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基于單片機的步進電機開環(huán)控制(存儲版)

2025-02-15 14:11上一頁面

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【正文】 p microputer)是把微型計算機主要部分都集成在一塊芯片上的單芯片微型計算機。本設(shè)計是設(shè)計一款最小應(yīng)用系統(tǒng),最小應(yīng)用系統(tǒng)是指能維持單片機運行的最簡單配置的系統(tǒng)。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MCS51指令集和輸出管腳相兼容。 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。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。在FLASH編程期間,此引腳用于輸入編程脈沖。 /PSEN:外部程序存儲器的選通信號。 (3)I/O口引腳: a:P0口,雙向8位三態(tài)I/O口,此口為地址總線(低8位)及數(shù)據(jù)總線分時復(fù)用; b:P1口,8位準(zhǔn)雙向I/O口; c:P2口,8位準(zhǔn)雙向I/O口,與地址總線(高8位)復(fù)用; d:P3口,8位準(zhǔn)雙向I/O口,雙功能復(fù)用口。 此外,AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯,可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯,支持兩種軟件可選的掉電模式。分別如圖圖10所示。 圖11振蕩電路 LCD液晶顯示 本文采用12864液晶顯示,其與單片機P0口相接,用于顯示控制界面信息。 圖13按鍵電路 步進電機不能直接接到交直流電源上工作,而必須接入驅(qū)動電路才能正常工作。 圖16查鍵部分流程圖 3.3前進部分 系統(tǒng)初始化之后,前進子程序R0用于給P2口送不同的值,根據(jù)電機轉(zhuǎn)動的相序,使電機正向轉(zhuǎn)動,P2口的值分別為01H,03H,02H,06H,04H,0CH,08H,09H。圖20減速部分流程圖四、項目設(shè)計結(jié)果分析(分析試驗過程中獲得的數(shù)據(jù)、波形、現(xiàn)象或問題的正確性和必然性,分析產(chǎn)生不正確結(jié)果的原因和處理方法)步進電機開環(huán)控制系統(tǒng)具有成本低、簡單、控制方便等優(yōu)點。五、參考文摘(相關(guān)文摘不少于5篇,:文獻出版社,出版年;文獻內(nèi)容摘要, 每篇不少于100字),邱宗明 計算機測控技術(shù) 西安:西安電子工業(yè)大學(xué)出版社2009 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中, 對于每一個工業(yè)過程, 人們都需要通過各種方法獲取能反映事物客觀變化或?qū)ο筮\動屬性的各種數(shù)據(jù), 記錄下來進行分析處理, 并根據(jù)所獲得的信息采取措施, 支配客觀事物或?qū)ο蟮倪\動過程, 以保證生產(chǎn)過程按人們的愿望進行。,系統(tǒng)性能優(yōu)于傳統(tǒng)的步進電機控制.
方愛平 基于單片機的步進電機控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 2008 步進電機是一種通過電脈沖信號控制相繞組電流實現(xiàn)定角轉(zhuǎn)動的機電元件,與其他類型電機相比具有易于開環(huán)精確控制、無積累誤差等優(yōu)點,在眾多領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用。并且可根據(jù)需要,實時對步進電機工作方式進行設(shè)置,具有實時性和交互性的特點3.期刊論文 基于AT89C52單片機的步進電機控制系統(tǒng)設(shè)計 測控技術(shù),2007提出了一個由AT89C52單片機控制步進電機的系統(tǒng)實例,可以通過鍵盤輸入步進電機相關(guān)數(shù)據(jù),步進電機根據(jù)這些數(shù)據(jù)來進行工作??梢钥隙?,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,步進電機的控制應(yīng)用前景將越來越寬闊,而其控制系統(tǒng)也將向著智能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。圖19加速部分流程圖 電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的時候,按下減速鍵,通過改變電機每轉(zhuǎn)動一步的延時時間,使時間變長,從而實現(xiàn)電機減速。本次畢課程設(shè)計選用的單片機是AT89C51。圖12復(fù)位電路 本次設(shè)計是通過單片機的P0口來控制信號的輸入,因此把按鍵開關(guān)和P0口連接起來,當(dāng)按下開關(guān)S1時,;當(dāng)按下開關(guān)S2時,;當(dāng)按下開關(guān)S3時,;當(dāng)按下開關(guān)S4時,;當(dāng)按下開關(guān)S5時。本次設(shè)計所用采用的是外部時鐘源驅(qū)動器件,所以通過在芯片外并接石英晶體振蕩器和兩只電容器構(gòu)成振蕩回路,為片內(nèi)放大器提供正反饋和振蕩所需的相移條件,從而構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。大電流的輸出,散熱片的尺寸要足夠大,否則會導(dǎo)致高溫保護或熱擊穿;(3)輸入輸出壓差也不能太小,大小效率很差。 (5)芯片擦除: 整個EPROM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。 XTAL1:反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。另外,該引腳被略微拉高。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。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口輸出地址的高八位。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)/地址的第八位。程序存儲器E2PROM容量可達20K字節(jié)。單片機應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)成基本上如圖6所示??梢酝ㄟ^加大繞組的電壓從而增加電流上升的速率得時間常數(shù)。繞組線圈的電阻是電機溫升和電能損耗的主要因素。控制器的方向信號決定步進電機的順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)。 3)電流的選擇 靜力矩一樣的電機,由于電流參數(shù)不同,其運行特性差別很大,可依據(jù)矩頻特性曲線圖,判斷電機的電流(參考驅(qū)動電源、及驅(qū)動電壓)。 1)步距角的選擇 電機的步距角取決于負載精度的要求,將負載的最小分辨率(當(dāng)量)換算到電機軸上,每個當(dāng)量電機應(yīng)走多少角度(包括減速)。用轉(zhuǎn)子和定子之間的吸引和排斥力產(chǎn)生轉(zhuǎn)動,它的出力大,動態(tài)性能好,但步距角一般比較大。圖4步進電機工作原理圖開始時,開關(guān)SB接通電源,SA、SC、SD斷開,B相磁極和轉(zhuǎn)子0、3號齒對齊,同時,轉(zhuǎn)子的4號齒就和C、D相繞組磁極產(chǎn)生錯齒,5號齒就和D、A相繞組磁極產(chǎn)生錯齒。 4)步進電機低速時可以正常轉(zhuǎn)動,但若高于一定速度就無法啟動,并伴有嘯叫聲。 (3)步進電機的特征如下: 1)一般步進電機的精度為步進角的3%5%,且不積累。稱之為失步 3)失調(diào)角:轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度,電機運轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角,由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差,采用細分驅(qū)動是不能解決的。四拍運行時步距角為θ=360度/(50*4)=(俗稱整步),八拍運行時步距角為θ=360度/(50*8)=(俗稱半步)。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進電機來控制變得非常的簡單。當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號,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(稱為“步距角”),它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的。方案二:通過改變輸入脈沖信號和開關(guān)量來實現(xiàn)步進電機的啟停,正反轉(zhuǎn),加減速控制。要求完成的主要任務(wù): (包括課程設(shè)計工作量及其技術(shù)要求,以及說明書撰寫等具體要求)使用匯編語言或C語言外加K0K7等一系列的開關(guān)實現(xiàn)對步行電機轉(zhuǎn)速與方向的控制(實現(xiàn)兩個以上功能):1. 了解單片機的基本原理,學(xué)會使用單片機實現(xiàn)基本應(yīng)用;2. 熟悉C語言和匯編語言,實現(xiàn)在單片機上編程;3. 掌握步進電機的工作原理及程序?qū)崿F(xiàn)方案;4. 程序?qū)崿F(xiàn)步進電機啟動與停止控制,方向的控制,速度控制與顯示;。5. 學(xué)生在課程設(shè)計過程中應(yīng)認真閱讀與本課程設(shè)計項目相關(guān)的文獻,培養(yǎng)自己的閱讀興趣和習(xí)慣,借以啟發(fā)自己的思維,提高綜合分和理解能力。為了加強課程設(shè)計教學(xué)管理,提高課程設(shè)計教學(xué)質(zhì)量,特擬定如下基本要求。課程設(shè)計項目名稱、目的及技術(shù)要求記錄于課程設(shè)計報告書一、二項中,課程設(shè)計項目的選題考核成績占10%左右。答辯考核成績占25%左
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