统中使用的步进电机类型为四相8拍步进电机。 单片机用于输出不同的时序和脉冲来驱动步进电机实现不同的功能要求。 此类步进电机的主要工作原理是将电脉冲信号转换成角位移信号然后执行。 当步进电机驱动芯片ULN2003接收到脉冲信号时，它将用于驱动步进电机按照我们程序设定的方向之一旋转。 步进电机转动的角度（称为“步距角”），我们可以通过控制脉冲数来控制选定的角位移，这样就可以准确地达到我们设定的目标值； 在控制电机旋转速度时，我们采用脉冲控制方式。 脉冲实际上是一种频率。 简单来说，就是一定时间内高位和低位出现的次数。 如果我们想要加速控制电机的转动，在这期间，我们就要增加高低电平的频率。 如果我们想放慢速度，我们就会让频率相对降低。 这样就可以实现调速的功能。 本设计通过改变脉冲频率来调节步进电机的转速，并通过LCD1602显示当前信息。 步进电机广泛应用于各种开环控制。
1. 硬件方案
硬件构成：STM32单片机+最小系统+LCD1602液晶显示器+功能按键+ULN2003驱动器+步进电机（4相8拍）
2、设计功能
1、LCD1602液晶显示当前电机转动速度和方向
2. 按按钮设置电机正转和反转。
3.按下按钮控制当前电机转速
3.实物图片
STM32STM32概述
STM32系列是专为需要高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用而设计的ARM Cortex-M3内核。 根据性能分为两个不同的系列：“增强型”STM32F103系列和“基础型”STM32F101系列。 增强系列时钟频率可达72MHz，为同类产品中最高频率； 基础系列的时钟频率为36MHz，比同价位的16位产品提供了更高的性能，是16位产品中最好的。 选择。 两个系列都内置了32K到128K的闪存，但区别在于SRAM的最大容量和外围接口的组合。 当时钟频率为72MHz时，从闪存执行代码来看，STM32消耗36mA，是32位市场上功耗最低的产品，相当于0.5mA/MHz[6]。
处理器采用STM32103C8T6微控制器，该微控制器为32位处理器。 其核心是Cortex-M3，具有并行总线结构、嵌套中断向量控制单元、调试系统及其标准内存映射。 嵌套向量中断控制器 (NVIC) 是 Cortex-M3 处理器中的关键组件。 它为基于 Cortex-M3 的微控制器提供了标准的中断架构和出色的中断响应能力。 ，为240多个中断源提供专用中断入口，并且每个中断源都可以分配单独的优先级。 使用NVIC可以实现非常快的中断响应速度。 从收到中断请求到执行中断服务的第一条指令只需要12个周期。 这种极快的响应速度部分归功于Cortex-M3内核的自动堆栈处理机制，该机制是通过CPU内部固化的微代码来实现的。 另一方面，当中断请求连续发生时，NVIC使用一种称为“尾链”的技术，使得连续的中断可以在6个时钟周期内得到服务。 在中断推送阶段，较高优先级的中断可以嵌入较低优先级的中断，而不会消耗任何额外的 CPU 周期。 具体细节我稍后会继续总结。 用户可以将CPU设置为自动进入低功耗状态并使用中断来唤醒它。 CPU将保持睡眠状态直到中断时间到来[7]。
Cortex-M3 CPU支持两种工作模式：线程模式（Thread Mode）和处理模式（Handler Mode）。 需要注意的是，这两种模式具有独立的堆栈。 这样的设计可以让开发者进行更复杂的编程，而且对实时操作系统的支持也更好。 Cortex-M3 处理器还包括一个 24 位自动可重载定时器，为内核 (RTOS) 提供定期中断。
指令集方面，ARM7和ARM9都有两种指令集（32位指令集和16位指令集），Cortex-M3系列处理器支持Thumb-2指令集。 由于Thumb-2指令集结合了Thumb指令集和ARM指令集，在32位指令集的性能和16位指令集的代码密度之间取得了平衡[5]。 专业嵌入式和单片机技术培训。 而且ARM Thumb-2是专门为C/C++编译器设计的，这意味着Cortex-M3系列处理器的开发和应用可以在C语言环境下完成。
4、示意图
在本设计的设计过程中，无论是硬件还是软件都遇到了很多问题。 不过，与软件相比，硬件方面解决起来相对较快，因为硬件方面更容易发现错误，而软件方面则比较晦涩难懂。 还是有一定难度的。
关于硬件调试，首先焊接好物理元件板后，用万用表测量工控板的供电情况。 电源是最重要的问题，应该是需要特别检查的地方，防止电源短路和正负极接反。 错误。 然后仔细检查电路的连接是否有问题，或者是否有虚焊、漏件的情况，再检查元器件的安装是否有问题，安装是否符合规定，因为我在大学里这样做已经四年了。 经过大量的实践训练，我对这些还是很得心应手的，但是在电脑上调试之后，还是发现了很多问题。
5、PCB图
在本设计的设计过程中，无论是硬件还是软件都遇到了很多问题。 不过，与软件相比，硬件方面解决起来相对较快，因为硬件方面更容易发现错误，而软件方面则比较晦涩难懂。 还是有一定难度的。
关于硬件调试，首先将元器件物理板焊接好后，用万用表测量工控板的供电情况。 电源是最重要的问题，应该是需要特别检查的地方，防止电源短路和正负极接反。 错误。 然后仔细检查电路的连接是否有问题，或者是否有虚焊、漏件的情况，再检查元器件的安装是否有问题，安装是否符合规定，因为我在大学里这样做已经四年了。 经过大量的实践训练，我对这些还是很得心应手的，但是在电脑上调试之后，还是发现了很多问题。
6、程序源码
Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统。 与汇编相比，C语言在功能、结构、可读性、可维护性等方面具有明显的优势，易学易用。 。 Keil提供了完整的开发解决方案，包括C编译器、宏汇编、链接器、库管理和强大的仿真调试器等，并通过集成开发环境（μVision）将这些部分组合起来。 运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。 如果你使用C语言来编程，那么Keil几乎是你的最佳选择。 即使您不使用C语言而仅使用汇编语言进行编程，其方便易用的集成环境和强大的软件模拟调试工具也会让您事半功倍。
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