電機調(diào)速論文

1、hubei university of science and technology電機調(diào)速論文題 目:基于單片機的步進電機調(diào)速系統(tǒng)姓名學(xué)號：汪劍103521031黎振東103521032詹健 103521033劉中洋103522010汪橋 103522011專 業(yè)：電氣工程及其自動化指導(dǎo)老師：王曉芬老師1. 研究的目的41.1課題研究的目的和意義42方案論證52. 1單片機的介紹52.2步進電機的介紹102.3驅(qū)動電路的選擇112.5顯示電路的選擇113設(shè)計或?qū)嶒炦^程論述113. 1碩件電路的設(shè)計113. 2軟件部分164源程序195 總結(jié)21參考文獻22基于單片機的步進電機控制系統(tǒng)設(shè)計摘要

2、：步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件，在非超載的情 況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變 化的影響，廣泛應(yīng)用在各種門動化控制系統(tǒng)。木設(shè)計以at89c51單片機為核心，對 步進電機進行控制，通過按鍵實現(xiàn)步進電機正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速，并使用led 顯示電機速度。經(jīng)過proteus仿真和硬件焊接，結(jié)杲表明，系統(tǒng)實現(xiàn)了要求。該 電路簡單，可靠性強，運行穩(wěn)定。關(guān)鍵詞:at89c51； uln2003； led；步進電機1研究的目的1.1、研究的目的及意義綜合運用所學(xué)的單片機原理與應(yīng)用理論知識，通過實踐加強對所學(xué)知識的理解， 具備設(shè)計單片機應(yīng)用系

3、統(tǒng)的能力，以單片機為核心設(shè)計一個步進電機控制系統(tǒng)，要求能夠 通過鍵盤設(shè)置步進電機的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速，并在led顯示器上顯示步進電機轉(zhuǎn)速或工作狀態(tài)。 在設(shè)計的過程中，熟悉并掌握單片機的結(jié)構(gòu)和使用方法，了解步進電機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及工 作過程，將二者冇機地結(jié)合起來，實現(xiàn)要求的結(jié)果，鍛煉自己的軟件編程和駛件焊接的能 力。1.2、課題研究的內(nèi)容本論文所選的步進電機是兩相五線步進電機，采用的方法是利用單片機控制步進電機 的驅(qū)動。步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。當(dāng)步進驅(qū)動器接受到一個脈 沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度 一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)

4、來控制角位移量，從而達到準(zhǔn)確定位的廿的；同 時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的冃的。木次畢 業(yè)設(shè)計就是通過改變脈沖頻率來調(diào)節(jié)步進屯機的速度的，并且通過數(shù)碼管顯示其轉(zhuǎn)速的級 別。另外通過單片機實現(xiàn)它的止反轉(zhuǎn)、加減速，步進電機可以作為一種控制用的特種電機, 利用其沒有積累誤差的特點，廣泛應(yīng)用于宏開環(huán)控制。2.方案論證2.1單片機的介紹2.1.1單片機的概述單片微型計算機簡稱單片機，又稱為微控制器(mcu),它的出現(xiàn)是計算機發(fā)展史上 的一個重要里程碑，它以體積小、功能全、性價比高等諸多優(yōu)點而獨具特色，在工業(yè)控制、 尖端武器、通信設(shè)備、信息處理、家用電器等恢入式應(yīng)用領(lǐng)域

5、中獨占鰲頭。51系列單片機 是國內(nèi)目前應(yīng)用最廣泛的一種8位單片機之一。經(jīng)過20多年的推廣與發(fā)展，51系列單片機 形成了以個規(guī)模龐大、功能齊全、資源豐富的產(chǎn)品群。隨著恢入式系統(tǒng)、片上系統(tǒng)等概念 的提出和普遍接受及應(yīng)用，51單片機的發(fā)展又進入了以個新的階段。許多專用功能芯片的 內(nèi)核集成了51單片機，與51系列單片機兼容的微控制器以ip核的方式不斷地出現(xiàn)在fpga的 片上系統(tǒng)中。今年來，基于51單片機的嵌入式實吋操作系統(tǒng)的出現(xiàn)與推廣，表明了51系列 單片機在今后的許多年中依然會活躍如故，而且在很長一段時間中將占據(jù)嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品 的低端市場。單片機就是在一塊芯片上集成了cpu、ram、rom、定時器/

6、計數(shù)器、輸入輸出(i/o) 接口電路、中斷、串行通信接口等主要計算機部件集成在一塊芯片上，組成單片微型計算 機，簡稱單片機。也就是說單片機是集成在一塊芯片上的計算機，其功能z強大，在實際 應(yīng)用中常常完全融入應(yīng)用系統(tǒng)中，所以單片機也稱為嵌入式控制器(embedded microcon trollcr) o由于單片機集成度高、功能強、可靠性高、體積小、功耗低、使用方便、價 格低廉等一系列優(yōu)點，目前已經(jīng)滲入到人們工作和生活的方方面面，幾乎“無處不在，無 處不為”。單片機的應(yīng)用領(lǐng)域已從面向工業(yè)控制、通訊、交通、智能儀表等迅速發(fā)展到家 用消費產(chǎn)品、辦公自動化、汽車電子、pc機外圍以及網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。

7、單片機有兩種基木結(jié)構(gòu)形式：一種是在通用微型計算機中廣泛采用的將程序存儲器和 數(shù)據(jù)存儲器合用一個存儲空間的結(jié)構(gòu)，稱為普林斯頓結(jié)構(gòu)或稱為馮諾依曼結(jié)構(gòu)。另一種是 將程序和數(shù)據(jù)存儲器截然分開而分別尋址的結(jié)構(gòu)，稱為哈佛(ilar-vard)結(jié)構(gòu)。目前的單 片機采用哈佛結(jié)構(gòu)的較多。按數(shù)據(jù)總線的寬度，單片機分為4位、8位、16位以及32位等。2.1.2,單片機的特點單片微型計算機（single-chip microcomputer）,簡稱單片計算機.就是將cpu, ram, rom, 定時/計時器和多種接口集成在一塊芯片上的微型計算機.其主要特點如下：（1）片內(nèi)存儲容量較?。涸蚴鞘芗啥鹊南拗?rom般小

8、于8kb, ram般小于256b,但可以在外部擴展通常 rom, ram可分別擴展至64kb.（2）可靠性高：因為芯片是按工業(yè)測控壞境要求設(shè)計的，故抗干擾的能力優(yōu)于pc機.系統(tǒng)軟件（如:程序指令，常數(shù)，表格）固化在rom中，不易受病毒破壞.許多信號的通道均在一個芯片內(nèi)，故運作時系統(tǒng)穩(wěn)定可靠.（3）便于擴展：片內(nèi)具有計算機正常運行所必需的部件，片外有很多供擴展用的（總線，并行和串行的輸 入/輸岀）管腳,很容易組成一定規(guī)模的計算機應(yīng)用系統(tǒng).（4）控制功能強：具冇豐富的控制指令:如:條件分支轉(zhuǎn)移指令,i/o口的邏輯操作指令,位處理指令.（5）實用性好：體積小，功耗低，價格便宜,易于產(chǎn)品化.2.1.3

9、、at89c51 簡介at89c51的主要參數(shù)如表1所示：表1 at89c51的主要參數(shù)型號存儲器定時器1/0串行1j中斷速度（mid其他特點e2promromram89c514k1282321624低電壓at89c51含e2prom電可編閃速存儲器。有兩級或三級程序存儲器保密系統(tǒng)，防止e2prom '|的程序被非法復(fù)制，不用紫外線擦除，提高了編程效率，程序存儲器e2prom容量可達20k字節(jié)。at89c51 是一種帶 4k 字節(jié) flash 存儲器(fperomflash programmable and erasable read only memory)的低電壓、高性能cmos

10、8位微處理器,俗稱單片機。at89c2051是一 種帶2k字節(jié)閃存口j編程口j擦除只讀存儲器的單片機。單片機的口j擦除只讀存儲器口j以反復(fù) 擦除1000次。該器件采用atmel高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的mcs-51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位cpu和閃爍存儲器組合在e個芯片中，atmel 的at89c51是一種高效微控制器，at89c2051是它的一種糟簡版本。at89c單片機為很多嵌 入式控制系統(tǒng)提供了-種靈活性高11價廉的方案。外形及引腳排列如圖：at89s51三種單片機的夕卜形圖at89c52at89c51vccpo. o/ (ado> po. 1/

11、 (adi > !>o 2 / (ad2) po 3/ (ad5> f0 4 / (ad4> po. 5/ (ad5> po b/po 7/ (ad7> ea/vpp ale/fruc psenp2 7/ (al s> p2 6/ (al 4> p2. s/ cai 3> p2. 4 (a12) p2. 3/<al 1 > f>2 2/ <a1 o) p2. 1/<a9) p2.pl. oupi. i czpl. 2 lx pl. 3ffpi.pi. srrp.6qz pirg"rsth (rxd)

12、p3. ofts (txd> p3. i ftt (into) p3. 2ffj (l nf i) f>3 3童 <to) p3. 4ftj <t1) p3. 5ftt <ct)p3. 6rrtj nrn> p3. 7t7xtal2rt xtallg5dr7t51圖1單片機芯片主要特性：(1)與mcs-51兼容；(2) 4k字節(jié)可編程flasii存儲器；(3)壽命:1000 寫/擦循環(huán)；(4)數(shù)據(jù)保留時間：10年；(4)全靜態(tài)工作：0hz-24mhz； (5)三級程序 存儲器鎖定；(6) 128x8位內(nèi)部ram； (7) 32可編程1/0線；(8)兩個16位

13、定時器/ 計數(shù)器；(9)5個中斷源；(10)可編程串行通道；(11)低功耗的閑置和掉電模式；(12) 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。特性描述：at89c51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k字節(jié)flash閃速存儲器，128字節(jié)內(nèi)部ram, 32個1/0 口線，兩個16位定時/計數(shù)器，一個5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通 信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時，at89c51可降至0血的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種 軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止cpu的工作，但允許ram,定時/計數(shù)器，審行通 信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存ram中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所 有部件工作直到卜'一個硬件復(fù)位。

14、管腳說明：vcc：供電電壓。gnd：接地。pod： p0 口為一個8位漏級開路雙向i/o 口，每腳可吸收8ttl門電流。當(dāng)p0 口的 管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。p0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義 為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在fmsh編程吋，p0 口作為原碼輸入口，當(dāng)ftash進行校驗吋， p0輸出原碼，此時p0外部必須接上拉電阻。p1 口：p1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向i/o 口，p1 口緩沖器能接收輸出4ttl 門電流。p1 口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，p1 口被外部下拉為低電平 時，將輸出屯流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在flash編程和校驗時，p1

15、 口作為低八位地 址接收。p2 口： p2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o 口，p2 口緩沖器可接收，輸出4個 ttl門電流，當(dāng)p2 口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作 為輸入時，p2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是曲于內(nèi)部上拉的緣故。p2 口當(dāng)用 于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，p2 i輸出地址的高八位。在 給出地址“1”吋，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，p2 i i輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。p2丨i在flash編程和校驗時接收高八位地址信號和控制 信號。p3 口： p3 口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的

16、雙向i/o i，可接收輸出4個ttl門電流。 當(dāng)p3 口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，出于外部下拉 為低電平，p3 口將輸出電流（ill）這是由于上拉的緣故。p3 口也可作為at89c51的一些特殊功能口，如下所示：管腳備選功能：p3.0 rxd （串行輸入口）p3. 1 txd （串行輸出口）p3. 2 /into （外部中斷0）p3. 3 /int1 （外部中斷1）p3.4 t0 （記時器0外部輸入）p3.5 t1 （記時器1外部輸入）p3.6 /wr (外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)p3.7 /rd (外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通)p3 i丨同時為閃爍編程和編程校驗接收一些

17、控制信號。rst：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持rst腳兩個機器周期的高電平時間。ale/prog：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 在flash編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ale端以不變的頻率周期輸出正 脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。 然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ale脈沖。如想禁止ale的輸 出可在sfr8ei1地址上置0。此時，ale只有在執(zhí)行movx, m0vc指令是ale才起作用。另 外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ale禁止，置位無效。p

18、sen：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩 次/psen有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/psen信號將不岀現(xiàn)。ea/vpp：當(dāng)/ea保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器(000011-ffffii),不管 是否冇內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/ea將內(nèi)部鎖定為reset；當(dāng)/ea端保持高電 平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在flash編程期間,此引腳也用于施加12v編程電源(vpp) oxtal1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部吋鐘工作電路的輸入。xtal2：來口反向振蕩器的輸出。振蕩器特性：xtal1和xtal2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向

19、放大器可以配置為 片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，xtal2應(yīng)不接。 冇余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要 求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。芯片擦除：整個per0m陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ale 管腳處于低電平10ms來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲 字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，at89c51設(shè)冇穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零 頻率的條件卜靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式卜：cpu停止工作。 但ram,定時器，計數(shù)器，串口和中斷

20、系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存ram的內(nèi)容并 且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到卜一個硬件復(fù)位為止。22、步進電機的介紹o減速步進電機28byj-48的原理如下圖:中間部分是轉(zhuǎn)了，由一個永磁體組成，邊上的是定了繞組。當(dāng)定了的一個繞組通電時，將 產(chǎn)生一個方向的電磁場，如果這個磁場的方向和轉(zhuǎn)了磁場方向不在同一條直線上，那么定 子和轉(zhuǎn)子的磁場將產(chǎn)生一個扭力將定子扭轉(zhuǎn)。依次改變繞組的磁場，就可以使步進電機正 轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)（比如通電次序為a->b->c->d止轉(zhuǎn)，反z則反轉(zhuǎn)）。而改變磁場切換的時間間隔, 就可以控制步進電機的速度了，這就是步進電機的驅(qū)動原理。由于步進電機的驅(qū)動電流較

21、大，單片機不能直接張動，一般都是使用uln2003達林頓陣列 驅(qū)動，當(dāng)然，使用下拉電阻或三極管也是可以驅(qū)動的，只不過效果不是那么好，產(chǎn)生的扭 力比較小。木設(shè)計使用步進電機兩相五線電機，電壓為dc5v,木次設(shè)計屮步進電機工作 在二相勵磁方式。當(dāng)對步進電機施加一系列連續(xù)不斷的控制脈沖時，它可以連續(xù)不斷地轉(zhuǎn) 動。每一個脈沖信號對應(yīng)步進電機的某一和或兩和繞組的通電狀態(tài)改變一次，也就對應(yīng)轉(zhuǎn) 子轉(zhuǎn)過一定的角度（一個步距角）。當(dāng)通電狀態(tài)的改變完成一個循環(huán)時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個齒 距。四相步進電機可以在不同的通電方式下運行，常見的通電方式有單四拍（單相繞組通 電a-b-c-d-a）,雙四拍（雙和繞組通電ab-bc-

22、cd-da-ab）,八扌白（a-ab-b-bc-c-cd-d-da-a）,電機如圖：:zzzzzzzzzzz:2.3、驅(qū)動電路的選擇使用達林頓驅(qū)動芯片uln2003, 2003為極電極開路驅(qū)動芯片，能驅(qū)動4相步進電機, 他的每一對達林頓都串聯(lián)一個2.7k的基極電阻，在5v的工作電壓下它能與ttl和cmos 電路直接相連，可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器。uln2003是高壓大電流達林頓晶 體管陣列系列產(chǎn)品，具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負(fù)載能力強等特點，適 應(yīng)于各類要求高速大功率驅(qū)動的系統(tǒng)。缺點是如果用于驅(qū)動直流電機的話只能按一個方向 轉(zhuǎn)動。換向要改變電機的接法。2.4、顯示電路

23、的選擇采用led數(shù)碼管顯示，數(shù)碼管顯示在硬件連接方面顯得較為復(fù)雜，在不同的應(yīng)用場合 下配合使用的芯片也不同，但是對于lcd液晶顯示來說，在成本方面占較大優(yōu)勢。曲于本次設(shè)計只是在數(shù)碼管上象征性地顯示轉(zhuǎn)速，對轉(zhuǎn)速變化冇一個感性的認(rèn)識，對 顯示器件要求不高，因此最終選擇led數(shù)碼管。3、設(shè)計或?qū)嶒炦^程論述3/1、硬件電路的設(shè)計3.1.k硬件設(shè)計的總體方案因為步進電機的控制是通過脈沖信號來控制的，將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移 的開壞控制元件。所以怎樣產(chǎn)生這個脈沖信號和產(chǎn)生怎樣的信號是電機控制的關(guān)鍵。用單片機來產(chǎn)生這個脈沖信號，通過單片機的pi 口輸出脈沖信號，因為所選電機是 兩相的，所以只需要p1

24、 口的低四位p1.0p1.3分別接到電機的四根電線上。定時器定時來 調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速，通過鍵盤的按鈕，就可以改變定時初值從而改變了電機的轉(zhuǎn)速，p0 口接 led數(shù)碼管，可以顯示當(dāng)前的電機轉(zhuǎn)速和按鈕狀態(tài)，具體結(jié)構(gòu)見圖：步進電機po.op0.7at89c51 單片機 p2.0p2.3pl .0pl.3p3.0p3.4匹位數(shù)碼顯:管復(fù)位、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn) 加速、減速按鈕系統(tǒng)具體結(jié)構(gòu)圖3.1.2、單片機最小系統(tǒng)單片機最小系統(tǒng)包括始終振蕩電路和復(fù)位電路，其電路圖如圖:單片機最小系統(tǒng)圖co12345 6_7p c6666oooof vpppppppvv230132o765n32一76543210dnnn2222.

25、2.說明：復(fù)位電路:由電容吊聯(lián)電阻構(gòu)成,由圖并結(jié)合”電容電壓不能突變”的性質(zhì)，可以知道, 當(dāng)系統(tǒng)一上屯,rst腳將會出現(xiàn)高電平，并且，這個高電平持續(xù)的時間出電路的rc值來決定. 典型的51單片機當(dāng)rst腳的高電平持續(xù)兩個機器周期以上就將復(fù)位，所以，適當(dāng)組合rc的 取值就可以保證可靠的復(fù)位-般教科書推薦c取10u,r取&2k.當(dāng)然也冇其他取法的，原則 就要讓rc組合可以在rst腳上產(chǎn)生不少于2個機周期的高電平； 復(fù)位輸入高屯平有效，當(dāng)振蕩器工作時，rst引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上的高電平, 使單片機復(fù)位。此電路除具有上電復(fù)位功能外，若要復(fù)位只需按“rst”鍵，此電源vcc 經(jīng)電阻分壓，在r

26、st端產(chǎn)生一個復(fù)位高電平； 晶振電路:典型的品振取11.0592mhz（因為可以準(zhǔn)確地得到9600波特率和19200波 特率，用于有串口通訊的場合）/12mhz（產(chǎn)生精確的方波便于12分頻，方便定時操作）； 單片機:一片at89s51/52或其他51系列兼容單片機；注意:對于31腳（ea/vpp）,當(dāng) 接高屯平時，單片機在復(fù)位后從內(nèi)部rom的0000h開始執(zhí)行；當(dāng)接低電平時，復(fù)位后直接 從外部rom的0000h開始執(zhí)行； 電源部分：接+5伏特的電壓。3.1.3.按鍵部分本次設(shè)計選用的是單片機的p3 i來控制信號的輸入，所以把按鍵開關(guān)和p3 i連接起來，另一端接地。當(dāng)按下其中一個開關(guān)時，p3.0

27、p3.4中的某一個i/o的電位被拉低，則單片機控制步進電機進行相應(yīng)的動作。接線如圖:按鍵部分仿真圖3.1.4、電機驅(qū)動芯片本設(shè)計使用的是生活中被廣泛使用的屯機驅(qū)動芯片uln2003an , uln2003是一個7路反向器電路，即當(dāng)輸入端為高電平時uln2003輸出端為低電平，當(dāng)輸入端為低電平時uln2003輸出端為高電平，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外形如圖：uln2003的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖ib2b3b4b5b6b7beuln2003是高耐壓、大電流達林頓陳列，由七個硅npn達林頓管組成。該電路的特點如下：©uln2003的每一對達林頓都串聯(lián)一個2.7k的基極電阻，在5v的工作電壓下它能 與ttl和cmo

28、s電路直接相連，可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器來處理的數(shù)據(jù)。uln2003工作電壓高，工作電流大，灌電流可達500ma,并且能夠在關(guān)態(tài)時承受 50v的電壓，輸出還可以在高負(fù)載電流并行運行。驅(qū)動電路如圖：rfli鬆曰曰曰曰曰曰曰圖電機驅(qū)動圖3.1.7、顯示部分?jǐn)?shù)碼管選用7段共陽4位led圖3.8 4位數(shù)碼管狀態(tài)，第一位顯示“”，第三、四位顯示電機的狀態(tài)，顯示如圖：q曰uoezhu-1 e 3-4-3丄8、硬件的焊接步進電機的四線接法p1.0a、p1.1bp12a'、p1.3b,整體的硬件仿真圖如圖:u1xtal1polacg pnxtaizpqaca paaca pnwaxpnrst

29、pn ?/a0?p7 tva5?p2.1/as 7 ka <1ali 0pzzyaiif2.acva cp2j&ahpz.7/a«ptnp1 1p 17p32/iu iup 121p3tbttp i <pi </topisp1j6p1.7r3smp3jgcwp3.7/htf32217abcdezfg df1234-rn1.j rxb <tgx7>減邃-o o系統(tǒng)整體仿真圖32、軟件部分321、主程序進入主程序顯示初始化狀態(tài)，主程序由鍵盤程序、顯示程序、步進電機驅(qū)動程序三部分組成，主程序首先初始化各變量，步進電機驅(qū)動的各引腳均輸出高電平，然后調(diào)用鍵

30、盤程序，并作判斷，有鍵按下，則調(diào)用鍵盤程序，并顯示出狀態(tài)。其主程序框圖如圖：主程序框圖322、顯示子程序轉(zhuǎn)速的顯示是給用戶最直觀的概念，知道電機的轉(zhuǎn)的快慢，知道電機當(dāng)詢的轉(zhuǎn)速，而需要怎樣的速度,而這個顯示是調(diào)用顯示子程序。具體流程圖如圖:再對它進行加減速。顯示了程序框圖323、鍵盤掃描子程序鍵盤是我們唯一和屯機溝通的橋梁，通過鍵盤的輸入從而改變電機的運行狀態(tài)，這里 所需要的鍵盤數(shù)量不多，可以根據(jù)學(xué)習(xí)板做成獨立式鍵盤，鍵盤的焊接是行線接單片機p3 口的p3.0p3.4,通過調(diào)用key掃描鍵盤，調(diào)用延時程序，再判斷是否冇鍵按下，如果無鍵 按下就返冋繼續(xù)掃描，如果有鍵按下，則調(diào)用delay延時去抖動

31、，再讀鍵值，等待鍵釋放, 具體流程如圖：鍵盤掃描子程序框圖4 源程序#includc <rcg51 .h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit key1 = p3a2;sbit key2 = p3a3;sbit key3 = p3a4;uchar step = 1;bit fbjlag = 0;unsigned char code f_rotation8=0x40,0x60,0x20,0x30,ox 10,0x 18,0x0&0x48;unsigned char code b_rotation8=0

32、x4&0x08,0xl &0x 10,0x30,0x20,0x60,0x40;code unsigned char seg7code10= 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;void delay(uint i)uchar x,j;for(j=0;j<i;j+)for(x=0;x<= 148;x+);void key(void)if(keyl = 0)delay(15);if(keyl = 0)fb_hag = 0;delay (200);if(key2 = 0)delay(15);if(key2 =

33、0)fbjlag = 1;delay (200);if(key3 = 0)dclay(15); if(key3 = 0) stcp+;if(stcp = 4)step = 1;delay (200);void display()if (step = 1)p0=0xif (step = 2)if (step = 3)main()uchar i;/uint k = 0;while(l)keyo;for(i=0;i<8;i+)/k+;/if(k = 4096) while(l);if(fb_flag = 0)pl = f_rotationi;elsedelay(l+step);5總結(jié)劉中洋：現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，電機調(diào)速是十分基礎(chǔ)且重要的課題；工業(yè)動力之源一一電機已 彰顯其中的關(guān)鍵作用。因此此次課題設(shè)計“單片機控制步進電機運轉(zhuǎn)”對于我們學(xué)習(xí) 來說扮演更突11!角色！此次課程設(shè)計，讓我們對電機調(diào)速有了更進一層的認(rèn)