1404202004卢雅.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，程序。本系统具有成本低，可靠性高和安全实用等特点。一、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，因此在众多领域有着极其广泛的应用。研制步进电机驱动器及其控制系统具有重要的意义。 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。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 2.2 系统整体结构框架 系统的28BYJ-48 1个 单片机芯片 ST89C52 1块 液晶显示屏 LCD1602 1块 驱动芯片 ULN2003 1块 电阻 1K 1个，10K 4个 按键 独立按键 7个 排针 单排 若干 杜邦线 若干 2.4 系统原理图 图2-3 系统原理图 三、系统硬件部分设计 3.1 单片机最小系统的设计 单片机最小系统也就是最小应用系统，是指最少的元件组成单片机可以工作的系统。通常最小系统包括单片机、晶振电路和复位电路。具体的电路如图3-1所示。 图3-1 单片机最小系统 3.1.1 复位电路设计 为确保稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分单片在启动时都需要复位，以使CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并从初态开始工作。单片机的复位信号是从引脚输入到的施密特中的。当系统处于正常工作状态时，且稳定后，如果RST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期(24个振荡周期)以上，则CPU就可以响应并将系统复位。单片机系统的复位方式有：手动按钮复位和上电复位。 图3-2 复位电路 3.1.2 晶振电路设计 在最小系统中，采用的是最常用的内部时钟方式，一般情况下，单片机选用的是12MHz晶振（在此频率上，T1可以很容易的产生9600的波特率供串口使用）。再由两只瓷片电容构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。事实上对外接电容并没有严格的要求，典型值选用20PF-30PF的电容。本电路中使用2个30PF的电容，晶振选择为12MHZ,该电路的主要作用是为单片机提供工作时钟。电路图如图3-3所示。 图3-3 晶振电路 3.2 驱动电路设计 3.2.1 ULN2003芯片简介 ULN2003是高耐压、大电流复合晶体管阵列，由七个硅NPN复合晶体管组成的每一对达林顿都串联一个2.7K的基极电阻,在5V的工作电压下它能与TTL和CMOS电路直接相连,可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。ULN2003工作电压高，工作电流大，灌电流可达500mA，并且能够在关态时承受50V 的电压，输出还 可以在高负载电流并行运行。 ULN2003的芯片引脚为： 引脚1：CPU脉冲输入端，端口对应一个信号输出端。 　　引脚2：CPU脉冲输入端。 　　引脚3：CPU脉冲输入端。 　　引脚4：CPU脉冲输入端。 　　引脚5：CPU脉冲输入端。 　　引脚6：CPU脉冲输入端。 　　引脚7：CPU脉冲输入端。 　　引脚8：接地。 　　引脚9：该脚是内部7个续流二极管负极的公共端，各二极管的正极分别接各达林顿管的集电极。用于感性负载时，该脚接负载电源正极，实现续流作用。如果该脚接地,实际上就是达林顿管的集电极对地接通。 　　引脚10：脉冲信号输出端，对应7脚信号输入端。 引脚11：脉冲