项目八 键盘控制电机方向和转速.pptx

项目八

键盘控制电机方向和转速单片机产品开发入门

工作任务终极目标能利用AT89S52单片机及独立键盘，通过C语言程序实现键盘控制步进电机和直流电机的速度和方向，完成单片机输入输出控制系统的设计、运行及调试。促成目标了解单片机产品开发的流程；了解步进电机和直流电机结构和工作原理；掌握步进电机和直流电机速度、方向控制关键技术；掌握电机速度、方向控制的电路设计和编程的方法；会利用单片机I/O口实现电机速度、方向控制。

单片机产品开发单片机产品开发是为完成某项任务而研制开发的单片机应用系统。是以单片机为核心，配以外围电路和软件，能实现确定任务、功能的实际应用系统。根据不同的用途和要求，单片机产品的系统配置及软件也有所不同，但它们的开发流程和方法大致相同。

单片机产品的结构单片机产品是由硬件和软件组成。硬件是指单片机、扩展的存储器、输入输出设备等硬件部件组成的；软件是各种工作程序的总称。

典型单片机产品结构

单片机产品开发流程确定功能技术指标首先要细致分析、研究实际问题，明确各项任务与要求；综合考虑系统的先进性、可靠性、可维护性以及成本、经济效益；订出合理可行的技术性能指标。单片机产品总体设计选择机型选择产品中要用到的其它外围元器件原则上，能够由软件来完成的任务就尽可能用软件来实现，以降低硬件成本，简化硬件结构。

硬件设计硬件设计是指应用系统的电路设计包括主机、控制电路、存储器、I/O接口、A/D和D/A转换电路等。硬件设计时，应考虑留有充分余量，电路设计力求正确无误，因为在系统调试中不易修改硬件结构。

硬件电路设计应注意的问题一程序存储器的选用尽量避免用小容量的芯片组合扩充成大容量的存储器数据存储器和I/O接口原则上应尽量减少数据存储器芯片数量，使译码电路简单I/O接口芯片一般选用8155地址译码电路通常采用全译码、部分译码或线选法应考虑充分利用存储空间和简化硬件逻辑

硬件电路设计应注意的问题二总线驱动能力P0口能驱动8个TTL电路，P1～P3口只能驱动4个TTL电路在实际应用中，这些端口的负载不应超过总负载能力的70%，以保证留有一定的余量数据总线宜采用双向8路三态缓冲器74LS245作为总线驱动器，地址和控制总线可采用单向8路三态缓冲区74LS244作为单向总线驱动器。系统速度匹配在不影响系统技术性能的前提下，时钟频率选择低一些为好，这样可降低系统中对元器件工作速度的要求，从而提高系统的可靠性。

抗干扰措施电源供电系统可采用隔离变压器、交流稳压、线滤波器、稳压电路各级滤波等防干扰措施。电路上的考虑大规模IC芯片电源VCC加高频滤波电容开关量I/O通道与外界的隔离可采用光电耦合器件可采用CMOS器件提高工作电压（+15V），这样干扰门限也相应提高

软件设计单片机产品的软件主要包括两大部分：用于管理单片机工作的监控程序和用于执行实际具体任务的功能程序。对于监控程序，应尽可能利用现成的监控程序。如键盘管理程序、显示程序等。这样可大大减少软件设计的工作量，提高编程效率。对于功能程序要根据产品的功能要求来编程序。例如，外部数据采集、控制算法的实现、外设驱动、故障处理及报警程序等。进行软设计时，尽可能采用模块化结构。这样，各个模块可以分别独立设计、编制和调试，最后再将各个程序模块连接成一个完整的程序进行总调试。

单片机产品调试单片机产品开发必须经过调试阶段，只有经过调试才能发现问题，改正错误，最终完成开发任务。单片机产品调试包括硬件调试和软件调试。程序调试一般是一个模块一个模块地进行，一个子程序一个子程序地调试，最后联起来统调。联机调试运行正常后，将软件固化到EPROM中，脱机运行，并到生产现场投入实际工作，检验其可靠性和抗干扰能力，直到完全满足要求，单片机产品才算研制成功。

工作模块1步进电机控制系统

设计与实现工作任务利用AT89S52单片机及独立键盘控制步进电机的速度和方向；独立键盘有反转按键、加速按键、减速按键和正转按键；步进电机电气参数：工作电压4.5～6.5Ｖ，步进角是18?。

步进电机控制技术速度控制技术改变脉冲信号之间的延时时间，即改变每步之间的延时时间，便可控制步进电机的转速。延时时间变短，转速提高，延时时间变长，转速降低。方向控制技术只要改变励磁顺序，就可以改变步进电机旋转方向正转时，1相励磁顺序为：A→B→C→D→……反转时，1相励磁顺序为：D→C→B→A→……

说明步进电机的负载转矩与转速成反比，转速越快负载转矩越小；当转速快至其极限时，步进电机不再旋转；所以每走一步，必须延时一段时间。

步进电机控制系统电路设计

控制状态与P3口控制码的对应关系控制状态P3口控制码P3.3P3.2P3.1P3.0D相C相B相A相