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-第1章总体方案设计1.1步进电机简述步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。步进电机分三种:永磁式(PM),反应式(VR)和混合式(HB)永磁式步进一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为7.5度或15度。二相四拍步进电机模块有一个步进电机和外围驱动电路组成,模块的电源通过接口总线获得。步进电机是纯粹的数字控制电动机。它将电脉冲信号转变成角位移。有定子和转子两部分组成。定子上有两组相对的磁极,每对磁极缠有同一绕组,形成一项。当步进电机某一相通电形成磁场后,在电磁力的作用下,转子被强行推动到最大磁导率的位置。二相四拍步进电机共有50个齿,齿距角为7.2度,每转一个齿距角需走四步,因而步距叫为1.8度。另外必须按照一定的次序给每个相通电,才能正常完成四步一个齿距的动作。1.2系统总体设计的思路根据设计要求及单片机面版具体芯片安排情况,以下面思路做为整个系统设计指导。硬件电路有4个部分组成,其中包括:按键输入电路,振荡电路,驱动电路,LED指示电路。计时单元由单片机内部的定时/计时器T1来实现。电机转向.转速显示功能通过LED数码管动态扫描器实现,动态扫描的定时时间由单片机内部的定时/计时器T0。LED数码管的断码输入和位码输入,由P0口产生。电机转向.转向的调整有键盘电路实现,设置3个键,分别是每行的第一个键。去实现步进电机的正反转。1.3系统总体设计框图设计框图如下图1-1所示单片机时钟电路步进电机复位电路Led显示电路按键电路图1-1系统设计框图第2章各单元硬件电路设计说明2.1芯片的说明在设计中所用到的芯片有AT89C51单片机是超强抗干扰/高速/低功耗的单片机,指令代码完全兼容传统8051单片机,32条I/O引线,2个定时/计数器,6个中断源,4KB存储器,256片内RAM。如下图所示2.2时钟电路设计时钟信号管脚X1(19脚),X2(18脚):外部时钟信号的两个管脚。时钟电路是计算机核心.如图2.2所示图2.22.3按键电路设计按键输入单元采用低电平触发功能,接上拉电阻,按键不响应时保持高电位,按下时低电平单片机响应相应功能设计。相应按键按下相应功能参考说明。如图2.3所示。图2.32.4驱动电机接到单片机的P3.0~P3.3,具体接线如图2-4所示。图2.42.5显示电路设计P0口输出段控信号,P2输出位控信号,如图2.5所示图2.5第3章软件设计与说明3.1程序总体流程图设计进入主程序,首先必须对LED进行初始化,然后依次进行键盘扫描,调用步进电机相关数据显示子函数,若检测到有键按下,则进去相应的处理。主程序的流程图如图3-1所示。图3-13.2正反转的设计步进电机的正反转用K5控制,初始化电机为顺时针转,每当按下K5键,电机转向改变,正反转流程图如图3-2所示。图3-2正反转流程图第4章调试结果与必要的调试说明4.1仿真调试此次编程我采用的C语言,程序的编写和调试是用keil软件进行的,由于之前做的准备工作比较充足,程序的编译调试比较顺利,一次通过。之后利用proteus软件和keil软件进行联合仿真,仿真功能测试没有问题,代表硬件和程序满足要求。仿真结果如4-1所示图4-1仿真结果图说明:在调试的过程中,开始有一跟根线接错了,经过反复的检查,查出了这根线的错误接法。到后来,调试的结果按照自己的想法去实现了:接通电源后,按下go键后,电机则进行正转,按下back键,电机就反转,按下stop键电机则停止工作。这就实现了步进电机的正转,反转,和停止。4.2设计使用仪器单片机一台(开始做的那个单片机板子)电源一个(可以提供5V的电压)电脑一台(用来仿真实验)导线若干第5章总结与心得体会在短短两周的时间里,我进行了单片机课程设计,在此过程中有挫折,但是经过老师的悉心教导,再加上自己的奋斗终于成功在设计出符合要求的设计,做完之后感慨良多,但最重要一点是我明白了团结协作的重要性,一个人在团队中才能更好的发挥自己的作用。经过这次课程设计,让我对前面的路有了更多的信心,因为在这个过程中,我学到了不少实用的东西,提高了独立解决问题的能力。我们在学习理论知识的同时还要努力培养自己的动手操作能力,对于通信工程的我们更是如此,通过这次课程设计我也看到了自己的差距,今后会努力提高自己的动手操作能力,以求真正领会通信专业里边的各种知识,为将来的工作打下良好的基础。最后,感谢李老师及其他老师悉心指导。参考文献