LED、步进电机和喇叭的控制.docx

LED、步进电机和喇叭的控制 摘要 步进电机应用十分广泛，涉及了各个领域，最主要用于数字控制系统中，精度高，运行可靠,运行误差不累加。如数模转换装置、数控机床、计算机外围设备、自动记录仪、钟表等之中，另外在工业自动化生产线、印刷设备等中亦有应用。所以，我们本次课程设计的目的是用单片机控制LED、步进电机和喇叭，采用开关控制步进机的正反转以及加速等功能，步进机前进及后退的步数有软件程序自动控制，在上电以后，4个LED依次点亮，循环一次停止。由于单片机的驱动电流太小，所以在单片机和步进机之间加了一个步进机驱动芯片。 一、设计内容和要求 （一）设计内容：单片机对LED、步进电机和喇叭的控制。 （二）设计要求： 1、设计接口电路，将这些外设构成一个简单的单片机应用系统，画出接口的连接图。 2、编写下列控制程序 上电后，4个LED二极管依次循环点亮。 单独按下开关1，步进电机正向慢走50，反向快走100步，依次循环。 同时开关2，开关3时，步进电机来回走100步，然后扬声器发声10次，依次循环。 （4） 单独按下开关4时，步进电机先慢走50步，扬声器响2声，停留50秒（实际做的是5s，再加倒计时功能），扬声器再响两声，最后停机。 二、总体方案和设计思路 2.1设计方案 上电后，4个LED二极管依次循环点亮。 单独按下开关1，步进电机正向慢走50，反向快走100步，依次循环。 同时开关2，开关3时，步进电机来回走100步，然后扬声器发声10次，依次循环。 （4） 单独按下开关4时，步进电机先慢走50步，扬声器响2声，停留50秒（实际 做的是5s，再加倒计时功能），扬声器再响两声，最后停机。 创新的功能： (5)按下开始转动按钮，步进电机开始转动。 （6）按下停止转动按钮，步进电机停止转动。 （7）按下开始转动按钮再按下加速按钮，步进电机开始加速转动。 （8）按下开始转动按钮再按下减速按钮，步进电机开始减速转动。 （9）步骤（4）加倒计时功能。 2.2设计思路 如下流程图 三、硬件设计 3.1单片机简介： 单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。由于单片机在工业控制领域的广泛应用，为使更多的业内人士、学生、爱好者，产品开发人员掌握单片机这门技术，于是产生单片机开发板 HYPERLINK /view/3427559.htm ，比较有名的例如电子人DZR-01A单片机开发板。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。 单片机自动完成赋予它的任务的过程，也就是单片机执行程序的过程，即一条条执行的指令的过程，所谓指令就是把要求单片机执行的各种操作用的命令的形式写下 来，这是在设计人员赋予它的指令系统所决定的，一条指令对应着一种基本操作；单片机所能执行的全部指令，就是该单片机的指令系统，不同种类的单片机，其指 令系统亦不同。为使单片机能自动完成某一特定任务，必须把要解决的问题编成一系列指令（这些指令必须是选定单片机能识别和执行的指令），这一系列指令的集 合就成为程序，程序需要预先存放在具有存储功能的部件——存储器中。存储器由许多存储单元（最小的存储单位）组成，就像大楼房有许多房间组成一样，指令就 存放在这些单元里，单元里的指令取出并执行就像大楼房的每个房间的被分配到了唯一一个房间号一样，每一个存储单元也必须被分配到唯一的地址号，该地址号称 为存储单元的地址，这样只要知道了存储单元的地址，就可以找到这个存储单元，其中存储的指令就可以被取出，然后再被执行。 程序通常是顺序执行的，所以程序中的指令也是一条条顺序存放的，单片机在执行程序时要能把这些 指令一条条取出并加以执行，必须有一个部件能追踪指令所在的地址，这一部件就是程序计数器PC（包含在CPU中），在开始执行程序时，给PC赋以程序中第 一条指令所在的地址，然后取得每一条要执行的命令，PC之中的内容就会自动增加，增加量由本条指令长度决定，可能是1、2或3，以指向下一条指令的起始地址，保证指令顺序执行。 3.2步进电机简介： 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