Ⅰ 单片机控制步进电动机的运动的原理及单片机程序
51单片步进电机控制原理与控制设计程序
51单片步进电机是数字控制电机,它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。步进电机可分为反应式步进电机(简称vr)、永磁式步进电机(简称pm)和混合式步进电机(简称hb)。
51单片步进电机区别于其他控制电机的最大特点是,它是通过输入脉冲信号来进行控制的,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。
51单片步进电机的驱动电路根据控制信号工作,控制信号由单片机产生。其基本原理作用如下:
(1)控制换相顺序
通电换相这一过程称为脉冲分配。例如:三相步进电机的三拍工作方式,其各相通电顺序为a-b-c-d,通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制a,b,c,d相的通断。
(2)控制步51单片进电机的转向
如果给定工作方式正序换相通电,步进电机正转,如果按反序通电换相,则电机就反转。
(3)控制51单片步进电机的速度
如果给步进电机发一个控制脉冲,它就转一步,再发一个脉冲,它会再转一步。两个脉冲的间隔越短,步进电机就转得越快。调整单片机发出的脉冲频率,就可以对步进电机进行调速。步进电机是机电控制中一种常用的执行机构,它的用途是将电脉冲转化为角位移,通俗地说:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。通过控制脉冲个数即可以控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时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。
Ⅱ 单片机怎么控制步进电机
ULN2003D 是驱动步进电机的驱动芯片,主要是匹配电机所需的电流。
由于是四相电机,步进电机之所以可以转动就需要给相绕组提供连续的脉冲,所以需要4个端口来控制四相绕组的工作状态(P15应该是不需要的),具体的编码要看电机的拍数;
一旦明白这些,你就可以很容易编写代码来控制电机的转动了,还有在脉冲间你可以设置不同的延时时间来调节电机的转速。
Ⅲ 如何用单片机实现对四个步进电机的速度控制呢
推荐你使用表控,型号TPC4-4TD就可以满足你的要求。
表控可以同时控制4个步进电机,对于你说的速度控制讲解如下:
上图是表控的表格设置界面,省去了麻烦的编程,轻松实现步进电机控制。
图中,第2行工作模式设置为“脉冲”模式,光标在脉冲模式的第2行时,脉冲频率项及脉冲个数输入项分别显示脉冲个数的单位,数据输入框显示为绿色。脉冲输出单位为:百万、十万、万、千、百、十、个,脉冲频率的单位为赫兹。示例中频率设置为500赫兹,脉冲个数为1101616个脉冲(一百一十万一千六百一十六)。
Ⅳ 单片机步进电机控制实验 单片机步进电机控制实验报告
1、实验目的和要求。了解步进电机的工作原理,学习用单片机的步进电机控猛睁制系统的硬件设计方法,掌握定时器和中断系统的应用,熟悉单片机应用系统的设计与调试方法。
2、实验设备。单片机测控实验、系统步进电机控制实验模块、Keil开发环境、STC-ISP程序下载工具。
3、实验内容。编制MCS-51程序使步进电机按照规定的转速和方向进行旋转,并将已转动的步数显示在数码管上。步袜御进电机的转速分为两档,当按下S1开关时,加速旋转,速度从10转/分加速到60转/分。当松开开关时,减速旋转,速度恢复为10转/分。当按下S2开关时,按照逆时针旋转;当松开时,按照顺时针旋转。本程序要求使用定时器中断来实现,不准使用程序延时的方式。
4、实验步骤。预习:参考辅助材料,学习C51编程语言使用和步进电机原理。简单程序录入和调试:关于C51的中断,本程序需要使用定时器定时,并使用中断来同步。枝好岁中断程序的典型例子如下:格式:void函数名()interrupt中断号using工作组{中断服务程序内容}注意:中断不能返回任何值,所以前面是void后面是函数名,名字可以自己起,但不要与c语言的关键字相同;中断函数不带任何参数,所以函数名后面的()内是空的,中断号是指单片机的几个中断源的序号。这个序号是单片机识别不同中断的唯一标志。所以一定要写正确。后面的using工作组是指这个这个中断使用单片机内存中4个工作寄存器的哪一组,c51编译后会自动分配工作组,因此最后这句话我们通常省略不写。c51中断写法实例:void T1-time()interrupt3{TH1=(65536-50000)/256;TL1=(65536-50000)%6;}上面的意思是定时器1的中断服务程序,定时器1的中断服务序号是,因此我们要写成 interrupt3,服务程序的内容是给两个初值寄存器装入新值。
5、实验原理。使用的单片机系统的频率是12M;步进电机转动一周需要24步。本步进电机实验板,使用FAN8200作为驱动芯片。CPU通过引脚与FAN8200相连。
Ⅳ 单片机如何控制四个步进电机越详细越好 本人菜鸟不懂
一般来说一个电机对一个驱动器,这样精确。将单片机设计为四通道的,单片机===》驱动器===》步进电机
Ⅵ 如何使用单片机精确控制步进电机
如何用单片机控制步进电机
步进电机是机电控制中一种常用的执行机构,它的用途是将电脉冲转化为角位移,通俗地说:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。通过控制脉冲个数即可以控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时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。
一、步进电机常识
常见的步进电机分三种:永磁式(PM),反应式(VR)和混合式(HB),永磁式步进一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为7.5度或15度;反应式步进一般为三相,可实现大转矩输出,步进角一般为1.5度,但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家80年代已被淘汰;混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相:两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。
二、永磁式步进电机的控制
下面以电子爱好者业余制作中常用的永磁式步进电机为例,来介绍如何用单片机控制步进电机。图1是35BY型永磁步进电机的外形图,图2是该电机的接线图,从图中可以看出,电机共有四组线圈,四组线圈的一个端点连在一起引出,这样一共有5根引出线。要使用步进电机转动,只要轮流给各引出端通电即可。将COM端标识为C,只要AC、C、BC、C,轮流加电就能驱动步进电机运转,加电的方式可以有多种,如果将COM端接正电源,那么只要用开关元件(如三极管),将A、B、轮流接地。列出了该电机的一些典型参数:表135BY48S03型步机电机参数型号步距角相数电压电流电阻最大静转距定位转距转动惯量35BY48S03 7.5 4 12 0.26 47 180 65 2.5 有了这些参数,不难设计出控制电路,因其工作电压为12V,最大电流为0.26A,因此用一块开路输出达林顿驱动器(ULN2003)来作为驱动,通过P1.4~P1.7来控制各线圈的接通与切断。开机时,P1.4~P1.7均为高电平,依次将P1.4~P1.7切换为低电平即可驱动步进电机运行,注意在切换之前将前一个输出引脚变为高电平。如果要改变电机的转动速度只要改变两次接通之间的时间,而要改变电机的转动方向,只要改变各线圈接通的顺序。
Ⅶ 基于MCS-51系列单片机AT89C51,设计一个步进电机控制器
由于步进电机是一种将电脉冲信号转换成直线或角位移的执行元件,它不能直接接到交直流电源上,而必须使用专业设备----步进电机控制驱动器,典型步进电机控制系统如图1所示:控制器可以发出脉冲频率从几赫兹到几千赫兹可以连续变化的脉冲信号,它为环形分配器提供脉冲序列,环形分配器的主要功能是把来自控制环节的脉冲序列按一定的规律分配后,经过功率放大器的放大加到步进电机驱动电源的各项输入端,以驱动步进电机的转动,环形分配器主要有两大类:一类是用计算机软件设计的方法实现环形分配器要求的功能,通常称软环形分配器。另一类是用硬件构成的环形分配器,通常称硬环形分配器。功率放大器主要对环形分配器的较小输出信号进行放大,以达到驱动步进电机的目的,步进电机的基本控制包括转向控制和速度控制两个方面。从结构上看,步进电机分为三相单三拍、三相双三拍和三相六拍3种,其基本原理如下:
http://wenku..com/link?url=_X1AbHnS-_AXJSOeGwziD56L7zztQEm_
Ⅷ 步进电机单片机控制系统
由于不知道怎么发图片,没有图片。如果想要你采用我的回答,你发EMAIL到[email protected]我回复你。同时再给你1-2篇关于步进电机驱动的论文和资料。希望对你有所帮助
基于L297/L298芯片步进电机的单片机控制
1 引言
步进电动机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的精密执行元件,由于步进电机具有控制方便、体积小等特点,所以在数控系统、自动生产线、自动化仪表、绘图机和计算机外围设备中得到广泛应用。微电子学的迅速发展和微型计算机的普及与应用,为步进电动机的应用开辟了广阔前景,使得以往用硬件电路构成的庞大复杂的控制器得以用软件实现,既降低了硬件成本又提高了控制的灵活性,可靠性及多功能性。市场上有很多现成的步进电机控制机构,但价格都偏高。应用SGS公司推出的L297和L298两芯片可方便的组成步进电机驱动器,并结合AT89C52单片机进行控制,即可以实现用相对便宜的价格组成一个性能不错的步进电机驱动电路。
2 工作原理
由于步进电机是一种将电脉冲信号转换成直线或角位移的执行元件,它不能直接接到交直流电源上,而必须使用专用设备-步进电机控制驱动器 典型步进电机控制系统如图1所示:控制器可以发出脉冲频率从几赫兹到几十千赫兹可以连续变化的脉冲信号,它为环形分配器提供脉冲序列。环形分配器的主要功能是把来自控制环节的脉冲序列按一定的规律分配后,经过功率放大器的放大加到步进电机驱动电源的各项输人端,以驱动步进电机的转动。环形分配器主要有两大类:一类是用计算机软件设计的方法实现环分器要求的功能,通常称软环形分配器。另一类是用硬件构成的环形分配器,通常称为硬环形分配器。功率放大器主要对环形分配器的较小输出信号进行放大.以达到驱动步进电机目的。
图1 典型步进电机控制框图
3 硬件组成
文中所控制的步进电机是四相单极式35BY48HJ120减速步进电动机。本文所设计的步进电机控制驱动器的框图如图2所示。它由AT89C52单片机、光电耦和器、集成芯片L297和L298组成。AT89C52是美国ATMEL的低电压、高性能8位CMOS单片机。片内置8K字节可重复擦写的
Flash闪速存储器。256字节RAM。3个16位定时器.可编程串行UART通道。对完成步进电机的简单控制已足以胜任。
图2 本文提出的步进电机控制驱动器框图
L297是步进电动机控制器(包括环形分配器)。L298是双H桥式驱动器。它们所组成的微处理器至双桥式步进电动机的接口如图3所示。这种方式结合的优点是,需要的元件很少.从而使得装配成本低,可靠性高和占空间少。并且通过软件开发。可以简化和减轻微型计算机的负担。另外,L297和L298都是独立的芯片.所以应用是十分灵活的。
L297芯片是一种硬件环分集成芯片.它可产生四相驱动信号,用于计算机控制的两相双极或四相单极步进电机 它的心脏部分是一组译码器它能产生各种所需的相序.这一部分是由两种输入模式控制,方向控制(CW/CCW) 和HALF/FULL 以及步进式时钟CLOCK.它将译码器从一阶梯推进至另一阶梯。译码器有四个输出点连接到输出逻辑部分,提供抑制和斩波功能所需的相序。因此L297能产生三种相序信号,对应于三种不同的工作方式:即半步方式(HALF STEP);基本步距(FULL STEP,整步)一相激励方式;基本步距两相激励方式。脉冲分配器内部是一个3bit可逆计数器,加上一些组合逻辑.产生每周期8步格雷码时序信号,这也就是半步工作方式的时序信号。此时HALF/FULL信号为高电。若HALF/FULL取低电平,得到基本步距工作方式。即双四拍全阶梯工作方式。
L297另一个重要组成是由两个PWM 斩波器来控制相绕组电流,实现恒流斩波控制以获得良好的矩频特性。每个斩波器由一个比较器、一个RS触发器和外接采样电阻组成,并设有一个公用振荡器,向两个斩波器提供触发脉冲信号。图3中,频率f是由外接16脚的RC网络决定的, 当R>10kΩ 时,f=1/0.69RC。当时钟振荡器脉冲使触发器置1,电机绕组相电流上升,采样电阻的R 上电压上升到基准电压Uref时,比
较器翻转,使触发器复位,功率晶体管关断,电流下降,等待下一个振荡脉冲的到来。这样,触发器输出的是恒频PWM信号,调制L297的输出信号,绕组相电流峰值由Uref确定。L297的CONTROL端的输入决定斩波器对相位线A、B、C、D或抑制线INH1和INH2起作用。CONTROL为高电平时,对A、B、C、D有控制作用;而为低电平时,则对INH1和INH2起控制作用,从而可对电动机转向和转矩进行控制。
L298芯片是一种高压、大电流双全桥式驱动器,其设计是为接受标准TTL逻辑电平信号和驱动电感负载的,例如继电器、圆筒形线圈、直流电动机和步进电动机 具有两抑制输入来使器件不受输入信号影响。每桥的三级管的射极是连接在一起的,相应外接线端可用来连接外设传感电阻。可安置另一输入电源,使逻辑能在低电压下工作。L298芯片是具有15个引出脚的多瓦数直插式封装的集成芯片。
图3中.AT89C52通过串口经MAX232电平转换之后与微机相连.接受上位机指令。向L297发出时钟信号、正反转信号、复位信号及使能控制等信号。电路中,电阻R13,R15用来调节斩波器电路的参考电压,该电压将与通过管脚13,14所反馈的电位的大小比较,来确定是否进行斩波控制,以达到控制电机绕组电流峰值、保护步进电机的目的
由于L297内部带有斩波恒流电路,绕组相电流峰值由Uref确定。当采用两片L297通过L298分别驱动步进电机的两绕组,且通过两个D/A转换器改变每相绕组的Uref时,即组成了步进电机细分驱动电路。另外,为了有效地抑制电磁干扰,提高系统的可靠性,在单片机与步进电动机驱动回路中利用两个16引脚光电耦合器件TLP521-4组成如图3所示的隔离电路。其作用是切断了单片机与步进电动机驱动回路之间电的直接联系,实现了单片机与驱动回路系统地线的分别联接.防止处于大电流感性负载下工作的驱动电路产生的干扰信号以及电网负载突变产生的干扰信号通过线路串入单片机,影响单片机的正常工作。
4 软件组成
在该电路中,将P1.0口设为电机开始按钮,P1.1,P1.2,P1.3为速度选择按钮。速度由低到高,P1.4为电机停止按钮。并设三档速度的最高速度依次为500pps、1000pps、2000pps 。RXD,TXD 已由MAX232电平转换接出串口。此外,步进电机其启动,停止的频率较低,一般在100-250Hz之间,而最高运行频率要求较高。通常为1-3kHz,为使其在启动、运行和停止整个过程中,既不会失步,又能够尽快精确地达到目标位置,运行速度都要有一个加速一恒速减速的过程。这里采用常用的离散办法来逼近理想的近似梯形的升降速曲线,如图5所示。即利用定时器中断方式来不断改变定时器装载值的大小.
本例中.为计算方便,把各离散点的速度所需的装载值用公式转化为各自所需的定时时间固化在系统的ROM 中,这里用TH0=(65536-time)/256,TL0=(65536-time)%256来计算装载值,time表示各阶梯所需定时时间。系统在运行中用查表法查出所需的时间,从而大幅度减少占用CPU的时间,提高系统的相应速度。因此.该程序主要由控制主程序、加减速子程序组成,主程序框图如图4所示。
5 结论
本文创新点在于提出应用单片机和L297、L298集成电路构成步进电机控制驱动器。使之具有元件少.可靠性高、占空间少、装配成本低等优点。通过软件开发,可以简化和减轻微型计算机的负担。另外。在上面提出的在加减速程序中定时器的装载值用式子计算不精确,这两条赋值要执行不少的时间.具体做的时候.可直接把初值计算出来或把除号用相加来计算.以达到精确的目的。
Ⅸ 用单片机对步进电机进行控制
呵呵 兄弟可以参考某些部分 呵呵
自己做的课程设计 还没有做完 完了发给你参考参考
题 目:单片机控制步进电机系统
摘 要
很多工业控制设备对位移和角度的控制精度要求较高, 一般电机很难实现, 而步进电机可精确实现所设定的角度和转数。本设计主要是运用51 单片机控制六线4 相步进电机系统, 由单片机产生驱动脉冲信号, 控制步进电机以一定的转速向某一方向产生一定的转动角度。同时能够利用单片机实现电机的正、反转及速度控制,并能在数码管上显示出相应的速度。
本文中给出了该系统设计的硬件电路,软件设计,人机交互等。并对各个功能模块进行了详细的说明。主要内容包括以下几个方面:
单片机控制步进电机的一般原理。
电机驱动及控制的实现。
控制系统整体设计以及模块划分说明。
原理图。
代码。
关键词:单片机;步进电机;系统;驱动
Abstract
Many Instrial control equipment have a highly requirement in displacement and angle with control accuracy, the most motor can't carry out .but the step motor can carry out the displacement and angle that you enactmented in accuracy. This design mainly used SCM to control step motor system.The step motor is formed six lines and four phasic.Through SCM generate the drive pulse signal.Control stepper motor through a certain speed in a direction to get a certain degree of rotation angle.
At the same time, It can use SCM to realization of the motor is , reverse and speed control. and showed the speed in the digital tube.
In this paper, given the design of the system hardware circuit,software design, human-computer interaction and so on.and it given the details description of each functional mole.the main contents include the following:
(1) The general principles of signal_chip controlling step motor.
(2) The realization of motor driving and controlling
(3) Control system overall design and description mole division
(4) Schematic Diagram
(5) Code
Key Words:SCM; stepper motor; system; drive
目录
引言 4
1 单片机控制步进电机的一般原理 4
1.1 步进电机 4
1.1.1 步进电机介绍 4
1.1.2 步进电机分类 5
1.1.3 技术指标 5
1.1.4 步进电机工作原理 5
1.2 单片机 7
2 步进电机驱动实现 8
2.1简介 8
2.2驱动选择 8
3 系统硬件设计 9
3. 1 单片机控制电机 9
3.2 键盘 9
3.3 显示部分 10
程序流程图 11
总结 12
致 谢 13
参考文献 13
附录 13
C代码 13
引言
目前,在工业控制生产以及仪器上应用十分广泛。通常都要对一些机械部件平移和转动,对移动的位移和角度控制要求较高,一般的电机很难实现对位置和角度的精确控制,在一些智能化要求较高的场合,用模拟芯片控制器及信号发生器来控制有一定局限性。而用单片机控制步进电机可以改善性能,步进电机能实现精确的角度和转数,具有良好的步进特性,最适合数字控制。在工控设备中得到了广泛的应用。而单片机具有芯片体积小,兼容性强,低电压地,低功耗等特点,使单片机成为驱动步进电机的最佳空盒子单元。所以单片机控制步进电机系统控制精度高,运行稳定,得以广泛运用。
1 单片机控制步进电机的一般原理
1.1 步进电机
1.1.1 步进电机介绍
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。虽然步进电机已被广泛地应用,但步进电机并不能象普通的直流电机、交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事,它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。
1.1.2 步进电机分类
永磁式(PM)。一般为二相,转矩和体积都很小,步距角一般为7.5或15°
反应式(VR)。一般为三相,实现大转矩输出,步距角为1.5°。
混合式(HB)。兼具永磁式和反应式的优点,分二相和五相,二相步距角为1.8°五相步距角为0.72°。
1.1.3 技术指标
静态指标
相数
步距角
拍数
定位转矩
保持转矩
步进电机动态指标
步距角精度
失步
失调角
最大空载启动频率
最大空载运行频率
运行频距特性
电机共振点
1.1.4 步进电机工作原理
分析(步进电机展开图)
以反应式步进电机为例,其典型结构图如图1所示。这是一个四相步进电机,当相控制绕组接通脉冲电流时,在磁拉力作用下使相的定、转子对齐,相邻的B 相和D 相的定、转子小齿错开。若换成B 相通电,则磁拉力使B 相定、转子小齿对齐(转过) ,而与B 相相邻的C 相和A 相的定、转子小齿又错开,即步进电机转过一个步距角。若按A →B →C →D →A ⋯规律循环顺序通电,则步进电机按一定方向转动。若改变通电顺序为A →D →C →B →A ,则电机反向转动。这种控制方式称为四相单四拍。若按AB →BC →CD →DA →AB或A →AB →B →BC →C →CD →D →DA →A 顺序通电则称为四相双拍或四相单、双八拍。无论采用哪种控制方式,在一个通电循环内,步进电机的转角恒为一个齿距角。所以,可以通过改步进电机通电循环次序来改变转动方向,可以通过改变通电频率来改变其角频率。运用单片机的输出功能,通过编程实现输出四个信号分别给步进电机的四相A、B、C、D ,并通过输出时信号的循环次序,来设定步进电机的转动方向及输出信号的频率以便设定步进电机的转动频率。
图1 反应式步进电机结构图
实现原理
采用单片机产生A、B、C、D 的四相信号,当采用单片机进行控制时,需要在单片机和步进电机中间设隔离电路以使强弱电分离。由于步进电机的驱动电流相对较大,可增设放大电路来提供步进电机的工作电流。系统电路由五部分组成,即单片机、隔离、放大、电源及步进电机。
1.2 单片机
功能特性描述
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,
具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公
司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51
产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储
器在系统可编程,亦适于常规编程器。在单芯片上,
拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash,使得
AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超
有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能:8k字
节Flash,256字节RAM,32 位I/O 口线,看门狗定时
器,2 个数据指针,三个16 位定时器/计数器,一个6
向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电
路。另外,AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作,支持
2种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU停止工作,
允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉
电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单
片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。
2 步进电机驱动实现
2.1简介
步进电机在单单仅给予电压时,电机是不会动作的,必须由脉冲产生器提供位置(脉波数)、速度的脉冲信号指令,以及驱动器驱动电流流过电机内部线圈、依顺序切换激磁相序的方式才能够让电机运 转。所以欲使步进电机动作的必要系统组成有:
(1)脉冲产生器:给予角度(位置移动量)、动作速度及运转方向之脉冲信号的电机驱动指令。
(2)步进驱动器:依控制器所投入的脉冲信号指令,提供电流来驱动步进电机动作。
(3)步进电机:提供转矩动力输出来带动负载。所以步进电机系统构成简单,不需要速度感应器、位置传感器, 即能依照脉冲产生器所输入的脉冲来做到速度及位置的控制。
2.2驱动选择
步进电机可以选用专用的电机驱动模块,也可以自己构建驱动电路。一般有以下几种选择:
专用驱动模块,如L298,FT5754等,这类驱动接口简单,这类可以驱动步进电机,直流电机等。
达林顿驱动器ULN2803,这个芯片可以一次驱动八线步进电机。
自己构建,通过三极管,74als04,等系列元件构成。但这样系统可靠性会降低,会另外给系统带来误差。
3 系统硬件设计
1 单片机控制电机
如图3
说明:
这个部分为单片机控制步进电机部分,80s52单片机通过达林顿驱动器ULN2803来驱动步进电机,80s52的P1.0-P1.4发送控制信号给驱动器,然后驱动器的四根线把信号传递给电机,使电机实现正反转等。电机部分接12V直流电源。
3.2 键盘
如图4
说明:
本系统中采用了四个按键,分别与80s52的四个引脚相连,分别为LCDEN,RS,WR,RD;分别实现的功能是电机加速,减速,正反转。键盘一旦按下则表示向单片机发送了有效信号,单片机就相应的进行调节。对于键盘的键按下的时候分为几个步骤,当键盘按下的时候,接通电路,键盘扫描检测低电平,但检测到低电平之后不能够判断键是否被按下,因为抖动可能引起这个变化,所有大概延时5~10ms之后再进行检测。如果再次检测到低电平之后说明键被按下。这个过程就是所说的消除抖动。
3.3 显示部分
如图5
说明:
对于显示部分,因为这个系统只是显示转速,所以采用了LED共阳极数码管。
并且用了74HC573锁存器,74HC573锁存器输出电流大,接口电路简单。本系统采用了两个74HC573锁存器,分别为段选和位选。段选为数码管的显示数字,位选为选中相应的数码管。
程序流程图
总结
通过本次的课程论文,让我真实的感受到一个完整的系统设计过程。这次的的论文从开始的整体布局,排版,到内容中的系统设计直到最后完成。每个流程下来,都带给了我很多的新东西,特别在设计完系统之后做硬件部分中,先是用protel99se画图,好多图在库中找不到,找不到就自己画,然后封装,封装的时候还要用游标卡纸对买来的元件进行精确的测量,然后才能在封装的过程中保证精度。最后做完图之后还要布线,布线完成后再发到厂家去做。事实上这个过程我用买好的空板做的,因为元件不多。所以就买了相应的元件直接再PCB板上焊接好的。在焊接的过程中也会感受到很多东西,因为很多需要注意的。不过这个过程多多尝试就会有进步的。焊接完后就是代码调试阶段。最后就完成了这个小型系统的设计。
致 谢
在此,感谢我的老师以及周围的同学。本次的论文得益于同学们的帮助。最后还要感谢我的父母,是他们一直在背后支持着我。
谨以此文献给他们!
参考文献
[1] 张永枫,王静霞,杨宏利. 单片机应用实训教程. 西安电子科技大学出版社,2005.
[2] 郭天祥. 51单片机C语言教程. 电子工业出版社 2008
附录
C代码
单片机控制步进电机
实现功能:
定时器中断:定时时间设置为30秒,首先给的初值每次中断为5ms,经过20次中断为1秒,半分钟三十秒则要中断600次,所有到达六百次后就把计数n中的值读取到数码管中显示出来。
键盘检测:进行速度控制的时候按下相应的键则会对应的进行速度调节。
数码管显示:
驱动部分:
#include <reg52.h>
#define uchar unsigned char
sbit la=P2^6;
sbit wela=P2^7;
sbit jia_key=P3^6;
sbit jian_key=P3^7;
sbit zf_key=P3^5;
sbit stop_key=P3^4;
bit flag=0;
uchar num1,n;
uchar num=0,show_num=2,maichong=4,table_begin=0;
uchar code table1[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x08,0x02,0x01};
uchar code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71};
// 延时部分
void delay(uchar i)
{
uchar j,k;
for(j=i;j>0;j--)
for(k=110;k>0;k--);
}
// 显示部分
void display()
{
la=0;
P0=table[show_num];
la=1;
la=0;
wela=0;
P0=0xfe;
wela=1;
wela=0;
delay(5);
P0=table[0];
la=1;
la=0;
P0=0xfd;
wela=1;
wela=0;
delay(5);
}
// 键盘检测部分
void key()
{
if(jia_key==0)
{
delay(5);
if(jia_key==0)
{
num++;
if(num==4)
num=3;
while(jia_key==0)
}
}
if(jian_key==0)
{
delay(5);
if(jian_key==0)
{
if(num!=0)
num--;
else
num==0;
while(jian_key==0);
}
}
if(zf_key==0)
{
delay(5);
if(zf_key==0)
{
flag=~flag;
while(zf_key==0);
}
}
if(stop_key==0)
{
delay(4);
if(stop_key==0)
{
show_num=0;
maichong=0;
}
while(stop_key==0)
}
}
// 键盘检测结果
void dispose()
{
switch(num)
{
case 0:
maichong=5;
break;
case 1:
maichong=4;
break;
case 2:
maichong=3;
break;
case 3:
maichong=2;
break;
}
if(flag==0)
{
table_begin=0;
}
else
table_begin=4;
}
// 数码管驱动部分
void qudong()
{
uchar i,j;
for(j=0+table_begin;j<4+table_begin;j++)
{
P1=table[j];
for(i=0;i<maichong;i++)
{
dispaly();
}
}
}
// 主函数部分
void main()
{
while(1)
{ init();
key();
dispose();
qudong();
n++;
}
}
// 定时器中断初始化
void init()
{
TMOD=0x01;
TH0=(65536-45872)/256;
TL0=(65536-45872)%256;
EA=1; // 开总中断
ET0=1;// 开定时器0中断
TR0=1;// 启动定时器0
}
// 定时器中断调用
void T0_time() intterrupt 1 // T0中断
{
TH0=(65536-45872)/256;
TL0=(65536-45872)%256;
num1++;
if(num1==600)
{
show_num=n;
num1=0;
n=0;
}
}