单片机课程设计-江南大学.pdfVIP

《单片机原理及应用》 课程设计 学 院： 物联网工程学院 班 级： 自动化XXXX 姓 名： XXXX 学 号： XXXXXXXXXXXXXXXXX 指导老师： 吴定会 成 绩： 基于单片机的步进电机控制器设计 1 设计目的 通过具体小型测试系统设计，实践单片机系统设计及调试的全过程，以加深对单片机内 部结构、功能和指令系统的理解，并进一步学习单片机开发系统的应用及一些外围芯片的接 口和编程方法，初步掌握单片机系统的硬、软件设计技术及调试技巧。 2 设计要求 1) 电机转速可以平稳控制 2）通过键盘和显示器可以设置电机的转速 3）显示电机的速度趋势 4）可以用实验板搭建系统 3 仪器设备 1、STC89C52 单片机芯片 一片 2、ULN2003 驱动芯片 一片 3、MT03641BR 八位共阳数码管芯片 一片 4、不同阻值电阻 若干 5、30pF 电容 两个 6、12M 晶振 一个 7、按键 四个 8、28BYJ-48 电机 一个 9、+5V 电源 一个 4 硬件线路图及主要芯片说明 本设计共分为四个模块：控制模块、显示模块、步进电机、按键模块。控制模块为 STC80C52 单片机，显示模块是MT03641BR 八位LED 数码管，按键模块共有4 个按键，其中 两个按键与单片机外部中断 INT0、INT1 相连。单片机与 ULN2003 芯片由5V 电源供电，系 统原理图如下： 1 图1 硬件线路图 4.1 28BYJ-48 四相八拍步进电机 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步进电机件。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，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。主要技术参数： 相数：四相（A、B、C、D） 电压：5VDC 电流：92mA 电阻：130Ω 步距角：5.625° 空载牵出频率：800pps 2 空载牵入频率：500pps 减速比：1/64 牵入转矩：≥78.4mN.m 图2 步进电机28BYJ-48 原理图 表一 四相八拍相序表 A AB B BC C CD D DA 0x01 0x03 0x02 0x06 0x04 0x0c 0x08 0x09 如果需要电机正转，只需要从A-AB-B-BC-C-CD-D-DA 依次通电即可，反转，则需要反过 来依次通电。 4.2 STC89C52 单片机芯片 STC89C52 单片机有两个16 位定时计数器，两个外中断，两个定时计数中断，及一个串 行中断，并有4 个8 位并行输入口。80C52 内部有时钟电路，但需要石英晶体和微调电容外 接，本系统中采用12MHz 的晶振频率。由于80C52 的系统