【正文】 0Hz) ：大約 40g ： GB1804m ： CCW2 .2 步進電機驅(qū)動部分 ULN2020A 芯片驅(qū)動 ULN2020 的每一對達林頓都串聯(lián)一個 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準邏輯緩沖器來處理的數(shù)據(jù)。 ULN2020 采用DIP— 16 或 SOP— 16 塑料封裝 。它是雙列 16 腳封裝 ,NPN 晶體管矩陣 ,最大驅(qū)動電壓 =50V,電流 =500mA,輸入電壓 =5V,適用于TTL COMS,由達林頓管組成驅(qū)動電路。用戶輸出口的外接負載可根據(jù)以上參數(shù)估算。通常單片機驅(qū)動 ULN2020 時，上拉 2K 的電阻較為合適，同時， COM 引腳應(yīng)該懸空或接電源。 比如 1腳輸入， 16 腳輸出，你的負載接在 VCC 與 16腳之間，不用 9 腳?？芍苯域?qū)動繼電器等負載。 ULN2020 是高耐壓、大電流達林頓陳列 ,由七個硅NPN 達林頓管組成。 ULN2020芯片引腳圖 ULN2020 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)。 作為混合式步進電機的驅(qū)動器，基于 L297/298 驅(qū)動芯片的組合是較為常見的一種。步進電機工作于半步模式時，其內(nèi)部定子繞組的勵磁是一相與兩相相間的，此時步進電機每接受一個脈沖，只轉(zhuǎn)過半個步距角。步進電機工作于整步一相勵磁模式時，其內(nèi)部定子繞組的勵磁在任何一個時刻都是一相的，此時步進電機每接受一個脈沖，轉(zhuǎn)過一個步距角。步進電機工作于整步兩相勵磁模式時，其內(nèi)部定子繞組的勵磁在任何一個時刻都是兩相的，此時步進電機每接受一個脈沖，轉(zhuǎn)過一個步距角。 驅(qū)動芯片的選擇： ULN2020 選擇原因： L298 為 H橋驅(qū)動芯片。 L298 可以為負載提供雙向的電流。驅(qū)動電流為 2A。如果用于驅(qū)動直流電機的話只能按一個方向轉(zhuǎn)動。 本次課設(shè)為四相步進電機，可以選用 ULN2020. 2 .3 12864顯示部分 帶中文字庫的 128X64 是一種具有 4 位 /8 位并行、 2 線或 3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標一級、二級簡體 中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為 128179?？梢燥@示 8179。 16 點 陣的漢字 . 也可完成圖形顯示 .低電壓低功耗是其又一顯著特點。 1. 液晶顯示模塊是 128179。可與 CPU 直接接口，提供兩種界面來連接微處理機： 8位并行及串行兩種連接方式。 2. 外觀尺寸： 93179。 3. 視域尺寸： 73179。電機內(nèi)部磁場每旋轉(zhuǎn)一個圓周 , 步進電機前進一整個步距角。而按 A→ AB→ B→ BC→ C→ CD→ D→ DA→ A 的順序輪流通電 , 即半步工作 , 每次電流換向 , 步進電機將前進整步距角的 1/8。我們知道 , 電磁力的大小跟繞組通電電流的大小是相關(guān)的。也就是說 , 如果繞組電流的波形不再是一個近似方波 , 而是分成 N 個階梯的近似階梯波 , 則電流每升或者降一個階梯時 , 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一小步。這種將一個步距角分成若干小步的驅(qū)動方法 , 稱為細分驅(qū)動。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)，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉(zhuǎn)過一個步距角。 西安科技大學電控學院課程設(shè)計論文 第 8 頁 3 . 設(shè)計方案 1 和方案 2 方案一：采用 ARM7 的脈寬調(diào)制器 PWM 產(chǎn)生脈沖對步進電機進行控制。精確，簡單。 方案二：利用定時器定時中斷進行步進電機的控制。 LPC2131 具有 2個 32 位可編程定時 /器，均具有 4 路捕獲? 4 路比較匹配并輸出電路， 定時器對外 設(shè)時鐘 (PCLK)周期進行計數(shù)，根據(jù) 4個匹配寄存器的設(shè)定，可設(shè)置為匹配時產(chǎn)生中斷或執(zhí)行其他動作。 3 . 確定設(shè)計方案 方案選擇結(jié)果（第一種） 常用計算機數(shù)字處理技術(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換技術(shù)，對步進電動機各相繞組電流進行脈寬調(diào)制 (PWM)控制，獲得按一定規(guī)律改變其幅值和方向的繞組電流，可利用 ARM 的PwM 功能產(chǎn)生變占空比信號，實現(xiàn)步進電動機細分控制，這種辦法可以實現(xiàn)較準確的位置控制，省去了傳統(tǒng)細分電路中的數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊以及電流檢測 控制模塊 . 第 4 章 硬件電路設(shè)計 西安科技大學電控學院課程設(shè)計論文 第 9 頁 4 .1 ARM 最小系統(tǒng) 總電路圖 4 .2 電機及其驅(qū)動部分 西安科技大學電控學院課程設(shè)計論文 第 10 頁 4 .3 12864 顯示部分 4 .4 按鍵控制部分 西安科技大學電控學院課程設(shè)計論文 第 11 頁 第 5 章 軟件設(shè)計 系統(tǒng)軟件采用 C語言編程，程序詳情請參見附錄。 步進電機進入最近一次設(shè)定的模式（初始時為模式 0） 是否有按鍵按下 KEY1 按 下？ 進入模式 1： 顯示單四拍 ABCD 步距角 度 KEY2按 下？ 進入模式 2： 顯示雙四拍 ABBCCDDA 步距角 度 KEY3 按 下？ 進入模式 3： 顯示單雙八拍 AABBBCCCDDDA，步距角 度 KEY4 按 下？ 進入模式 4： 顯示單機反轉(zhuǎn)， KEY5 按 下？ 停止 西安科技大學電控學院課程設(shè)計論文 第 12 頁 第 6 章 總結(jié) 盧祖起的總結(jié)： 兩周的課程設(shè)計結(jié)束了，在這次的課程設(shè)計中不僅檢驗了我所學習的知識，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。學會了合作，學會了寬容，學會了理解，也學會了做人與處世 ,在設(shè)計的過程中培養(yǎng)出了我們的 團隊精神，同學們共同協(xié)作，解決了很多個人無法解決的題目；在今后的學習過程中我們會更加努力和團結(jié)。而我主要是負責硬件設(shè)備的設(shè)計和焊接。對于步進電機和液晶顯示屏的相關(guān)知識也比較欠缺。確定好電路圖后，我按照電路圖焊接了板子，并且由同組隊員設(shè)計了基本的對電機進 行正反轉(zhuǎn)控制的程序。最后，我們查閱了大量有關(guān)液晶顯示屏的資料，通過幾天在實驗室的程序調(diào)試，終于完成了在液晶顯示屏上顯示電機控制時的相關(guān)信息。并且使我們對 ARM 的知識得到了進一步的提高，同時也補充了我們對電機控制的相關(guān)知識。說實話，起初自己對于課題很是有把握，以至于 覺得很簡單。一件看起來很簡單的事情其實也足以磨煉一個人的心志。誰知越急躁就是越達不到想要的效果。盡管不是很完美，但是我卻覺得很滿意。 張凱龍的總結(jié) ： 本次的 ARM課程設(shè)計結(jié)束了，但是對于知識的學習也僅僅才是個開始，因為從這次的課設(shè)中也學到了很多的東西，不僅僅是干好一件事，更應(yīng)該是找到一種干好某事的方法。我的任務(wù)是資料的搜集。對于本次的課設(shè)要求，我們需要設(shè)置幾個功能鍵等，了解到相關(guān)的硬件需求后，對每一個硬件的功能及其相關(guān)的系數(shù)做一了解，比如這次我們的課設(shè)中使用的驅(qū)動芯片有 L298，ULN2020，可供選擇，這就要求我們知道每一個芯片的功能及其 優(yōu)缺點，再使用到課設(shè)中，對于顯示部分我們的選擇是 12864 顯示屏，這個在做顯示部分可以使用串行傳輸，也可以使用并口傳輸，怎樣簡單并能節(jié)約資源就是我們要學習并掌握的。并且要及時的總結(jié)經(jīng)驗教訓，這才是最為重要的。 結(jié)束之時也得感謝我們組其他成員，他們認真的風格是我工作、 學習中的榜樣；同學的幫助和他們不拘一格的思路給予我無盡的啟迪；這次課程設(shè)計的每個細節(jié)和每個步驟，都離不開團隊的力量。同時感謝對我們幫助的同學和老師，謝謝你們對我們的幫助和支持 。只要學習就會有更多的問題，有更多的難點，但也會有更多的收獲。同時， 將自己的的理論知識和實踐結(jié)合起來對 ARM 控制有了更深的理解，同時也成功完成了設(shè)計。分別負責硬件設(shè)計調(diào)試，軟件 程序設(shè)計調(diào)試，材料 西安科技大學電控學院課程設(shè)計論文 第 14 頁 搜集和整理，本次實習主要任務(wù) 是 過 ARM 控制驅(qū)動步進電機完成單四拍、雙四拍、八拍的轉(zhuǎn)動控制，同時還要實現(xiàn)轉(zhuǎn)速、角度、方向在 TH12864LCD 顯示屏上的顯示，對于 步進 電機的的驅(qū)動通過 ULN2020A 芯片驅(qū)動 。 從 討論不僅是一些思想 設(shè)計方 向 的問題， 如一些元器件的選擇，是選擇 ULN2020A 還是選擇L289 作為步進電機的驅(qū)動芯片，是選擇采用外部脈沖時序控制還是采用 ARM 自帶的定時器產(chǎn)生 PWM 調(diào)制波來驅(qū)動芯片等等，這些位的解決都為我們最后設(shè)計的成功不可缺少的組成部分，在設(shè)計的過程中 少走彎路 ，避免的了一些不必要的錯誤 。同時，使我認識到不同的學習方法和實踐的重要性。 第 7 章 調(diào)試及實物照片： 西安科技大學電控學院課程設(shè)計論文 第 15 頁 調(diào)試現(xiàn)場實物照片 參考文獻 ： 【 1】 周立功， ARM 嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程【 M】北京航空航天大學出版社， 【 2】 周明安，朱光忠，步進電機驅(qū)動技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀【 J】機電工程技術(shù)， 2020 【 3】 許大中、賀益康，電機控制【 M】杭州：浙江大學出版社 ， 2020 【 4】 周立功、陳明計、陳渝， ARM 嵌入式 Linux 系統(tǒng)構(gòu)建與驅(qū)動開 發(fā)范例【 M】： 北京航空航天大學出版社， 2020 西安科技大學電控學院課程設(shè)計論文 第 16 頁 致謝 值此論文完成之際，我要衷心的感謝給予我關(guān)心和幫助的所有師長，同學和朋友們。他淵博的學識和平易近人的風范、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和以身作則的高貴品質(zhì)，不斷激勵我們奮進，在這里我們小組全體學生在這表示誠摯的謝意！ 最后，感謝我的母校西安科技大學電氣與控制工程學院，希望她能越辦越強大，培養(yǎng)出更多的優(yōu) 秀人才。 * 通過 GPIO 控制步進電機 * 說 明：將跳線 JP14 和 JP19 全部短接。 unsigned char IC_DAT2[64]=電機運行方式組成 : ABBCCDDA 雙四拍 步距角 。 unsigned char IC_DAT4[64]= 電機 反 轉(zhuǎn) 。 unsigned char IC_DAT6[64]= 自動化 0901 班 張 凱龍 衡海龍步進電機細分控制盧祖起 郭亞楠 。 void TransferData(unsigned char data1)。 void delay_10ms(uint32 n)。 void DelayNS(uint32 dly)。 // ABCD void MOTO_Mode10(uint8 i)。 // ABBCCDDAAB void MOTO_Mode20(uint8 i)。 // AABBBCCCDDDAA void MOTO