串行顯示的步進(jìn)電機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)

串行顯示的步進(jìn)電機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)是一種不斷閃轉(zhuǎn)的電動機(jī)，每一次的轉(zhuǎn)動被稱為一步。它的特點(diǎn)是精度高、穩(wěn)定性好、可控性強(qiáng)。因此廣泛應(yīng)用于精密機(jī)器、打印機(jī)、機(jī)器人、數(shù)碼相機(jī)等設(shè)備中。單片機(jī)是智能系統(tǒng)的核心，可以根據(jù)預(yù)設(shè)的程序控制外設(shè)的工作。把單片機(jī)和步進(jìn)電機(jī)結(jié)合起來，就形成了一種可靠的控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)多種圖形、圖案、字母的顯示。下面介紹一下串行顯示的步進(jìn)電機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)。1.硬件設(shè)計(jì)該控制系統(tǒng)的硬件包括單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、電源、顯示器和鍵盤。1.1單片機(jī)本系統(tǒng)采用AT89C52型單片機(jī)，它有8位數(shù)據(jù)總線和16位地址總線，內(nèi)嵌8K字節(jié)程序存儲器和256字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器。這款單片機(jī)芯片的速度快，兼容性好，控制能力強(qiáng)。1.2步進(jìn)電機(jī)本系統(tǒng)所采用的步進(jìn)電機(jī)是24BYJ48型，它有12個(gè)極對、48個(gè)步數(shù)，角度分辨率為7.5度。因?yàn)樗恍枰?線控制，所以接線簡單，控制方便。1.3電源本系統(tǒng)需要12伏直流電源，一般使用適配器或者直流電池供電。1.4顯示器系統(tǒng)采用LED數(shù)碼管的7段式數(shù)字顯示器，可以顯示0~9的數(shù)字、小數(shù)點(diǎn)和空白。1.5鍵盤因?yàn)楸鞠到y(tǒng)只需要簡單的數(shù)字輸入，所以采用4x4矩陣鍵盤，可以實(shí)現(xiàn)1~9數(shù)字、0、清除和確認(rèn)等功能。2.軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要包括輸入、控制和輸出三個(gè)部分。2.1輸入部分通過鍵盤輸入數(shù)字，單片機(jī)可以讀取到輸入的碼值，并將其數(shù)字化準(zhǔn)備進(jìn)行控制。2.2控制部分本系統(tǒng)采用控制臺的主從命令方式，輸入命令后由主機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，次數(shù)根據(jù)主機(jī)下的命令確定。具體實(shí)現(xiàn)方式為：-系統(tǒng)啟動時(shí)，按下確認(rèn)鍵進(jìn)入主從命令輸入狀態(tài)。-在主機(jī)下達(dá)指令時(shí)（例如要求顯示1），主機(jī)將子命令（例如向左或向右旋轉(zhuǎn)一步）通過串口發(fā)送給從機(jī)。-從機(jī)接收到主機(jī)下發(fā)的指令后，根據(jù)指令控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。2.3輸出部分本系統(tǒng)在顯示器上以數(shù)字及不同階段的顯示方式顯示輸入數(shù)字。比如數(shù)字閃爍在顯示器上代表處理中，數(shù)字不再變化且顯示器上的小數(shù)點(diǎn)亮起表示處理完成。3.實(shí)現(xiàn)方法3.1電機(jī)轉(zhuǎn)動控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動方式有兩種，分別是單相和雙相的控制方式。選用哪種方式，根據(jù)控制電路來確定。本系統(tǒng)選用的是雙相控制方式。步進(jìn)電機(jī)有4個(gè)線圈，通電方式各不相同，通過4個(gè)I/O口控制它的旋轉(zhuǎn)。具體實(shí)現(xiàn)方法是每次給電機(jī)發(fā)送一個(gè)脈沖，脈沖寬度為1毫秒，然后控制脈沖的頻率和方向可以旋轉(zhuǎn)電機(jī)。3.2主從命令下面是主從命令的一些細(xì)節(jié)實(shí)現(xiàn)方法。-要有明確的開始和結(jié)束，以便區(qū)分指令的具體內(nèi)容。-主機(jī)和從機(jī)通信時(shí)需要有正確的通信協(xié)議，包括發(fā)送和接收的標(biāo)志、長度、檢驗(yàn)和等等。-主從命令的格式需要在程序中進(jìn)行雙重檢查，以確保輸入正確。-從機(jī)接受到指令后需要進(jìn)行校驗(yàn)，確保指令的正確性，避免錯(cuò)誤的嘗試（例如輸入不合法的字符）。4.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)效果本系統(tǒng)的硬件及程序設(shè)計(jì)成功，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字閃爍、數(shù)碼管顯示、LED指示燈提示等一系列功能。在控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)過程中精度高，操作方便。5.總結(jié)與展望本文介紹了一種串行顯示的步進(jìn)電機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)輸入指令后電機(jī)的旋轉(zhuǎn)控制、各種不同的顯示方式和鍵盤輸