片機(jī)課程設(shè)計(jì)——基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制器設(shè)計(jì)(已修改)
2025-06-22 22:51 本頁(yè)面
【正文】 一、 設(shè)計(jì)目的 通過具體小型測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)踐單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及調(diào)試的全過程，以加深對(duì)單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、功能和指令系統(tǒng)的理解，并進(jìn)一步學(xué)習(xí)單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)的應(yīng)用及一些外圍芯片的接口和編程方法，初步掌握單片機(jī)系統(tǒng)的硬、軟件設(shè)計(jì)技術(shù)及調(diào)試技巧。 二、 設(shè)計(jì)要求 1） 電機(jī)轉(zhuǎn)速可以平穩(wěn)控制 2）通過鍵盤和顯示器可以設(shè)置電機(jī)的轉(zhuǎn)速 3）顯示電機(jī)的速度趨勢(shì) 三、儀器設(shè)備 名稱 型號(hào) 數(shù)量 單片機(jī) STC89C52 1 步進(jìn)電機(jī) 28BYJ48 1 液晶 LCD12864 1 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng) ULN2021A 1 晶振 1 電容、電阻、微動(dòng)開關(guān) 若干 四、硬件線路圖 （ 1）單片機(jī)最小系統(tǒng) 上圖所示為單片機(jī)最小系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過 5V 直流電源供電，可上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位。通過串口將程序燒寫到單片機(jī)。 （ 2）步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 由于步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需電流較大，而單片機(jī)引腳提供的電流較小，所以單片機(jī)與步進(jìn)電機(jī)間需要加上驅(qū)動(dòng)芯片 ULN2021A，如上圖所示，通過單片機(jī)的 P1 口控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。 （ 3）顯示電路 該系統(tǒng)用 LCD12864 作為顯示器， 12864 內(nèi)置字庫(kù)，每屏可顯示 32 個(gè)漢字，且編程容易，該系統(tǒng)中可用于顯示開 機(jī)界面，電機(jī)轉(zhuǎn)速，速度變化趨勢(shì)等。 其接口如圖所示。 （ 4）按鍵電路 由于系統(tǒng)所用按鍵較少，所以鍵盤采用獨(dú)立按鍵形式，每個(gè)按鍵都有上拉電阻，提高了按鍵的穩(wěn)定性。 五、主要芯片說明 （ 1） STC89C52 STC89C52 是 STC 公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。 STC89C52 使用經(jīng)典的 MCS51 內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng) 51 單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52 為眾多嵌 入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 512 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置 4KB EEPROM，MAX810 復(fù)位電路， 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器， 4 個(gè)外部中斷，一個(gè) 7 向量 4 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng) 51 的 5 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外 STC89C52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié) ，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率 35MHz， 6T/12T 可選。 （ 2） ULN2021 ULN2021 是 高耐壓、大電流復(fù)合晶體管 ， 由七個(gè)硅 NPN 復(fù)合晶體管組成。 ULN2021 的每一對(duì)達(dá)林頓都串聯(lián)一個(gè) 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)邏輯緩沖器來(lái)處理的數(shù)據(jù)。 ULN2021 工作電壓高，工作電流大，灌電流可達(dá) 500mA，并且能夠在關(guān)態(tài)時(shí)承受 50V 的電壓，輸出 還可以在高負(fù)載電流并行運(yùn)行。 ULN2021 是一個(gè)非門電路，包含 7 個(gè)單元，
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