單片機實驗指導(dǎo)書

1、實驗指導(dǎo)書 單片機原理及應(yīng)用 LCD2 Ufl 1.2MHz 康TAJLIiiLbnnd 礪.即 XTAQ UlE RST Plfl Pl.1 P3.1iTS Pli pjiira PI3 puirr Pl.t ”F M# STH Fl 忙1皿礪 Fl.T FajiTO 051 ADD. 74LS373 E fi 帕 1 12 QZ 13 Q3 V + PS QS H 處 k? QT NlAiND 2 邵陽學(xué)院 2015年02月 目錄 目 錄1 實驗一流水燈實驗3 實驗二（1） 計數(shù)器實驗 4 實驗二（2） 定時器實驗 5 實驗三外部中斷實驗 6 實驗四鍵盤實驗7 實驗五AD轉(zhuǎn)換實驗9 實驗六

2、DA轉(zhuǎn)換實驗 10 實驗八（1） 直流電動機控制實驗 12 實驗八（2） 步進(jìn)電動機控制實驗 13 附錄 實驗裝置的使用15 實驗計劃安排表 序號 實驗項目名稱 實驗學(xué)時 開出周次 專業(yè)年級 1 跑馬燈實驗 2 7 13電子信息、物聯(lián)網(wǎng)工程 2 定時/計數(shù)器實驗 2 7 13電子信息、物聯(lián)網(wǎng)工程 3 外部中斷實驗 3 8 13電子信息、物聯(lián)網(wǎng)工程 4 鍵盤實驗 3 8 13電子信息、物聯(lián)網(wǎng)工程 5 A/D轉(zhuǎn)換實驗 2 9 13電子信息、物聯(lián)網(wǎng)工程 6 DA轉(zhuǎn)換實驗 2 9 13電子信息、物聯(lián)網(wǎng)工程 7 數(shù)碼管顯示接口電路設(shè)計 2 10 13電子信息、物聯(lián)網(wǎng)工程 8 電機控制實驗 2 10 13

3、電子信息、物聯(lián)網(wǎng)工程 說明： 1、 電子信息工程專業(yè)從 7周開始至第九周，每周二的 5、6、7、8為實驗課 2、 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)從第 7周開始至第九周，每周一的 5、6節(jié)，周四的7、8節(jié)為實驗課 3、有筆記本的可自動筆記本來做實驗驗。 4、實驗?zāi)康南嗤?，實驗?nèi)容自定，本實驗指導(dǎo)書僅供參考，希望學(xué)生自行設(shè)計實驗內(nèi)容。 5、 實驗考核：每個學(xué)生都要獨立完成8個實驗項目，完成后請老師評價，對不合格都重做。在 實驗過程中，老師只負(fù)責(zé)答疑和考核實驗效果。 6、實驗七要求學(xué)生在 PROTEUS中完成。 實驗一流水燈實驗 、實驗?zāi)康?1. 學(xué)習(xí)51的P1 口的使用方法。 2學(xué)習(xí)延時子程序的編寫和使用。 、實

4、驗說明 AT89S52有32個通用的I/O 口，分為P0、 作為輸出口時與一般的雙向口使用方法相同。 輸出口，控制LED等產(chǎn)生流水燈效果。 P1、P2、P3，每組都是8位，它們是準(zhǔn)雙向口，它 P3 口也可以做第二功能口用，本實驗使用P1 口做 D1 D2D3D4D5D6 尸 L1L2供十L3茁廠廠L6HT I R1 R2R3 | R5 R6 D7 L7 R7 三、實驗內(nèi)容及步驟 注：實驗程序放在 用P1 口做輸出口, | Soundcode/MS51的文件夾中。 接八位邏輯電平顯示，程序功能使發(fā)光二極管循環(huán)點亮。 1最小系統(tǒng)中插上 80C51核心板，用扁平數(shù)據(jù)線連接MCU的P1 口與八位邏輯電

5、平顯示 模塊JD3。 2、 用串行數(shù)據(jù)通信線、USB線連接計算機與仿真器，把仿真器插到模塊的鎖緊插座中，請 注意仿真器的方向：缺口朝上。 3、 打開Keil uVision2仿真軟件，首先“流水燈”文件夾下的“ 8O31.Uv2”實驗的項目 文件，對源程序進(jìn)行編譯，直到編譯無誤。 4、全速運行程序，程序功能使發(fā)光二極管循環(huán)點亮的流水燈的效果。 注：在做完實驗時記得養(yǎng)成一個好習(xí)慣：把相應(yīng)單元的短路帽和電源開關(guān)還原到原來的位 置！以下將不在重述。 四、源程序（見光盤） 五、電路圖 20 2 5 3 4 RP1B7 VCC C1B7 0.1uF VCC 3 LED1B7 | 4 LED2B7 1 5

6、 LED3B7 6 LED4B7 7 LED5B7 j 8 LED6B7J 9 LED7B7- LED0B7 6 7 8 6 9 16 19 VCC L0 2 L1 5 12 15 .VCC LE OE Q1 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 GND C2 Q3 1 Q4 Q5 Q6 Q7 1 Q8 U1B7 8 18 13 F F VCC L0B7 4 JD1B7 8LED L1B7 L2B7 L3B7 L4B7 L5B7 L6B7 L7B7 L0B7 P0B7 L1B7 P1B7 L2B7 P2B7 L3B7 P3B7 L4B7 P4B7 L5B7 P5B7 L6B7 P6B

7、7 L7B7 P7B7 L0 L3 L4 L5 L6 L7 L1 L2 實驗二（1）計數(shù)器實驗 一、實驗?zāi)康?1. 學(xué)習(xí)8031內(nèi)部定時/計數(shù)器使用方法； 2學(xué)習(xí)計數(shù)器各種工作方式的用法。 二、實驗說明 1. 8031內(nèi)部有兩個定時/計數(shù)器T0和T1 , 16位是指定時/計數(shù)器內(nèi)的計數(shù)器是 16位的， 由2個8位計數(shù)器組成。本實驗用的是T0，它的2個8位計數(shù)器TH0和TL0 , TH0是高8位, TL0是低八位。所謂加法計數(shù)器，指其計數(shù)的方法是對計數(shù)脈沖每次加1。在其它單片機和可 編程計數(shù)器芯片中，有的計數(shù)器是減法計數(shù)器，如8155的14位計數(shù)器，8253的16計數(shù)器， 即先設(shè)置計數(shù)器的初值，

8、然后對計數(shù)器脈沖每次減1，減到0,計數(shù)器溢出。而 8031內(nèi)部的計 數(shù)器是加法計數(shù)器，需先設(shè)置計數(shù)器的初值，本實驗設(shè)置計數(shù)器初值為0,然后對計數(shù)脈沖每 次加1，加到計數(shù)器滿后溢出。 2. 本實驗中內(nèi)部計數(shù)器起計數(shù)器的作用。外部事件計數(shù)脈沖由P3.4引入定時器T0。單片 機在每個機器周期采樣一次輸入波形，因此單片機至少需要兩個機器周期才能檢測到一次跳變。 這就要求被采樣電平至少維持一個完整的機器周期，以保證電平在變化之前即被采樣。這就決 定了輸入波形的頻率不能超過機器周期頻率。 三、實驗內(nèi)容及步驟 T0接外部脈沖輸入，P1 口接八位邏輯電平顯示模塊，脈沖個數(shù)以二進(jìn)制形式顯示出來。 1最小系統(tǒng)中插

9、上 80C51核心板，用扁平數(shù)據(jù)線連接 MCU的P1 口與八位邏輯電平顯示 模塊JD3, P34端口接單次脈沖電路的輸出端（綠色防轉(zhuǎn)座）。 2、 用串行數(shù)據(jù)通信線、USB線連接計算機與仿真器，把仿真器插到模塊的鎖緊插座中，請 注意仿真器的方向：缺口朝上。 3、 打開Keil uVision2仿真軟件，首先“計數(shù)器”文件夾下的“計數(shù)器.Uv2”實驗的項 目文件，對源程序進(jìn)行編譯，直到編譯無誤。 4、 全速運行程序，按動單次脈沖按鈕，脈沖個數(shù)以二進(jìn)制形式通過LED顯示。 四、源程序（見光盤） 五、思考題 1. 由功能、計數(shù)啟動條件、重復(fù)啟動條件等諸方面比較89S52的各種方式。 2. 89S52單

10、片機的最高計數(shù)頻率為多少？ 實驗二（2）定時器實驗 一、實驗?zāi)康?1. 學(xué)習(xí)89S52內(nèi)部計數(shù)器的使用和編程方法； 2進(jìn)一步掌握中斷處理程序的編寫方法。 二、實驗說明 關(guān)于內(nèi)部計數(shù)器的編程主要是定時常數(shù)的設(shè)置和有關(guān)控制寄存器的設(shè)置。內(nèi)部計數(shù)器在單 片機中主要有定時器和計數(shù)器兩個功能。本實驗使用的是定時器，定時為一秒鐘。CPU運用定 時中斷方式，實現(xiàn)每一秒鐘輸出狀態(tài)發(fā)生一次反轉(zhuǎn)，即發(fā)光管每隔一秒鐘亮一次。 定時器有關(guān)的寄存器有工作方式寄存器TMOD和控制寄存器 TCON。TMOD用于設(shè)置定 時器/計數(shù)器的工作方式 0-3,并確定用于定時還是用于計數(shù)。TCON主要功能是為定時器在溢 出時設(shè)定標(biāo)志位

11、，并控制定時器的運行或停止等。 內(nèi)部計數(shù)器用作定時器時，是對機器周期計數(shù)。每個機器周期的長度是12個振蕩器周期。 因為如果實驗系統(tǒng)的晶振是 12MHZ，本工作于方式2,即8位自動重裝方式定時器，定時器100uS 中斷一次，所以定時常數(shù)的設(shè)置可按以下方法計算： 機器周期=12 - 12MHz=1uS （256-定時常數(shù)）X 1uS=100uS 定時常數(shù)=156。然后對100uS中斷次數(shù)計數(shù)10000次，就是1秒鐘。 在本實驗的中斷處理程序中，因為中斷定時常數(shù)的設(shè)置對中斷程序的運行起到關(guān)鍵作用， 所以在置數(shù)前要先關(guān)對應(yīng)的中斷，置數(shù)完之后再打開相應(yīng)的中斷。 三、實驗內(nèi)容及步驟 1、 最小系統(tǒng)中插上

12、80C51核心板，用導(dǎo)線連接 MCU的P10到八位邏輯電平顯示的 L0發(fā) 光二極管處。 2、 用串行數(shù)據(jù)通信線、USB線連接計算機與仿真器，把仿真器插到模塊的鎖緊插座中，請 注意仿真器的方向：缺口朝上。 3、 打開Keil uVision2仿真軟件，首先“定時器”文件夾下的“定時器.Uv2”實驗的項 目文件，對源程序進(jìn)行編譯，直到編譯無誤。 4、 全速運行程序，觀測 L0發(fā)光二極管1S亮一次。 四、源程序（見光盤） 實驗三 外部中斷實驗 、實驗?zāi)康?1 掌握外部中斷技術(shù)的基本使用方法； 2 掌握中斷處理程序的編寫方法。 二、實驗說明 1. 外部中斷的初始化設(shè)置共有三項內(nèi)容：中斷總允許即EA=1

13、，外部中斷允許即 EXi=1 (i=0 或1),中斷方式設(shè)置。中斷方式設(shè)置一般有兩種方式：電平方式和脈沖方式， 本實驗選用后者， 其前一次為高電平后一次為低電平時為有效中斷請求。因此高電平狀態(tài)和低電平狀態(tài)至少維持 一個周期，中斷請求信號由引腳INT0(P3.2)和INT1(P3.3)引入，本實驗由INT0(P3.2)引入。 2 中斷服務(wù)的關(guān)鍵： A .保護(hù)進(jìn)入中斷時的狀態(tài)。 堆棧有保護(hù)斷點和保護(hù)現(xiàn)場的功能使用PUSH指令，在轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序之前把單片機中有 關(guān)寄存單元的內(nèi)容保護(hù)起來。 B 必須在中斷服務(wù)程序中設(shè)定是否允許中斷重入，即設(shè)置EX0位。 C .用POP指令恢復(fù)中斷時的現(xiàn)場。 3 中斷控

14、制原理： 中斷控制是提供給用戶使用的中斷控制手段。實際上就是控制一些寄存器，51系列用于此 目的的控制寄存器有四個：TCON、IE、SCON及IP。 4.中斷響應(yīng)的過程： 首先中斷采樣然后中斷查詢最后中斷響應(yīng)。采樣是中斷處理的第一步，對于本實驗的脈沖 方式的中斷請求，若在兩個相鄰周期采樣先高電平后低電平則中斷請求有效，IE0或IE1置“ 1”; 否則繼續(xù)為“ 0”。所謂查詢就是由 CPU測試TCON和SCON中各標(biāo)志位的狀態(tài)以確定有沒有 中斷請求發(fā)生以及是那一個中斷請求。中斷響應(yīng)就是對中斷請求的接受，是在中斷查詢之后進(jìn) 行的，當(dāng)查詢到有效的中斷請求后就響應(yīng)一次中斷。 INTO端接單次脈沖發(fā)生器

15、。P1.0接LED燈，以查看信號反轉(zhuǎn)。 三、實驗內(nèi)容及步驟 1、 最小系統(tǒng)中插上 80C51核心板，用導(dǎo)線連接 MCU的P10到八位邏輯電平顯示的 L0發(fā) 光二極管處，P32接單次脈沖電路的輸出端(綠色防轉(zhuǎn)座)。 2、 用串行數(shù)據(jù)通信線、USB線連接計算機與仿真器，把仿真器插到模塊的鎖緊插座中，請 注意仿真器的方向：缺口朝上。 3、 打開Keil uVision2仿真軟件，首先“中斷”文件夾下的“中斷.Uv2 ”實驗的項目文 件，對源程序進(jìn)行編譯，直到編譯無誤。 4、全速運行程序，按一次單次脈沖的按鈕燈取反一次 四、源程序(見光盤) 實驗四鍵盤實驗 、實驗?zāi)康?掌握查詢式鍵盤的接口和編程方法。

16、 二、實驗內(nèi)容 本實驗提供了 8個按鍵的小鍵盤，如果有鍵按下，則相應(yīng)輸出為低電平，否則輸出為高電 平。MCU判斷有鍵按下后，要有一定的延時，防止由于鍵盤抖動而引起誤操作。 編寫一個程序，能讀出鍵盤操作的編號，并在數(shù)碼顯示器上顯示。 三、實驗電路 本實驗所需電路請參見系統(tǒng)原理圖的第一部分和獨立式鍵盤電路。 四、實驗程序參考框圖 (a)主程序框圖 (b)鍵盤掃描子程序框圖 五、實驗步驟 1. 最小系統(tǒng)中插上80C51核心板，把7279陣列式鍵盤的JT9短路帽打在VCC處，用8P排線 將JD16、JD17接八位動態(tài)數(shù)碼顯示 JD1和JD2相連。 2. 查詢式鍵盤的JD15和MCU最小系統(tǒng)的P2 口相

17、連，MCU最小系統(tǒng)的P15、P16、P17分別 接7279鍵盤的 CS、CLK、DATA。 3、 用串行數(shù)據(jù)通信線、USB線連接計算機與仿真器，把仿真器插到模塊的鎖緊插座中，請 注意仿真器的方向：缺口朝上。 4、 打開Keil uVision2仿真軟件，首先“ KEY文件夾下的 “ KEY.Uv2”實驗的項目文件， 對源程序進(jìn)行編譯，直到編譯無誤。 5、全速運行程序，鍵盤上按下某個鍵，觀察數(shù)顯是否與該鍵號一致。 六、源程序（見光盤） 七、思考題 1. 程序如何確保每按一次鍵，只處理一次。 八、原理圖 RP1A5 i|9 8 7 6 5 4 3 2. 4.7K/ 9 8 Key 1A5 Key

18、0 y 2aP Key 1 y 3aP Key 2 y 4aP KeA?旦3 - Key 4 y 6A Key 5 -y 7A Key 6 y 8Ap VCC T 1 2 3 4 5 6 7 8 JD1A5 OKey 7鍵盤 實驗五串行AD轉(zhuǎn)換實驗 、實驗?zāi)康?1 掌握單片機和TLC549硬件聯(lián)接及軟件編程。 2. 熟悉八位串行AD轉(zhuǎn)換器TLC549的性能及轉(zhuǎn)換過程。 、實驗說明 TLC549是一種采用8位逐次逼近式工作的 A/D轉(zhuǎn)換器。內(nèi)部包含系統(tǒng)時鐘、采樣和保持、8 位A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)寄存器以及控制邏輯電路。 TLC549每25uS重復(fù)一次“輸入一轉(zhuǎn)換一輸出”。 器件有兩個控制輸入：I/

19、O CLOCK和片選（CS）。 內(nèi)部系統(tǒng)時鐘和I/O CLOCK可獨立使用。應(yīng)用電路的設(shè)計只需利用I/O時鐘啟動轉(zhuǎn)換或讀出 轉(zhuǎn)換結(jié)果。當(dāng)CS為高電平時，DATA OUT處于高阻態(tài)且I/O時鐘被禁止。 當(dāng)CS變?yōu)榈碗娖綍r，前次轉(zhuǎn)換結(jié)果的最高有效位（MSB ）開始出現(xiàn)在DATA OUT端。在接 下來的7個I/O CLOCK周期的下降沿輸出前次轉(zhuǎn)換結(jié)果的后7位，至此8位數(shù)據(jù)已經(jīng)輸出。然后再 將第8個時鐘周期加至I/O CLOCK，此時鐘周期的下跳沿變使芯片進(jìn)行下一輪的AD轉(zhuǎn)換。在第8 個I/O CLOCK周期之后，CS必須變?yōu)楦唠娖?，并且保持高電平直至轉(zhuǎn)換結(jié)束為止（17uS）, 否則CS的有效高電平

20、至低電平的轉(zhuǎn)換將引起復(fù)位（其它詳細(xì)資料看芯片說明）。 三、實驗內(nèi)容及步驟 1、 最小系統(tǒng)中插上 80C51核心板，把7279陣列式鍵盤的JT9短路帽打在上方 VCC處， 用8P排線將JD16、JD17分別接八位動態(tài)數(shù)碼顯示的JD1、JD2相連；MCU最小系統(tǒng)的P16、 P17、P27 分別接 7279 鍵盤的 CLK、DATA、CS。 2、 MCU最小系統(tǒng)的 P10, P11, P12分別接 AD轉(zhuǎn)換的DATA、CLK、CS-549, AD轉(zhuǎn)換 的AIN接可調(diào)電壓05V可調(diào)端。 3、 用串行數(shù)據(jù)通信線、USB線連接計算機與仿真器，把仿真器插到模塊的鎖緊插座中，請 注意仿真器的方向：缺口朝上。

21、4、 打開Keil uVision2仿真軟件，首先“ TLC549文件夾下的“TLC549.Uv2” 實驗的項 目文件，對源程序進(jìn)行編譯，直到編譯無誤。 5、 全速運行程序數(shù)碼顯示電壓轉(zhuǎn)化的數(shù)字量，調(diào)節(jié)模擬信號輸入端的電位器旋鈕，顯示值 隨著變化，順時針旋轉(zhuǎn)值增大，AD轉(zhuǎn)換值的范圍是04.98V左右。 四、源程序（見光盤） 六、電路圖 VCC VCC 4 Vref+ VCC AIN /O CLK Vref- DATA GND CS U1B2 TLC549 AIN P1B2 2 VCC1 8T 7 R1B2 100P2B2q ，/ 寸R2BT00P3B2 劇 CLKa - -P4B DAtao

22、hAV- CS_549 C1B2 0.1uF 實驗六串行DA轉(zhuǎn)換實驗 、實驗?zāi)康?1. 掌握LTC1446 12位串行D/A轉(zhuǎn)換芯片的工作方法。 2 .掌握LTC1446 12位串行D/A轉(zhuǎn)換芯片編程方法和調(diào)試方法。 二、實驗內(nèi)容 使用LTC1446實現(xiàn)單片機數(shù)模轉(zhuǎn)換，輸出方波。 三、實驗要求 根據(jù)實驗內(nèi)容編寫一個程序，并在實驗儀上調(diào)試和驗證。 四、實驗說明 LTC1446是一種采用12位逐次逼近式工作的 A/D轉(zhuǎn)換器。內(nèi)部包含系統(tǒng)時鐘、采樣和保持、 12位A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)寄存器以及控制邏輯電路。LTC1446每25uS重復(fù)一次“輸入一一轉(zhuǎn)換一 輸出”。器件有兩個控制輸入：DIN CLK和片

23、選（CS）。 內(nèi)部系統(tǒng)時鐘和DIN CLK可獨立使用。應(yīng)用電路的設(shè)計只需利用時鐘啟動轉(zhuǎn)換或讀出轉(zhuǎn)換 結(jié)果。當(dāng)CS為高電平時，Dout處于高阻態(tài)且DIN時鐘被禁止。 當(dāng)CS變?yōu)榈碗娖綍r，前次轉(zhuǎn)換結(jié)果的最高有效位（MSB ）開始出現(xiàn)在Dout端。（其它詳細(xì) 資料看芯片說明）。 1. LTC1446的內(nèi)部管腳圖 Functional Block Diagram! Dual 12-Bit Rml-to-Rail DAC 2. LTC1446時序圖 TOP VIEVb N3 PACKAGf 岳 L EADPDIP TjMAK - 125,總 1.最小系統(tǒng)中插上 80C51核心板，MCU最小系統(tǒng)的P1.0

24、接串行D/A的CLK,P1.1接DIN , P1.2 接 CS-1446。 2、 用串行數(shù)據(jù)通信線、USB線連接計算機與仿真器，把仿真器插到模塊的鎖緊插座中，請 注意仿真器的方向：缺口朝上。 3、 打開Keil uVision2仿真軟件，首先“ LTC1446文件夾下的“LTC1446.Uv2” 實驗的 項目文件，對源程序進(jìn)行編譯，直到編譯無誤。 4、全速運行程序用示波器觀察OUT端的波形為方波。 四、程序（見光盤） 六、電路圖 OUT -12V 實驗八（1）直流電動機控制實驗 、實驗?zāi)康?1. 學(xué)習(xí)用PWM輸出模擬量驅(qū)動直流電機； 2. 熟悉直流電動機的工作特性。 、實驗說明 PWM是單片機

25、上常用的模擬量輸出方法，用占空比不同的脈沖驅(qū)動直流電機轉(zhuǎn)動，從而 得到不同的轉(zhuǎn)速。程序中通過調(diào)整輸出脈沖的占空比來調(diào)節(jié)直流電機的轉(zhuǎn)速。 使用光電測速元件測速，當(dāng)它與圓盤上的空位相靠近時，光電元件輸出低電平，當(dāng)它與沒 對空時時，光電元件輸出高電平。圓盤轉(zhuǎn)動一周時則產(chǎn)生12個脈沖，直流電機轉(zhuǎn)動時，光電元 件輸出連續(xù)的脈沖信號，單片機記錄其脈沖信號，就可以測出直流電機的轉(zhuǎn)速。另外增加顯示 電路，可把電機的轉(zhuǎn)速顯示出來。 本實驗使用6V直流電機。 運行速度設(shè)置為 40轉(zhuǎn)/秒，經(jīng)過若干秒后，直流電機轉(zhuǎn)速慢慢下降到運行速度，以設(shè)定的 速度運行。 三、實驗內(nèi)容及步驟 1、 最小系統(tǒng)中插上 80C51核心板，

26、把7279陣列式鍵盤的JT9短路帽打在上方 VCC處， 用8P排線將JD16、JD17分別接八位動態(tài)數(shù)碼顯示的JD1、JD2相連；MCU最小系統(tǒng)的P16、 P17、P27 分別接 7279 鍵盤的 CLK、DATA、CS, 2、MCU最小系統(tǒng)的 P10、P32分別接直流電機 V-DCmotor、Pulseout。 3、 用串行數(shù)據(jù)通信線、USB線連接計算機與仿真器，把仿真器插到模塊的鎖緊插座中，請 注意仿真器的方向：缺口朝上。 4、 打開Keil uVision2 仿真軟件，首先“ DCMotor ”文件夾下的“DCMotor.Uv2 ” 實驗 的項目文件，對源程序進(jìn)行編譯，直到編譯無誤。 4

27、0轉(zhuǎn)/S左右）。 5、 全速運行程序直流電機旋轉(zhuǎn)，第三個數(shù)碼顯示P最后兩位顯示電機轉(zhuǎn)速，觀察直流電機 轉(zhuǎn)速，若干秒后，直流電機轉(zhuǎn)速慢慢下降到以程序設(shè)定的速度運行（程序設(shè)定為 五、實驗電路圖 VCC R47A VCC !20 Q9A Optoisolator P11A PulseOut PulseOut VCC 1A 6A 1Y 6Y 2A 5A 2Y 5Y 3A 4A 3Y 4Y GND U12B 3 4 10 5 | 14 13 9 8 1 2 2 1 A DC-Motor V-DCMotor P12A R49A -iW- 3K VCC J3A 1 2 1 Header 2 Q10A 901

28、3 2 3 74LS14 實驗八（2）步進(jìn)電動機控制實驗 、實驗?zāi)康?1 掌握采用單片機控制步進(jìn)電機的硬件接口技術(shù)。 2 掌握步進(jìn)電機驅(qū)動程序的設(shè)計和調(diào)試方法。 3. 熟悉步進(jìn)電動機的工作特性。 二、實驗說明 1 步進(jìn)電動機有三線式、五線式、六線式三種，但其控制方式均相同，必須以脈沖電流來 驅(qū)動。若每旋轉(zhuǎn)一圈以 20個勵磁信號來計算，則每個勵磁信號前進(jìn)18度，其旋轉(zhuǎn)角度與脈沖 數(shù)成正比，正、反轉(zhuǎn)可由脈沖順序來控制。 2步進(jìn)電動機的勵磁方式可分為全部勵磁及半步勵磁，其中全步勵磁又有1相勵磁及2 相勵磁之分，而半步勵磁又稱1-2相勵磁。圖為步進(jìn)電動機的控制等效電路，適應(yīng)控制A、B、 /A、/B的勵

29、磁信號，即可控制步進(jìn)電動機的轉(zhuǎn)動。每輸出一個脈沖信號， 步進(jìn)電動機只走一步。 因此，依序不斷送出脈沖信號，即可步進(jìn)電動機連續(xù)轉(zhuǎn)動。 a. 1相勵磁法：在每一瞬間只有一個線圈導(dǎo)通。消耗電力小，精確度良好，但轉(zhuǎn)矩小，振 動較大，每送一勵磁信號可走 18度。若欲以1相勵磁法控制步進(jìn)電動機正轉(zhuǎn)，其勵磁順序如圖 所示。若勵磁信號反向傳送，則步進(jìn)電動機反轉(zhuǎn)。 勵磁順序： At Bt C t d ta STEP A B C D 1 1 0 0 0 2 0 1 0 0 3 0 0 1 0 4 0 0 0 1 b. 2相勵磁法: :在每 瞬間會有 1個線圈同時導(dǎo)通。 因其轉(zhuǎn)矩大，振動小，故為目前使用 最多的勵磁

30、方式，每送一勵磁信號可走 18度。若以2相勵磁法控制步進(jìn)電動機正轉(zhuǎn)，其勵磁順 序如圖所示。若勵磁信號反向傳送，則步進(jìn)電動機反轉(zhuǎn)。 勵磁順序：AB t BC t CD t DA宀AB STEP A B C D 1 1 1 0 0 2 0 1 1 0 3 0 0 1 1 4 1 0 0 1 c. 1-2相勵磁法: 為 1相與2相輪流交替導(dǎo)通。 因分辨率提高，且運轉(zhuǎn)平滑，每送一勵磁 信號可走9度，故亦廣泛被采用。若以1相勵磁法控制步進(jìn)電動機正轉(zhuǎn)，其勵磁順序如圖所示。 若勵磁信號反向傳送，則步進(jìn)電動機反轉(zhuǎn)。 勵磁順序：At AB t B t BC tCt CD t Dt DA t A STEP A B

31、 C D 1 1 0 0 0 2 1 1 0 0 3 0 0 1 0 4 0 1 1 0 5 0 0 1 0 6 0 0 1 1 7 0 0 0 1 8 1 0 0 1 3.電動機的負(fù)載轉(zhuǎn)矩與速度成反比， 速度愈快負(fù)載轉(zhuǎn)矩愈小，當(dāng)速度快至其極限時，步進(jìn) 電動機即不再運轉(zhuǎn)。所以在每走 步后，程序必須延時 段時間。 三、實驗內(nèi)容及步驟 1、 最小系統(tǒng)中插上 80C51核心板，MCU最小系統(tǒng)的P10P13接步進(jìn)電機 AD, MCU 最小系統(tǒng)的P2 口接查詢式鍵盤的 JD15。 2、 用串行數(shù)據(jù)通信線、USB線連接計算機與仿真器，把仿真器插到模塊的鎖緊插座中，請 注意仿真器的方向：缺口朝上。 3、 打

32、開Keil uVision2 仿真軟件，首先Setp Motor ”文件夾下的“Setp Motor.Uv2 ” 實 驗的項目文件，對源程序進(jìn)行編譯，直到編譯無誤。 4、 全速運行程序，按下K0鍵電機正轉(zhuǎn)，按下 K1鍵電機反轉(zhuǎn)，按下 K2鍵電機停止。 四、源程序（見光盤） 五、思考問題 如何改變電機的工作方式或者方向、速度，設(shè)計控制軟件? 六、實驗電路圖 A B C D A 1 U12A P 1A 3 2A 4 5 5 9 6 11 6 5A 7 13 7 6A 7 GND 4 5 3A 4A RP1A 2 2 3 8 9 1 3 8 9 10K VCC 6Y VCC 4 XB 2 6 XC 8 XD 一 4 tl 10 T, 12 PulseOut XA 1 1Y 4Y 5Y 7 8 2Y 3Y 1 2 74LS14 電機驅(qū)動 IN1 OUT1 IN2 OUT2 IN3 OUT3 IN4 OUT4 IN5 OUT5 IN6 OUT6 IN7 OUT7 GND COM U13A 16 15 14 13 12 ULN2003 VCC 9 T 11 10 A B C D R50A 330 2 LED9A 3 B 4 LED10A 5 C LED11A D LED8A VCC 琵AV