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文檔簡介
1、二相步進電機控制系統的設計(采用雙極性控制)課程設計任務書學生姓名: 專業班級: 指導教師: 工作單位: 題 目: 二相步進電機控制系統的設計(采用雙極性控制)初始條件:設計一個二相步進電機控制系統,電機有兩組帶中心抽頭的線圈,要求系統具有如下功能:采用雙極性(H橋)控制(不使用線圈的中心抽頭),用K0-K1做為通電方式選擇鍵,K0為四拍,K1為八拍, K2為啟動/停止控制、K3方向控制、K4加速、K5減速;用4位LED數碼管顯示工作步數。用3個發光二極管顯示狀態:正轉時紅燈亮,反轉時黃燈亮,不轉時綠燈亮;要求完成的主要任務: 1 硬件設計:系統總原理圖及各部分詳細原理圖2 軟件設計:系統總體
2、流程圖、步進電機四拍,八拍各模塊流程圖、顯示模塊流程圖等3 編寫程序:能夠完成上述任務并用仿真軟件演示4 完成符合要求的設計說明書時間安排:2013年6月24日2013年7月4日指導教師簽名: 年 月 日系主任(或責任教師)簽名: 年 月 日目 錄摘要11 設計任務及要求的分析22 方案比較及認證22.1 單片機選型22.2驅動模塊選擇33 系統實現的原理說明34 硬件設計說明54.1 單片機系統原理分析54.2 二相步進電機工作原理分析74.3 L298驅動電路設計94.4 四位LED數碼管顯示設計115 軟件設計說明125.1總體流程分析與設計125.2 設置電機轉動模式流程分析與設計13
3、5.3 顯示模塊流程分析與設計146 調試記錄及結果分析156.1 總體硬件仿真設計156.2調試與仿真結果分析16小結與心得體會18參考文獻19附錄1:20附錄2:20摘要步進電機廣泛應用于對精度要求比較高的運動控制系統中,如機器人、打印機、軟盤驅動器、繪圖儀、機械閥門控制器等。目前,對步進電機的控制主要有由分散器件組成的環形脈沖分配器、軟件環形脈沖分配器、專用集成芯片環形脈沖分配器等。分散器件組成的環形脈沖分配器體積比較大,同時由于分散器件的延時,其可靠性大大降低;軟件環形分配器要占用主機的運行時間,降低了速度;專用集成芯片環形脈沖分配器集成度高、可靠性好,但其適應性受到限制,同時開發周期
4、長、需求費用較高。本控制系統的設計方案,以單片機為核心,輔以驅動電路,完成二相步進電機的控制。本次設計的硬件部分主要包括單片機系統、按鍵控制模塊、步進電機驅動模塊、數碼顯示模塊等功能模塊的設計,軟件部分由幾個模塊控制子程序分別控制硬件模塊的運行,最終實現對步進電機轉動方向及轉動模式(四拍,八拍)的控制,并且將步進電機的步進數動態顯示在LED數碼管上。關鍵詞:步進電機 單片機 控制 LED二相步進電機控制系統的設計1 設計任務及要求的分析設計的步進電機控制系統要求有以下功能:1. 二相步進電機采用雙極性(H橋)控制;2用K1作為通電方式選擇鍵,可選擇四拍和八拍;3. 用K2作為啟動/停止控制鍵,
5、閉合表示啟動,斷開表示停止;4. 用K3作為正反轉控制鍵,開關閉和表示反轉,斷開表示正轉;5. 用K4作為加速控制鍵,閉合時電機加速運轉;6. 用K5作為減速控制鍵,閉合時電機減速運轉;7. 用4位LED數碼管顯示工作步數;8. 用3個發光二極管顯示狀態:正轉時紅燈亮,反轉時黃燈亮,不轉時綠燈亮。本次設計需要對二相步進電機進行雙極性控制,使其能在控制下進行正轉、反轉和停止,同時利用數碼管和二極管分別顯示其工作步數和工作狀態。由于控制功能較為復雜,所以本系統需要采用單片機以及驅動模塊進行設計。2 方案比較及認證2.1 單片機選型單片機以其體積小、功能齊全、價格低廉、可靠性高等優點,在各個領域都獲
6、得了廣泛的應用,在我國,近幾年單片機也得到了廣泛的應用特別是在工業控制、智能儀表等方面。單片機種類繁多,目前市場上常用的單片機有51系列,AVR系列與PIC系列等。MCS-51系列運算與尋址能力強、存儲空間大、片內集成外設豐富、功耗低等。其中大部分兼容芯片有Flash,價格便宜,常用于儀器儀表、測控系統、嵌入式系統開發。ATMEL公司的AVR單片機是增強型RISC內載Flash的單片機,芯片上的Flash存儲器附在用戶的產品中,可隨時編程,再編程,使用戶的產品設計容易,更新換代方便.AVR單片機采用增強的RISC結構,使其具有高速處理能力,在一個時鐘周期內可執行復雜的指令,每MHz可實現1MI
7、PS的處理能力.AVR單片機工作電壓為2.76.0V,可以實現耗電最優化.AVR的單片機廣泛應用于計算機外部設備,工業實時控制,儀器儀表,通訊設備,家用電器,宇航設備等各個領域。PIC系列單片機: PIC系列單片機的主要產品是PIC 16C系列和17C系列8位單片機,CPU采用RISC結構,分別僅有33,35條指令,采用Harvard雙總線結構,運行速度快,低工作電壓,低功耗,較大的輸入輸出直接驅動能力,價格低,一次性編程,小體積。適用于用量大,檔次低,價格敏感的產品。在辦公自動化設備,消費電子產品,電訊通信,智能儀器儀表,汽車電子,金融電子,工業控制不同領域都有廣泛的應用,PIC系列單片機在
8、世界單片機市場份額排名中逐年提高,發展非常迅速。比較這三種類型的單片機,MCS-51系列單片機以抗干擾能力強、對環境要求不高、靈活性強等別的系統所不具備的優點被廣泛使用。即使非電子計算機專業人員,通過學習一些專業基礎知識以后也能依靠自己的技術力量,來開發所希望的單片機應用系統。由于本次設計的所要實現的功能并不復雜,鑒于成本考慮,選用便宜而常用的MCS-51系列較為合適。本次設計采用其中低功耗型80C51單片機。2.2驅動模塊選擇驅動模塊常用有uln2003a和L298,考慮到二相步進電機需采用雙極性控制,故電機的驅動模塊使用芯片L298實現,接線簡潔,穩定性好。3 系統實現的原理說明本次課程設
9、計系統以單片機80C51為核心進行設計,單片機與按鍵、數碼管、發光二極管、L298驅動模塊相連接,人為操作按鍵,在程序控制下,單片機將通過驅動模塊控制步進電機轉動,并使數碼管和發光二極管分別顯示步進電機的工作步數和狀態。系統的總體原理框圖如下所示:按鍵設置80c51單片機系統L298驅動模塊發光二極管顯示狀態二相步進電機四位數碼管圖3-1系統總體原理框圖本系統以單片機80C51為核心的控制系統,由P1口進行開關按鍵的設置,具體為:P1.2接K5減速開關,開關閉合時作用,低電平有效;P1.3接K4加速開關,開關閉合時作用,低電平有效;P1.4接K3正/反轉開關,高電平為正轉,低電平為反轉;P1.
10、5接K2啟動/停止開關,高電平為停止狀態,低電平為啟動狀態; P1.6和P1.7接K0單刀雙擲開關,用于控制工作模式的選擇,P1.6接八拍,P1.7接四拍。P3口與P0口外接4位LED數碼管,顯示步進步數,通過控制P3口的電平信號,達到片選的目的,進而實現4位數值的顯示。P0口作為輸出口外接LED的AG以及DP。另外P2.4接綠色發光二極管,使其在電機停轉時亮;P2.5接紅色放光二極管,使其在電機正轉時亮;P2.6接黃色發光二極管,使其在電機反轉時亮。P2外接驅動電路L298的4個輸入端,具體為P2.0接IN1,P2.1接IN2,P2.2接IN3,P2.3接IN4。這樣即可通過控制單片機的P2
11、口輸出電平來實現二相步進電機的啟動,停止,正反轉以及四拍,八拍運轉。具體工作過程需通過對單片機編程來實現。電路圖如下所示圖 3-2 系統電路原理圖4 硬件設計說明4.1 單片機系統原理分析80C51是MCS-51系列單片機中CHMOS工藝的一個典型品種。其它廠商以8051為基核開發出的CMOS工藝單片機產品統稱為80C51系列。該系列單片機是采用高性能的靜態80C51設計,由先進CMOS 工藝制造,并帶有非易失性Flash 程序存儲器 ,全部支持12 時鐘和6 時鐘操作,P89C51X2 和P89C52X2/54X2/58X2 分別包含128 字節和256 字節RAM、32 條I/O 口線、3
12、 個16 位定時/計數器、6 輸入4 優先級嵌套中斷結構、1 個串行I/O 口、可用于多機通信 I/O 擴展或全雙工UART以及片內振蕩器和時鐘電路。其主要結構組成如下:1中央處理器(CPU)2內部數據存儲器(內部RAM)3內部程序存儲器(內部ROM)4定時器/計數器5并行I/O口6串行口7時鐘電路8中斷系統9外接晶體引腳圖4-1 80C51單片機管腳圖單片機管腳如圖4-1所示,下面對其各個管腳進行必要的說明。P0、P1、P2、P3口的電平與CMOS和TTL電平兼容。P0口的每一位口線可以驅動8個LSTTL負載。在作為通用I/O口時,由于輸出驅動電路是開漏方式,由集電極開路(OC門)電路或漏極
13、開路電路驅動時需外接上拉電阻;當作為地址/數據總線使用時,口線輸出不是開漏的,無須外接上拉電阻。 P1、P2、P3口的每一位能驅動4個LSTTL負載。它們的輸出驅動電路設有內部上拉電阻,所以可以方便地由集電極開路(OC門)電路或漏極開路電路所驅動,而無須外接上拉電阻。 當CPU不對P3口進行字節或位尋址時,內部硬件自動將口鎖存器的Q端置1。這時,P3口作為第二功能使用。 P3.0 :RXD(串行口輸入); P3.1 :TXD(串行口輸出); P3.2 :外部中斷0輸入; P3.3 :外部中斷1輸入; P3.4 :T0(定時器0的外部輸入); P3.5 :T1(定時器1的外部輸出); P3.6
14、:(片外數據存儲器“寫”選通控制輸出); P3.7 :(片外數據存儲器“讀”選通控制輸出)。 EA/VPP: 訪問程序存儲器控制信號,當其為低電平時,對ROM的讀操作限定在外部的程序存儲器,當其為高電平時,對ROM的讀操作是從內部存儲器開始的,并可延至外部程序存儲器。 ALE/PROG: 編程脈沖 PSEN: 外部程序存儲器讀選通信號,在讀外部ROM時PSEN是低電平有效,以實現對ROM 的讀操作。 RST/VPD: 復位信號,當輸入信號延續2個周期以上的高電平有效,用以完成單片機復位初始化操作。 XTAL: 時鐘晶振輸入端。 本系統設計中所用P1P3全部當做IO口用。4.2 二相步進電機工作
15、原理分析步進電機是數字控制電機,它將脈沖信號轉變成角位移,即給一個脈沖信號,步進電機就轉動一個角度,因此非常適合于單片機控制。步進電機一般分為永磁式(PM)、反應式(VR)和混合式(HB)3種類型。目前,二相混合式步進電機的應用最為廣泛。圖4-3為二相六線式步進電機的工作原示意圖。由圖可知,它有2個繞組,且每個繞組都有一個中間抽頭。因此,二相步進電機也就有了6根引線。當電機中的繞組通電后,其定子磁極產生磁場,將轉子吸合到相應的磁極處。若繞組在控制脈沖的作用下,通電方向使定子在順時針方向輪流產生磁場,則電機可順時針轉動;通電方向使定子在逆時針方向輪流產生磁場,則電機可逆時針轉動。控制脈沖每作用一
16、次,通電方向就變化一次,使電機轉動一步,即一個步距角。脈沖頻率越高,電機轉動也就越快。本次課設所使用的二相步進電機需要采用雙極性的接法。雙極性則是指步進電機線圈中電流的流動方向不是單向的,即繞組線圈中的電流有時沿某一方向流動,有時按相反方向流動。步進電機的雙極性驅動電路如圖4-4所示它使用8個晶體管來驅動2組相位。雙極性驅動電路可以同時驅動四線式或六線式的二相步進電機。對于二相六線式步進電機而言, 2個繞組的中間抽頭Vdd1和Vdd2都懸空。根據步進電機的工作原理,當控制器給驅動器發出脈沖信號時,驅動器經過環形分配器和功率放大后,電機繞組通電的順序為,其4個狀態按順序周而復始進行變化,電機轉動
17、; 若通電時序就變為時,電機就逆向轉動。步進電機運轉時,當達林頓管Q1和Q4導通時,線圈中電流方向為A;當達林頓管Q2和Q3導通時,線圈中電流方向為A。可見,步進電機線圈中的電流方向在運轉過程中是不斷改變的。圖4-3 二相步進電機原理圖圖4-4 雙極性驅動電路 任務要求需要對二相步進電機進行四拍,八拍的控制。其兩者的區別在于通電時序的不一樣,四拍的通電方式為:,而八拍需要在此基礎上進行細分,其通電方式為: 。由對應的通電方式,在結合圖4-4,便可以得到對應的單片機管腳P2.0,P2.1,P2.2,P2.3的電平變化情況,繪制出步進電機的四拍,八拍控制方式表格。如下表4-1和表4-2所示:表4-
18、1 步進電機四拍控制通電方式時序單片機管腳位通電的線圈對應二進制數轉換16進制數P2.3P2.2P2.1P2.010010001002H21000100008H30001000101H40100010004H表4-2 步進電機八拍控制通電方式時序單片機管腳位通電的線圈對應二進制數轉換16進制數P2.3P2.2P2.1P2.010010001002H2101010100AH31000100008H41001100109H50001000101H60101010105H70100010004H80110011006H由上述所得表格,便可以通過控制單片機I/O口輸出高低電平變化來實現步進電機的四拍,
19、八拍運轉。在編寫程序時,設置好控制字,在I/O口做循環輸出,便實現了單片機對步進電機的控制。由于單片機單獨帶負載能力較差,步進電機與單片機之間需要接入步進電機的驅動電路L298。4.3 L298驅動電路設計由課題任務要求可知,二相步進電機需采用雙極性(H橋)控制,故考慮使用芯片L298來驅動步進電機。L298N為雙全橋步進電機專用驅動芯片,內部包含4信道邏輯驅動電路,是一種二相和四相步進電機的專用驅動器,可同時驅動2個二相或1個四相步進電機,內含二個H-Bridge 的高電壓、大電流雙全橋式驅動器,接收標準TTL邏輯準位信號,可驅動46V、2A以下的步進電機,且可以直接透過電源來調節輸出電壓;
20、此芯片可直接由單片機的IO端口來提供模擬時序信號。在接入步進電機時,OUTl,OUT2 ,OUT3,OUT4接二相步進電機的,,二相步進電機的對應管腳以圖4-5為準,IN1IN4接單片機的I/O口,用來控制單片機的正反轉以及四拍,八拍通電方式。芯片的內部結構如下圖4-5所示:圖4-5 L298內部結構圖由圖4-5可以看出,L298內部集成有2個H橋路,對應的輸入接口為:IN1位P2.0,IN2為P2.1,IN3為P2.2,IN4為P2.3。對應的輸出接口為:OUT1接,OUT2接,OUT3接,OUT4接。PROTUS仿真圖為:圖4-6 驅動電路PROTUS仿真圖4.4 四位LED數碼管顯示設計
21、 任務要求需采用4位LED數碼管顯示工作步數,通過查閱相關資料,在仿真時采用型號7SEG-MPX4-CC共陰極數碼管顯示。其PROTUS仿真圖如下所示:圖4-7 數碼管顯示仿真圖單片機的P0口接數碼管輸入管腳ABCDEFG以及DP(可以不用),P3口接4位數碼管的片選端口1234,7段數碼管對應的顯示數值與輸入信號的關系可以由下表得到。表4-3 七段數碼管顯示功能表單片機管腳輸入顯示十六進制P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6ABCDEFG1111110O3FH0110000106H110110125BH111100134FH0110011466H101101156DH00
22、1111167DH1110000707H111111187FH111101196FH由上表可以得到顯示數字與單片機管腳輸入信號的對應關系。只需要控制單片機的P0口輸出信號即可顯示數字,在程序設計中,定義7段顯示數組為uchar seg=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;即可使數碼管顯示數字。5 軟件設計說明5.1總體流程分析與設計軟件模塊的分析需要根據硬件電路的設計來進行,基于上述硬件電路的分析設計,對整個程序流程需要有個整體的思考與判斷。由硬件電路的設計可以看出,程序需要實現以下幾個功能:通過開關實現電機的啟用與停止,正轉與反
23、轉,加減速,以及四拍、八拍的運行方式;由4位LED數碼管實現步進步數的顯示;3個發光二極管顯示電機的運行狀態。程序設計的總體思想是單片機通過判斷按鍵輸入電平變化從而選擇正反轉,加減速,以及四八拍的工作方式。主程序流程圖如圖5-1所示。圖 5-1 主程序流程圖5.2 設置電機轉動模式流程分析與設計由硬件電路可知,電機的轉動由開關K1K5來控制,K1為單刀雙擲開關,用于工作模式四八拍的選擇,低電平有效;K2為單刀單擲開關,用于啟動和停止的選擇,開關閉合表示啟動,此時為低電平,相反開關斷開表示停止,此時為高電平;K3為單刀單擲開關,用于電機正反轉的選擇,開關閉合時表示電機正傳,此時為低電平,相反開關
24、斷開表示電機反轉,此時為高電平;K4為單刀單擲開關,用于電機加速的選擇,開關閉合表示電機加速,此時為低電平;K5為單刀單擲開關,用于電機減速的選擇,開關閉合表示電機減速,此時為低電平。我們通過80C51讀入這六位控制字,存放在變量temp中。對應temp值如下表所示。表5-1 控制字及與轉動方式對應表K1K2K3K4K5temp轉動方式 0 1010154H正向四拍加速 1 0010194H正向八拍加速 0 1000144H反向四拍加速 1 0000184H反向八拍加速 0 1011058H正向四拍減速 1 0011098H正向八拍減速 0 1001048H反向四拍減速 1 0001088H反
25、向八拍減速 0 101115CH正向四拍常速 1 001119CH正向八拍常速 0 100114CH反向四拍常速 1 000118CH反向八拍常速對應程序段如下void keyscan()uchar temp;while(k2) mode=0;step=0;P2=0xef; /停止,綠燈亮;led_green=1; /啟動,綠燈滅;temp=P1&0xfc; /P1口取高六位有效;switch(temp)case 0x54:mode=1;break;/正向四拍加速運行;case 0x94:mode=2;break;/正向八拍加速運行;case 0x44:mode=3;break;/反向四拍加速
26、運行;case 0x84:mode=4;break;/反向八拍加速運行;case 0x58:mode=5;break;/正向四拍減速運行;case 0x98:mode=6;break;/正向八拍減速運行;case 0x48:mode=7;break;/反向四拍減速運行;case 0x88:mode=8;break;/反向八拍減速運行;case 0x5c:mode=9;break;/正向四拍常速運行;case 0x9c:mode=10;break;/正向八拍常速運行;case 0x4c:mode=11;break;/反向四拍常速運行;case 0x8c:mode=12;break;/反向八拍常速
27、運行;5.3 顯示模塊流程分析與設計由硬件部分分析可知,Led數碼管有4個管腳讀入片選信號,8個管腳讀入控制信號。本部分程序首先要對當前的步數值進行位數分離,將個、十、百、千位分別提取出來,然后通過片選信號選擇位數讀入控制字,依次進行顯示。由于單片機的計算過程非常快,我們還設置了延時程序,并且與步進電機同步,顯示一步的時間與步進電機走一步的時間相同,所以看起來各位是同時顯示的。對應程序段如下void display(uint num)uchar qian,bai,shi,ge,t;qian=num/1000;bai=(num/100)%10;shi=(num/10)%10;ge=num%10;
28、/分離出每一位;for(t=num_speed;t0;t-) P0=segqian; /千位;wela1=0;delayms(5);wela1=1;P0=segbai;/百位;wela2=0;delayms(5);wela2=1;P0=segshi;/十位;wela3=0;delayms(5);wela3=1;P0=segge;/個位;wela4=0;delayms(5);wela4=1;6 調試記錄及結果分析6.1 總體硬件仿真設計硬件設計模塊完成了對系統電路圖的設計,軟件模塊由程序實現了各項功能;接下來需要將軟件與硬件結合起來才能真正完成整個設計工作。我們采用的是PROTEUS仿真軟件得到
29、了系統的硬件圖,參見附錄1;使用Keil軟件的集成環境調試程序,程序代碼清單參見附錄。在系統完成后測試系統,檢查硬件和軟件是否能夠協調運行,并對系統出現的情況進行分析,看是否能夠達到系統設計之初所設想的效果,如達不到則重新修改系統的硬件結構或者修改軟件的程序部分,直到達到設計需要為止。本系統的設計思路為:首先從整體上劃分出各功能模塊,然后硬件和軟件同時進行依次完成各個功能模塊,最后將各個模塊聯系起來完成整個系統。6.2調試與仿真結果分析在硬件調試的過程中,遇到了很多問題。主要有:鍵盤部分設計時,開始統一用了單刀雙擲開關K1K6來控制,在多次運行過程中發現這種設計存在一定問題,比如四八拍模式的選
30、擇,若是在運行電路前同時閉合了這兩個開關,就會造成系統紊亂,故將其改換為一個單刀雙擲開關,這樣的話一次就只能選擇一種模式運行。在步進電機與驅動電路的連接中,需要準確的接好各個管腳,因為程序里的控制字對應著這些管腳電平的變化,不能隨便接,單片機的輸出口與驅動電路的輸出口也需要一一對應,否則電機無法按正常的設計運轉。經過調試以及對仿真電路圖及程序的改正,系統得以實現任務的要求,對步進電機進行控制,仿真成功。在此截取若干仿真圖進行說明。圖6-1為電機正轉時的仿真圖,電機順時針旋轉,紅燈亮。圖6-2為電機反轉時的仿真圖,電機逆時針旋轉,黃燈亮。圖6-3為電機停止時仿真圖,綠燈亮。圖6-1 步進電機正向
31、常速運行仿真圖圖6-2 步進電機反向常速運行仿真圖圖6-3 步進電機反向加速運行仿真圖由仿真圖可見,此系統實現了對步進電機的正反轉以及停止的控制,能夠利用數碼管顯示步數,通過發光二級管顯示步進電機運行狀態,此系統設計合理,滿足設計要求。小結與心得體會本次計算機控制課程設計,和以往的課程設計一樣,讓我感到收獲良多。首先,拿到題目之后我很快就確定了利用單片機來進行設計,考慮了AVR和80c51等單片機,由于此系統需要實現的功能簡單,不需要過大的內存,所以由于成本原因選擇了80c51進行設計。但是在protus仿真調試時還是出現了許多問題,程序調試時,發現了許多語法錯誤,例如缺少函數聲明就直接調用,
32、變量形式設錯等。語法沒有錯誤之后編譯成單片機能識別的.hex文件,運行仿真卻出現了步進電機轉動正常但顯示管記錄步數不正常的情況。經仔細檢查,發現是方式字的設置也出現了錯誤而導致數碼管不能正常顯示步數。仿真中也出現發光二極管亮度過低的情況,后將電阻調低后正常。本次課設經過多次調試改正錯誤,才得以仿真成功。單片機是此次設計中非常重要的元器件,在做完成課程設計的過程中,我查閱了一些資料對其進行學習,了解了其內部結構、存儲容量以及管腳功能等知識,感到受益匪淺。調試程序是一個復雜而精細的過程,很多錯誤都十分細小,在意想不到的地方,我和同學互相檢查對方的程序,才發現了彼此的問題。通過本次課程設計,我不僅加
33、深了對課堂知識的理解,拓展了單片機方面的知識,掌握了protus軟件的應用,更培養了科學的思維方式和動手能力,與同學的交流也多出了一份學術探討的氛圍,也鍛煉了我的耐心和堅持,令我受益匪淺。參考文獻1 于海生.計算機控制技術M,北京:機械工業出版社,2007年2 陳冬云.ATmega128 單片機原理與開發指導M,北京:機械工業出版社,2005年3 王彥平.RPOTEL 99 電路設計指南M,北京:清華大學出版社,2000年4 沈美明.IBM-PC匯編語言程序設計M, 北京:清華大學出版社,2001年5 沈精虎.Protel99 入門與提高M, 北京:人民郵電出版社,2007年附錄1:附圖1 系
34、統電路proteus仿真圖附錄2:/*步進電機測試程序*/#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit k2=P15;/啟動/停止開關,為0時啟動,為1時停止;sbit k3=P14;/正反轉控制開關,為1時正傳,為0時反轉;sbit wela1=P30;/數碼管位選1;sbit wela2=P31;/數碼管位選2;sbit wela3=P32;/數碼管位選3;sbit wela4=P33;/數碼管位選4;sbit led_green=P24; /控制綠燈,顯示停止;sbit led_red=P25; /控制紅
35、燈,顯示反轉;sbit led_yellow=P26;/控制黃燈,顯示正傳;unsigned char pfour=0xd1,0xd4,0xd2,0xd8;/步進電機正傳四拍數表;unsigned char peight=0xd1,0xd5,0xd4,0xd6,0xd2,0xda,0xd8,0xd9;/步進電機正傳八拍數表;unsigned char nfour=0xb1,0xb8,0xb2,0xb4;/步進電機反轉四拍數表;unsigned char neight=0xb1,0xb9,0xb8,0xba,0xb2,0xb6,0xb4,0xb5;/步進電機反轉八拍數表;uchar seg=0x
36、3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;/共陰極數碼管顯示數碼;uchar flag=0;/用來控制拍數循環;uchar mode=0;/用來標志工作模式;uchar num_speed;/用來表示速度;uint step;/用來計算步數;/*函數聲明部分*/void delayms(uint);/延時函數;void display(uint);/數碼管顯示函數;void keyscan();/按鍵檢測函數;void motor();/電機運轉函數;/*主函數*/void main()while(1)keyscan();/按鍵讀入設置的工
37、作模式;motor();/電機啟動;display(step);/顯示步數;/*數碼管顯示函數*/void display(uint num)uchar qian,bai,shi,ge,t;qian=num/1000;bai=(num/100)%10;shi=(num/10)%10;ge=num%10;/分離出每一位;for(t=num_speed;t0;t-) P0=segqian; /千位;wela1=0;delayms(5);wela1=1;P0=segbai;/百位;wela2=0;delayms(5);wela2=1;P0=segshi;/十位;wela3=0;delayms(5);
38、wela3=1;P0=segge;/個位;wela4=0;delayms(5);wela4=1;/*電機運轉函數*/void motor()switch(mode)case 1:P2=pfourflag+;if(flag=4) flag=0;step+;num_speed=10;break;case 2:P2=peightflag+;if(flag=8) flag=0;step+;num_speed=10;break;case 3:P2=nfourflag+;if(flag=4) flag=0;step+;num_speed=10;break;case 4:P2=neightflag+;if(flag=8) flag=0;step+;num_speed=10;break;case 5:P2=pfourflag+;if(flag=4) flag=0;step+;num_speed=65;break;case 6:P2=peigh
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