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《嵌入式系统及应用》课程设计报告

一、设计任务

1)从键盘上输入步进电机正、反转命令，转速参数（16级）和转动步数显示在LED显示

器上。显示器上显示：第一位为0表示正转，为1表示反转；第二位0~F为转速等级，第三

到第六位设定步数。

2)单片机依显示器上显示的正、反转命令，转速级数和转动步数进相应动作，转动步数

减为零时停止转动。测量步进电机绕组两端电压，并在显示器上显示。

二、工作原理

1、步进电机电路工作原理

步进电动机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机，它的运行需要专

门的驱动电源，驱动电源的输出受外部的脉冲信号控制。每一个脉冲信号可使步进电机旋转

一个固定的角度，这个角度称为步距角。脉冲的数量决定了旋转的总角度，脉冲的频率决定

了电动机旋转的速度，改变绕组的通电顺序可以改变电机旋转的方向。在数字控制系统中，

它既可以用作驱动电动机，也可以用作伺服电动机。它在工业过程控制中得到广泛的应用，

尤其在智能仪表和需要精确定位的场合应用更为广泛。

如图2.1,当有一相绕组被通电激励时，磁通从正相齿，经过软铁芯的转子，并以最短路

径流向负相齿，为使磁通路径最短，在磁场力的作用下，转子被迫移动，使最近的一对齿与

被激励的一相对准。那么,通过对它每相线圈中电流的顺序切换可使电机作步进式旋转。

图2.1步进电机工作原理

1

图2.2步进电机控制电路

2、LED显示电路

LED显示电路工作原理如图2.3。

图2.3LED显示电路工作原理

3、键盘电路原理图

键盘电路原理如图2.4。

2

图2.4键盘电路原理

三、设计原理及步骤

系统中使用24BYJ-48（四相八拍）型号步进电机，它使用+5V直流电源，步距角为5.625

度，电机线圈由A、B、C、D四相组成。步进电机驱动原理是通过对它每相线圈中的电流的顺

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。HA、HB、HC、HD即为脉冲信号输入插孔，驱动器输出A、B、C、D接

步进电机。

所需模块：单片机通用CPU板、Mon51KCPU卡、键盘显示板、电机音响继电器板。

设计步骤：

1.检查设置：关闭实验仪电源，把MON51K卡上跳线帽分别短接至“MON”、“片内”、

“FOSC”、“总线”侧；CPU板跳线帽短接至“总线”；键盘显示板的“JK”置系统。

2.连线：

①CPU板的USB口→计算机USB口；

②CPU板和键盘显示板：IOW→IOW，IOR→IOR，JD→JD，A0→A0，A1→A1，RST→RST，

FF20→CS-8255K；

③CPU板和电机音响继电器板：Pl.0～P1.3→HA～HD。

3联机调试

1）开启实验箱电源，启动Keil软件，新建工程，创建文件，添加文件到工程，编译。

2）右键点击选择

3

①设置晶振：实验箱用11.0592MHz；

②选择硬件仿真；

③选择通信端口。

3）点击编译下载、开始调试、全速运行程序后，全速运行程序后，通过键盘设置输入

正、反转命令（0、1），转动参数（0～F），转动步数后，步进电机开始转动，步数逐渐减

小到零时步进电机停止转动。

四、内存使用分配表

内存使用分配表如表4.1

0FFDCH字形口

0FFDDH字形口/键扫口

0FFDEH键入口

ACC、R0～R7存入中间值

79H～7EH显示缓冲单元，存放显示器的显示数

据

表4.1内存使用分配表

五、设计说明及流程

1、数码管显示字形

LED显示器是由发光二极管构成的字段组成的显示器。采用动态显示方式，