基于红外线控制步进直流双电机驱动

河南大学物理与电子学院单片机课程设计论文河南大学物理与电子学院2015级单片机课程设计论文 基于红外线控制步进直流双电机驱动论 文 作 者： 所 在 学 院： 所 学 专 业： 指导教师姓名： 论文完成时间： 15目 录0 前言11 系统组成与功能11.1 系统组成11.2 系统功能61.3 系统原理72 系统图102.1 实物图102.2 电路框图112.3 实物照片123 程序流程图134 程序原理145 元件清单166 制作过程概述167 其他实现方案168 结论16参考文献17基于红外线控制步进直流双电机驱动娄天恒（河南大学物理与电子学院，河南 开封，475004）0 前言步进电动机的发展与计算机工业存在密切相关。自从步进电动机在计算机外围设备中取代小型直流电动机后，其设备的性能提高，促进了步进电动机的发展。另一方面，微型计算机与数字控制技术的发展，又将是作为数控系统执行部件的直线步进电机应用到其它领域，例如电加工机床、小功率机械加工机床、测量仪器、光学和医疗仪器以及包装机械等。在本学期的单片机在课程设计中，我设计出了一种基于基于红外线控制电机的驱动模块。而且设计出了实际的成品，经过调试后能实现预期的功能，该模块可以拆卸成两个子模块可分别应用于小车行驶控制和进行拉动作业控制，并能用红外遥控器进行较近距离操控。1 系统组成与功能1.1 系统组成本系统主要有STC89C52单片机、ULN2803芯片、四位一体七段数码管和直流步进电机以及红外线控制装置等元件组成。1.1.1 STC89C52STC89C52具有如下特点：40个引脚，8k Bytes Flash片内程序存储器，256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。此外，AT89S52设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。图1-1 AT89C51引脚图空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位2。引脚图如图1-1所示。1.1.2 共阳极四位一体数码管 数码管结构如图 1，一般7段数码管由7段条形发光二极管和一个圆点发光二极管组成，控制ABCDEFG发光二极管的亮灭，可以显示0-F字符以及其他特殊字符，控制DP发光二极管的亮灭能控制是否显示小数点。如图 2，为四位一体共阳数码管的内部结构，在使用时12、9、8、6分时接高电平，11、7、4、3、1、10、5、3引脚对应于数码的A-G、DP发光管，控制A-G、DP发光管的高低电平能控制对应发光管的灭亮。例如对于第一位的共阳数码管，令12脚为高电平，11、7、4、2、1、10、3为低电平，5为高电平，则第一位数码管显示字符“0”，具体的共阳共阴数码管的编码参加后面章节4。 数码管动态扫描原理数码管动态扫描的原理是利用人的视觉暂留原理，快速循环显示各个数码管的字符，形成连续的字符串。例如，在数码管显示“1234”字符的流程如下：1、第1位数码管显示“1”，第234位数码管不显示；2、经过时间t后，第2位数码管显示“2”，第134位数码管不显示；3、又经过时间t后，第3位数码管显示“3”，第124位数码管不显示；4、又经过时间t后，第4位数码管显示“4”，第123位数码管不显示；5、又经过时间t后，返回第1步显示第1位数码管，依次循坏。其中扫描显示间隔t是很关键的参数，t太长将会导致数码管闪烁，一般选择红外接收函数处理-判断是否允许电机转动-允许的话电机驱动并显示数值（不允许的话电机不懂并显示为0）4元件清单STC89C52芯片两个，步进电机和直流电机各一个，ULN2803一个，四位一体共阳极数码管一个，PNP型三极管4个，电解电容一个，电阻两个，轻触开关一个，晶振一个，电容两个，六角开关一个，USB接线一个，绝缘板一个。5制作过程简要概述制作过程的大体流程是在查阅相关资料后先制作pcb版图和protues仿真，在此基础上写好程序在仿真图中测试，结果无误后，购买实物元件，焊接，烧录程序测试，针对问题进行查找，在此讲一下我遇到的问题：硬件问题：我遇到了焊接时一些元器件的引脚作用不是很清楚导致了一些电路问题，提议在焊接前最好把引脚作用了解后再焊接电路。软件作用：有时软件的编译不符合硬件的要求所以要针对电路来编写软件，多多查阅网上资料。6其他实现方案 我用其他驱动方案做个简单的介绍7.1步进电机可以采用其他励磁方式在此做一个介绍相关改动只用把程序中电机驱动的十六位进制数改动即可。2 相励磁：在每一瞬间，步进电动机有 2 个线圈同时导通。每送一个励磁信号，步进电动机能旋转 1.8。其特点是:输出转矩大，振动小。因而成为目前使用最多的励磁方式。如果以该方式控制步进电机正转，对应的励磁顺序见表 2。若励磁信号反向传送，则步进电机反转。表 22 相励磁顺序表STEPABAB11100201103001141001励磁顺序说明：1-2相励磁1 相励磁与 2 相励磁交替导通的方式。每送一个励磁信号，步进电机能旋转 0.9。其特点是:分辨率高，运转平滑，故应用也很广泛。如果以该方式控制步进电机正转，对应的励磁顺序见表 3。若励磁信号反向传送，则步进电机反转。表 3 1-2 相励磁顺序表STEPABAB1100021100301004011050010600117000181001励磁顺序说明：7.2直流电机可以采用三极管电流驱动放大电路来实现如图所示：7结论通过本学期单片机课程设计的学习与动手制作，本设计基本上实现的预定功能，但在此基础上还可以根据不同的需求做相应的扩展,比如可以设计实现与计算机的通信，用计算机来控制转速的大小等。由于个人的知识有限，设计本身可能有不足之处，比如精确测速达不到标准，还有待进一步改进。参考文献1 /s/blog_7d8d7c710102xh99.html-沙鸥的博客2 ULN2803中文资料、英文资