1404202004卢雅解读.doc

成绩 课程实践考核报告 题 目 步进电机调速控制系统设计 课 程 名 称 单片机应用系统设计 院 部 名 称 机电工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 14电气3 学 生 姓 名 卢雅 学 号 1404202004 课程考核地点 工科楼 C304 任 课 教 师 李国利 金陵科技学院教务处制 摘 要 基于AT89C52单片机设计的步进电机调速控制系统，系统主要包括单片机、电机驱动模块、按键控制模块、LCD显示模块。单片机通过P3口的七个按键利用正反转函数，将信息传送到单片机的P1口再传递给电机驱动器，使电机转动。同时将是正转还是反转、是几级调速这些信息发送到LCD进行显示。画出了系统原理图，进行了软件设计，给出了系统流程图，并编写了系统程序。最后进行了实物制作，实物调试结果表明，所设计的系统能够满足要求。本系统具有成本低，可靠性高和安全实用等特点。 关键词：AT89C52；LCD1602；四级调速；正反转；ULN2003 目 录 一、概述 1 1.1 课题研究的目的和意义 1 1.2 报告的主要研究内容 1 二、总体设计方案与说明 1 2.1 系统概述 1 2.2 系统整体结构框架 2 2.3 硬件电路主要器件选择 2 2.4 系统原理图 3 三、系统硬件部分设计 3 3.1 单片机最小系统的设计 4 3.1.1 复位电路设计 4 3.1.2 晶振电路设计 5 3.2 驱动电路设计 6 3.2.1 ULN2003芯片简介 6 3.2.2 驱动硬件电路 7 3.3 键盘电路的设计 7 3.4 显示电路的设计 8 四、系统软件部分设计 12 4.1系统软件流程图 12 4.2源程序 13 五、系统仿真过程与结果 18 5.1 protues仿真软件介绍 18 5.2 keil编译软件介 18 5.3编译及仿真步骤 18 5.4仿真结果 20 六、系统实物制作与功能实现 22 七、总结 26 八、参考文献 26 一、概述 1.1 课题研究的目的和意义 步进电动机是用电脉冲信号进行控制，将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的微电动机，它最突出的优点是可以在宽广的频率范围内通过改变脉冲频率来实现调速，快速起停、正反转控制及制动等，并且用其组成的开环系统既简单、廉价，又非常可行，因此在打印机等办公自动化设备以及各种控制装置等众多领域有着极其广泛的应用。随着微电子和计算机技术的发展，步进电动机的需求量与日俱增，研制步进电机驱动器及其控制系统具有十分重要的意义。 1.2 报告的主要研究内容 本报告所选的步进电机是四相步进电机，采用的方法是利用单片机控制步进电机的驱动。步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。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(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以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。本次课程设计就是通过改变脉冲频率来调节步进电机的速度的，并且通过LCD显示其转速的级别。另外通过单片机实现它的正反转加减速，步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差(精度为100%)的特点，广泛应用于各种开环控制。 二、总体设计方案与说明 2.1 系统概述 本控制系统主要作用是通过单片机来控制步进电机旋转，想要实现这一功能必须要对单片机软件部分和硬件设计有很多的了解，软件部分主要是通过C语言编译而硬件部分是由单片机、ULN2003、键盘、LCD等。完成硬件和软件的设计就能够实现并控制步进电机旋转。 2.2 系统整体结构框架 系统的整体结构如图2-1所示，本系统总体设计思路是：由键盘发出电平信号，单片机接受并转换成控制信号发送给ULN2003。ULN2003主要作用连接步进电机从而驱动步进电机，LCD显示当前步进电机的工作状态，按键的作用是控制整个系统的。 图2-1 2.3 硬件电路主要器件选择 根据系统整体结构的设计，可以确定系统所需的元器件，由于本次设计最小系统板采用生产实习所用的开发板，只需焊接部分外围电路即可。所需元器件清单如表2-2所示。 表2-2元器件清单 元器件名称 型号 数量 步进电机 28BYJ-48 1个 单片机芯片 ST89C52 1块