基于ARM的红外感应自动窗帘控制器设计西安科技大学.doc

电控学院 课程设计（论文） 课程名称： ARM嵌入式系统 题 目：红外感应自动窗帘控制器设计 院 （系）： 电 控 学 院 专业班级： 自动化1105班 姓 名： 夏转转 何瑢 蔡驰 刘阿敏 学 号： 1106050502 1106050503 1106050505 1106050507 指导教师： 李红岩 杨学存 2015年 1 月 20日目 录 一、 ARM嵌入式系统及课题背景 1 1.1嵌入式系统 1 1.1.1嵌入式系统的特点： 1 1.2红外感应自动窗帘课题背景 2 二、步进电机原理简介 2 2.1步进电机 2 2.1.1步进电机原理： 3 2.1.2步进电机的一些基本参数： 3 三、控制系统的总体设计 3 3.1总体设计思路 3 3.2系统硬件设计 4 3.2.1 EasyARM2131开发板功能： 4 3.2.2 ULN003A驱动芯片： 5 3.2.4 电机驱动模块： 6 3.2.5显示模块： 7 3.2.6红外感应模块： 8 3.3总设计电路图（见报告最后） 8 3.4软件设计 8 3.4.1 程序流程：(如右图) 8 结论 9 五、附录 9 5.1参考文献 9 5.2实习心得 9 5.3设计程序： 11  一、 ARM嵌入式系统及课题背景 1.1嵌入式系统 嵌入式计算机系统的出现，是现代计算机发展史上的里程碑。嵌入式系统诞生于微型计算机时代，与通用计算机的发展道路完全不同，形成了独立的单芯片的技术发展道路。由于嵌入式系统的诞生，现代计算机领域出现了通用计算机与嵌入式计算机两大分支。 1.1.1嵌入式系统的特点： (1) 由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置，系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作系统要小得多。 (2) 嵌入式系统的个性化很强，其中的软件系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进行系统的移植，即使在同一品牌、同一系列的产品中也需要根据系统硬件的变化和增减不断进行修改。 (3) 嵌入式系统一般没有系统软件和应用软件的明显区分，不要求其功能的 设计及实现过于复杂，这样一方面利于控制系统成本，同时也利于实现系统安全。(4) 高实时性的操作系统软件是嵌入式软件的基本要求。而且软件要求固化存储，以提高速度。软件代码要求高质量和高可靠性。 (5) 嵌入式软件开发要想走向标准化，就必须使用多任务的操作系统。嵌入式系统的应用程序可以没有操作系统而直接在芯片上运行；(6) 嵌入式系统开发需要专门的开发工具和环境。由于嵌入式系统本身不具备自主开发能力，即使设计完成以后，用户通常也不能对其中的程序功能进行修改，因此必须有一套开发工具和环境才能进行开发，这些工具和环境一般是基于通用计算机上的软硬件设备以及各种逻辑分析仪、混合信号示波器等。 2.1步进电机  在电气时代的今天，电动机一直在现代化的生产和生活中起着十分重要的作用。无论是在工农业生产还是在日常生活中的家用电器，都大量地使用着各种各样的电动机。因此对电动机的控制变得越来越重要了。下图1为所用到的五线式四相步进电机。 图1五线式四相步进电机 2.1.1步进电机原理： 步进电机是机电控制中一种常用的执行机构，其原理是通过对它每相线圈中的电流和顺序切换来使电机作步进式旋转。驱动电路由脉冲信号来控制，所以调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速。通俗地说:当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。通过控制脉冲个数即可以控制角位移量，从而达到准确定位的目的。同时通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的，现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR)、永磁式步进电机(PM)，混合式步进电机(HB)和单相式步进电机等。 2.1.2步进电机的一些基本参数： 电机固有步距角:它表示控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值，如86BYG250A型电机给出的值为0。90/1。80(表示半步工作时为0。90、整步工作时为1。80)，这个步距角可以称之为“电机固有步距角”，它不一定是电机实际工作时的真正步距角，真正的步距角和驱动器有关。 步进电机的相数:是指电机内部的线圈组数，目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同，其