1、武漢理工大學華夏學院信息工程課程設計報告書課程名稱計算機控制技術課程設計總評成績學生姓名、學號劉志勇學生專業班級自動化1111班指導教師姓名張素文課程設計起止時間課程設計基本要求課程設計是工科學生十分重要的實踐教學環節，通過課程設計，培養學生綜 合運用先修課程的理論知識和專業技能，解決工程領域某一方面實際問題的能力。 課程設計報告是科學論文寫作的基礎，不僅可以培養和訓練學生的邏輯歸納能力、 綜合分析能力和文字表達能力，也是規范課程設計教學要求、反映課程設計教學 水平的重要依據。為了加強課程設計教學管理，提高課程設計教學質量，特擬定 如下基本要求。課程設計教學一般可分為設計項目的選題、項目設計方

2、案論證、項目設 計結果分析、答辯等4個環節，每個環節都應有一定的考核要求和考核成績。課程設計項目的選題要符合本課程設計教學大綱的要求，該項目應能突 出學生實踐能力、設計能力和創新能力的培養；該項目有一定的實用性，且學生 通過努力在規定的時間內是可以完成的。課程設計項目名稱、目的及技術要求記 錄于課程設計報告書一、二項中，課程設計項目的選題考核成績占10%左右。項目設計方案論證主要包括可行性設計方案論證、從可行性方案中確定 最佳方案，實施最佳方案的軟件程序、硬件電路原理圖和PCB圖。項目設計方案 論證內容記錄于課程設計報告書第三項中，項目設計方案論證主要考核設計方案 的正確性、可行性和創新性，考

3、核成績占30%左右。項目設計結果分析主要包括項目設計與制作結果的工藝水平，項目測試 性能指標的正確性和完整性，項目測試中出現故障或錯誤原因的分析和處理方法。 項目設計結果分析記錄于課程設計報告書第四項中，考核成績占25%左右。學生在課程設計過程中應認真閱讀與本課程設計項目相關的文獻，培養 自己的閱讀興趣和習慣，借以啟發自己的思維，提高綜合分析和理解能力。文獻 閱讀摘要記錄于課程設計報告書第五項中，考核成績占10%左右。答辯是課程設計中十分重要的環節，由課程設計指導教師向答辯學生提 出23個問題，通過答辯可進一步了解學生對課程設計中理論知識和實際技能 掌握的程度，以及對問題的理解、分析和判斷能力

4、。答辯考核成績占25%左右。學生應在課程設計周內認真參加項目設計的各個環節，按時完成課程設計 報告書交給課程設計指導教師評閱。課程設計指導教師應認真指導學生課程設計 全過程，認真評閱學生的每一份課程設計報告，給出課程設計綜合評閱意見和每 一個環節的評分成績（百分制），最后將百分制評分成績轉換為五級分制（優秀、 良好、中等、及格、不及格）總評成績。課程設計報告書是實踐教學水平評估的重要資料，應按課程、班級集中 存檔交實驗室統一管理。課程設計任務書學生姓名：劉志勇專業班級：自動化1111班指導教師：張素文工作單位：信息工程系題 目：三相步進電機三相單三拍控制系統的設計初始條件：1、設計一個三相步進

5、電機控制系統，要求系統具有如下功能：步進電機采用三相單三拍工 作方式，K1為啟動/停止控制、K2方向控制；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；2、PC機及51單片機應用開發系統一套；要求完成的主要任務：1、硬件設計：采用51單片機設計系統總體電路及詳細的硬件電路，分析其工作原理并畫出詳細的原理圖；2、軟件設計：設計系統的總體程序流程圖；給出各模塊的程序流程圖；編寫程序等3、仿真并調試設計的硬件電路和軟件程序；4、完成符合要求的課程設計說明書。5、課程設計說明書要求：引言、設計要求、系統結構設計、原理分析、各個模塊的設計與仿真、軟

6、件設計、調試過程、收獲、體會及總結、參考文獻、電路圖和源程序。說明 書使用A4打印紙，計算機打印或手寫，用Protel等繪圖軟件繪制電子線路圖紙。時間安排：第13天下達課程設計任務書和日程安排，根據任務書查找資料；第4-5天 完成方案論證比較，設計系統的總體結構；第69天詳細設計系統的各部分的硬件電路；第1014天詳細設計總體軟件及各部分的程序流程圖，完成程序的編寫；第1516天調試硬件系統和軟件程序；第1720天結果分析整理、撰寫課程設計報告，驗收和答辯。指導教師簽名:一、課程設計項目名稱步進電機控制系統設計（實際為帶兩個中心抽頭的兩相步進電機一相四拍驅動的控制 系統設計，因為仿真軟件中只有

7、兩相六線制步進電機，一相四拍為其 中之一的工作方式，其它工作方式一相兩拍、兩相兩拍不使用抽頭、 兩相四拍使用中心抽頭、一二相四拍、一二相八拍和三、四、五相步 進電機的控制均只需改變軟件當中的輸出字表、正反轉循環次數和硬 件當中的單片機與驅動芯片與步進電機之間的連線，并驗證系統的正 確性，所以調整了題目。）二、項目設計目的及技術要求目的：綜合運用相關課程知識。初步了解實際應用。鍛煉實際動手能力。要求：能控制步進電機的正反轉、停止與啟動。步進電機的狀態應設有指示燈。數碼管顯示步進電機的步數。控制系統應穩定、快速、準確。包括數碼管、指示燈的穩定正 確顯示，按鈕的有效性，步進電機正常勻速運轉。調試時能

8、調整步進電機的轉速、步距角。6、仿真演示所有功能并驗證要求。文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持. 三、項目設計方案論證（可行性方案、最佳方案、軟件程序、硬件電路原理圖和PCB圖）原理：硬件部分,AT89C52單片機作為處理器，裝載程序，接受和輸出 控制信號。ULN2003A反向器作為驅動器，內部有達林頓管放大電流， 提供足夠的電流使步進電機擁有強大的扭矩帶動負載。74LS14六非 門集成芯片用于改變信號方向與74HC373鎖存器存儲單元一起驅動 LED數碼管，使其靜態顯示。兩相六線制步進電機作為被控對象。LED 數碼管用于步進電機旋轉步數的數字顯示。發光二極管作為指示

9、燈。 按鈕用于人為控制。電源、晶振、電容、電阻、導線為輔助部件部分 系統自帶。軟件部分，死循環作為主函數，不斷調用子函數。子函數有延時、 掃描顯示、數據處理、報警、正反鍵、啟停鍵、正轉、反轉，相互之 間調用。DD口。DI01DZ023JD404D506BWD707OFLEDDI01D2020300D404505DtSOOT7LE:D1耳：D27:D3B13H1774LE141圖1.原理圖程序: #include reg51.h#includeintrins.h/_nop_();延時函數用#includemath.h #define disdata P2#define discan P1#def

10、ine bujin P3#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit keyl=P00;sbit key02=P01;sbit beep=P02;sbit beepl=P03;sbit beep02=P04;uint temp=0;uint te=0;uint j=0;uchar h;uchar r=0;uchar st=1;uchar st1=1;uchardis_711 = 0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f,0 x00;/共陰 led 段

11、碼表 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、不亮 uchar scan_con4 = (0 xfe,0 xfd,0 xfb,0 xf7;/位uchar display6 = 0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00;/ 四個數據和一 個暫用uchar zheng4 = 0 x07,0 x0b,0 x0d,0 x0e;/正轉信號表uchar fan4 = 0 x0e,0 x0d,0 x0b,0 x07;/反轉信號表/* 延時子程序 */void delay(uint t)for(;t0;t-);_nop_();/* 顯示掃描 */void scan()char k;for(k

12、=0;k4) tem=temp-2;display3=tem/1000;te=tem%1000;display2=te/100;display0=te%100;display1=display0/10;display0=display0%10;if(!display3)display3=0 x0a;if(!display2)display2=0 x0a;if(!display1)display1=0 x0a;/*燈 */void BEEP()if(st=1)beep=1;elsebeep=0;if(st!=1)beep1=1;elsebeep1=0;if(st1=1)beep02=1;else

13、beep02=0;/* 正反鍵 */void keyzf()while(key1=0)delay(300);if(key1=0)st+;if(st=3)st=1;if(st1=1) temp=0;while(!key1);delay(300);while(!key1);/* 啟停鍵 */void keyqt()while(key02=0)delay(300);if(key02=0)st1+;if(st1=3)st1=1;while(!key02);delay(300);while(!key02);/* 正轉 */uint zheng_z()if(st1=2) for(;r4;r+)if(tem

14、p=0) work_temp(temp);scan();h=zhengr;bujin=h; temp+;keyqt();if(st1=1)break;for(j=0;j100;j+)delay(200);work_temp(temp);scan();h=zhengr;bujin=h; temp+; r=0;elseif(temp=0) work_temp(temp);scan();return(temp);/* 反轉 */uint fan_z()if(st1=2) for(;r4;r+)if(temp=0) work_temp(temp);scan();h=fanr;bujin=h; temp

15、+;keyqt();if(st1=1)break;for(j=0;j100;j+)delay(200);work_temp(temp);scan();h=fanr; bujin=h; temp+; r=0;elseif(temp=0) work_temp(temp);scan();return(temp);/* 主函數 */void main()while(1)keyzf();keyqt();BEEP();switch(st)case 1:(zheng_z();break;case 2:(fan_z();break;文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持. 四、項目設計結

16、果分析（分析試驗過程中獲得的數據、波形、現象或問題的正確性和必然性，分析產生不正確結果的原因和處理方法） 結果：說明，由于圖片不能看到動態效果，部分功能展示不出來，敘述 也比較繁瑣，所以提供視頻觀看地址_show/id_XODU1MDg1MjIw.html。步進電機的步距角設置為1度， 便于觀察實驗結果，即度數與步數是否一致。度數為系統自帶不能人 為控制。實際中也能達到0.6度，由相數、接線方式、工作方式、轉 子齒數確定，本設計采用兩相六線制，四線接驅動兩線接電源，一相 四拍工作方式。從上到下，第一個按鈕控制正反轉，第二個啟停，第 三個單片機復位，是實際需要使步進電機定位，解決剛啟動時的失步

17、問題，第一個發光二極管指示正轉，第二個反轉，第三個停止。不作任何操作，初始狀態，步數顯示為0，綠燈亮指示電機處 在停止狀態，系統自帶角度顯示為0.00，紅燈亮指示默認的正轉模 式，綠燈亮指示停止狀態。圖2.初始狀態、正轉停止狀態按下第二個按鈕啟動，正轉過程中，步數顯示22與角度顯示+21.2基本一致，紅燈亮指示正處于正轉狀態。圖3.正轉過程中按下第二個按鈕停止，步數顯示47，角度顯示+46.5，紅燈 和綠燈同時亮指示正轉模式暫停狀態。圖4.正轉停止狀態按下第二個按鈕啟動，繼續正轉，正轉過程中。步數顯示80，角度顯示+78.0，因為啟動了一次，所以失去了兩步，每次失步不超過4步，只有紅燈亮指示正

18、處于正轉狀態。TEE.T 官ELUIiVY圖5.正轉過程中按下第二個按鈕停止，步數顯示113，角度顯示+112，紅燈和綠燈同時亮指示正轉模式暫停狀態。圖6.正轉停止狀態按下第一個按鈕切換旋轉方向，步數為0，角度為+112不 變，為系統自帶無法人為控制，黃燈和綠燈同時亮指示反轉模式停止 狀態。圖7.反轉停止狀態按下第二個按鈕啟動，反轉過程中，步數顯示10，角度 顯示+103，減小了 9,說明又失1步，角度減小說明反轉，黃燈亮指示正處于反轉狀態。圖8.反轉過程中按下第二個按鈕停止，步數顯示47,角度顯示+65.5,黃燈 和綠燈同時亮指示反轉模式暫停狀態。圖9.反轉停止狀態按下第二個按鈕啟動，反轉過

19、程中，過了一會兒，再按下第 二個按鈕停止，步數顯示142，角度顯示-28.5，黃燈和綠燈同時亮 指示反轉模式暫停狀態。圖10.反轉停止狀態按下第一個按鈕切換旋轉方向，步數為0，角度為-28.5不變，紅燈和綠燈同時亮指示正轉模式停止狀態。圖11.正轉停止狀態按下第二個按鈕啟動，正轉過程中，過一會兒，按下第二個 按鈕停止，步數顯示53，角度顯示+24.5，角度增加說明正轉，紅燈和綠燈同時亮指示正轉模式暫停狀態。圖12.正轉停止狀態按下第三個按鈕復位，步數顯示0，角度顯示+24.5不變， 應證了圖12正轉停止狀態。可實現停止功能即回到初始狀態，角度 不為0，因為它不受人為控制。當開機后，中間啟動多次

20、，導致失步 太多即誤差較大，可使用該功能。相當于人休息會兒喘口氣調整狀態， 繼續開始，但是對于它來說時間很短只有兩三次按按鈕的時間。圖13.復位改變正反轉延時，到達調速目的，圖14左下方綠色字體顯示時間00： 01： 13.227表示1分13秒電機步數就達到3275。LED-RED UED-YELLOW圖14.改變轉速五、參考文獻（相關文獻不少于5篇，記錄每篇文獻的作者姓名. 文獻名稱.文獻發行城市：文獻出版社，出版年；文獻內容摘要，每 篇不少于100字）李發海，王巖.電機與拖動基礎.4版.北京:清華大學出版社，2012.6 本書主要講述電機與電力拖動的基本理論和基本知識，主要內容包括 電力拖動系統動力學，直流電機原理，他勵直流電動機的啟動、調速 與四象限運行，變壓器，交流電機電樞繞組電動勢與磁通勢，三相異 步電動機原理、啟動和四象限運行，同步電動機，交流電機調速，微 控電機和電動機的選擇。康華光.電子技術基礎.數字部分.5版.北京：高等教育出版社， 2006.1內容包括：數字邏輯概論，邏輯代數與硬件描述語言基礎， 邏輯門電路，組合邏輯電路，鎖存器和觸發器，時