基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計(參考版)
2025-06-25 16:11本頁面
【正文】 它可以把脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移，并且可用作電磁制動輪、電磁差分器、或角位移發(fā)生器等，所以說步進(jìn)電機(jī)有著廣闊的市場和遠(yuǎn)大的發(fā)展前景。 結(jié)論與展望本次畢業(yè)設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的啟停、正反轉(zhuǎn)以及速度的調(diào)節(jié)，通過本次畢業(yè)設(shè)計加強(qiáng)了我對軟件編程和硬件設(shè)計的掌握，并且熟悉了ULN20074ls11等芯片。把電機(jī)接上電源，用高電平分別接觸電機(jī)的引線，每接觸一下電機(jī)就會向前或向后轉(zhuǎn)動一下，經(jīng)過幾次試驗，終于搞清了電機(jī)的四個相序，排列順序分別是1—A，2—C，3—B，4—D。程序也是正確的。再次將電路板焊好，檢查好以后，用萬用表檢測兩端輸出電壓，結(jié)果正確，電源準(zhǔn)備工作完畢。用萬用表分別檢測從7812和7805第三個端口出來的是否是12V和5V，結(jié)果發(fā)現(xiàn)7805兩端電壓正常，7812兩端電壓非常不穩(wěn)定。電源采用的是利用變壓器將220V的電壓轉(zhuǎn)換為12V的電壓，再利用橋堆整流使交流電變成直流電，最后分別利用LM7812和LM7805芯片得到12V和5V的電壓。程序修改好以后，當(dāng)顯示編譯0錯誤，0警告的時候，這說明已經(jīng)沒有語法錯誤了，是否有邏輯錯誤還要看接上電路板通過仿真以后，步進(jìn)電機(jī)能否正常轉(zhuǎn)動，顯示是否正常。YN開始（R1）是否為20H（（R1）—1）→R1正反轉(zhuǎn)子程序圖46 減速部分流程圖第 五 章 系統(tǒng)的調(diào)試與檢測把編好的程序（包括正反轉(zhuǎn)程序、停止程序、顯示程序等）合理安排好結(jié)合到一起進(jìn)行編譯。YN開始（R1）是否為25H（（R1）+1）→R1正反轉(zhuǎn)子程序圖45 加速部分流程圖 減速部分電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的時候，按下減速鍵，通過改變電機(jī)每轉(zhuǎn)動一步的延時時間，使時間變長，從而實現(xiàn)電機(jī)減速。開始（R0）—1→R0延時子程序（R0）是否等于10H17H→（R0）NY圖44 后退部分流程圖 加速部分當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的時候，按下加速鍵，調(diào)用加速子程序，使電機(jī)每轉(zhuǎn)動一步的延時時間變短，從而實現(xiàn)電機(jī)的加速。開始（R0）+1→R0延時子程序（R0）是否等于17H10H→（R0）NY圖43 前進(jìn)部分流程圖 后退部分電機(jī)反轉(zhuǎn)原理與正轉(zhuǎn)相似，此時P2口的值分別為09H，08H，0CH，04H，06H，02H，03H，01H。NNYY調(diào)按鍵子程序前進(jìn)后退圖42 查鍵部分流程圖 前進(jìn)部分系統(tǒng)初始化之后，前進(jìn)子程序R0用于給P2口送不同的值，根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)動的相序，使電機(jī)正向轉(zhuǎn)動，P2口的值分別為01H，03H，02H，06H，04H，0CH，08H，09H。開始初始化調(diào)按鍵子程序調(diào)按鍵子程序調(diào)用正反轉(zhuǎn)子程序調(diào)用加減速子程序停止圖41 主程序框圖 查鍵部分，電機(jī)正轉(zhuǎn)，電機(jī)反轉(zhuǎn)。本次畢業(yè)設(shè)計選用的單片機(jī)是AT89C51。圖37 時鐘部分電路第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 系統(tǒng)開發(fā)軟硬件環(huán)境與其它的微處理器一樣，開發(fā)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)控制程序也需要一套完整的軟件和硬件開發(fā)工具。 圖36 狀態(tài)指示部分電路 時鐘部分時鐘電路是計算機(jī)的心臟，它控制著計算機(jī)的工作節(jié)奏，可以通過提高時鐘頻率來提高CPU的速度，本次設(shè)計采用的晶振為12MHz。圖35 驅(qū)動部分電路 狀態(tài)指示部分狀態(tài)指示用P1口控制發(fā)光二極管的顯示，如果相應(yīng)端口是低電平，相應(yīng)的發(fā)光二極管就會亮，用它來表示步進(jìn)電機(jī)所處的狀態(tài)。圖34 按鍵部分電路 驅(qū)動部分此電路是步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動部分，我選用的是ULN2004芯片來驅(qū)動的，ULN2004系列是一款高耐壓，大電流達(dá)林頓管驅(qū)動器，包含7個NPN達(dá)林頓管。然后通過單片機(jī)實行相應(yīng)的操作。分別如圖3圖33所示。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(hù)或熱擊穿；（3）輸入輸出壓差也不能太小,大小效率很差。第 三 章 系統(tǒng)整體硬件結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)整圖系統(tǒng)整圖如圖31所示，本系統(tǒng)采用外部中斷方式，p0口作為信號的輸入部分，p1口為發(fā)光二極管顯示部分，p2口作為電機(jī)的驅(qū)動部分。但RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 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。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。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。振蕩器特性：XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次/PSEN有效。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。 P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下所示： P3口管腳備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷0） /INT1（外部中斷1） T0（記時器0外部輸入） T1（記時器1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。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。在給出地址“1”時，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(jìn)行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。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。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，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。 GND：接地。 VCC：供電電壓。低功耗的閑置和掉電模式5個中斷源32可編程I/O線三級程序存儲器鎖定4K字節(jié)可編程閃爍存儲器壽命：1000寫/擦循環(huán) 圖27 單片機(jī)的引腳排列主要特性：由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。程序存儲器E178。PROM中的程序被非法復(fù)制。PROM電可編閃速存儲器。 AT89C51簡介AT89C51的主要參數(shù)如表21所示：表21 AT89C51的主要參數(shù)型號存儲器定時器I/0串行口中斷速度（MH）其它特點E178。這種系統(tǒng)成本低廉、結(jié)構(gòu)簡單，常用來構(gòu)成簡單的控制系統(tǒng)，如開關(guān)量的輸入/輸出控制、時序控制等。圖26 單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)擴(kuò)展和系統(tǒng)配置的狀況，可以分為最小應(yīng)用系統(tǒng)、最小
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