基于单片机原理的步进电机的正反转.doc

成绩

电机控制课程设计报告书
题目基于单片机原理的步进电机的正反转
院部名称
专业
班级
组长姓名
同组学生
学号
设计地点
设计学时
指导教师
金陵科技学院教务处制
目录
目录 1
摘要 1
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AT89C51的工作原理 4
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摘要
介绍了步进电机正反转控制原理及其接口驱动控制电路,编制了基于MCS-51单片机的步进电机正反转控制的子程序,并应用wave软件进行了仿真。证明在并行口控制中,可以利用软件实现环行脉冲分配,实现程序较简单,同时还可以节省硬件投资。结合单片机控制步进电动机的实际工作环境,从提高控制系统运行的可靠性角度,讨论了实际应用的软件抗干扰技术。
关键词单片机;步进电机;正反转控制


电机控制课程设计是考察学生利用所学过的电机控制专业知识,进行综合的电机控制系统设计并最终完成实际系统连接,能够使学生对电气与自动化的专业知识进行综合应用,培养学生的创新能力和团队协作能力,提高学生的动手实践能力。最终形成一篇符合规范的设计说明书,并参加综合实践答辩,为后期的毕业设计做好准备。
本次设计考核的能力主要有:
专业知识应用能力,包括电路分析、电子技术、单片机、检测技术、电气控制、电机与拖动、微特电机及其驱动、计算机高级语言、计算机辅助设计、计算机办公软件等课程,还包括本专业的拓展性课程如变频器、组态技术、现场总线技术、伺服电机等课程。
项目设计与运作能力,团队协作能力,技术文档撰写能力,PPT汇报与口头表达能力。
电气与自动化系统的设计与实际应用能力。
要求完成的工作量包括:
制作实际成品,并现场演示效果。
学生结合课题进行PPT演讲与答辩。
学生上交课题要求的各类设计技术文档。


本系统主要由电源模块、控制模块、电机驱动模块、按键中断模块等四个模块组成。
电源模块的功能是将交流220V电源经过整流转化为直流+5V电源,以供给控制、显示、驱动等模块供电。
控制模块是系统的主导作用,即51单片机的最小系统,用来发送信号以控制电机及显示。
电机驱动模块使用的是ULN2003芯片。,在5V的直流工作电压下它能与TTL和CMOS电路直接相连,可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。
按键模块则分为启动按键和中断按键,启动按键使用的是单片机普通的I/O口。用来控制系统启动。中断按键则是使用的外部中断口(,)。在系统运行时则可以随时控制电机的加减速。


该电路工作原理:本项目中选用了最基础的C51单片机做为其控制核心,单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统,本设计采用AT89C51单片机,最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路、电源电路。
单片机最小系统复位电路的极性电容C3的大小直接影响单片机的复位时间,一般采用10~30uF,51单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短。
51单片机最小系统晶振X1也可以采用6MHz或者12MHz,在正常工作的情况下可以采用更高频率的晶振,51单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度,频率越大处理速度越快。
单片机最小系统起振电容C2、C3一般采用15~33pF,并且电容离晶振越近越好。P0口为开漏输出,作为输出口时需加上拉电阻RP1,阻值一般为10k。设置为定时器模式时,加1计数器是对内部机器周期计数(1个机器周期等于12个振荡周期,即计数频率为晶振频率的1/12)。计数值N乘以机器周期Tcy就是定时时间t.
设置为计数器模式时,外部事件计数脉冲由T0或T1引脚输入到计数器。在每个机器周期的S5P2期间采样T0、T1引脚电平。当某周期采样到一高电平输入,而下一周期又采样到一低电平时,则计数器加1,更新的计数值在下一个机器周期的S3P1期间装入计数器。由于检测一个从1到0的下降沿需要2个机器周期,因此要求被采样的电平至少要维持一个机器周期。当晶振频率为12MHz时,最高计数频率不超过1/2MH