单片机课程设计 李巧丽

江南大学物联网工程学院课程设计报告课程名称：单片机原理及应用设计题目：步进电机控制系统的设计班级：自动化1205姓名：李巧丽学号：1070412526指导教师：赵芝璞评分：2015年6月30日目录绪论11.1设计目的11.2设计要求11.3实验仪器1步进电机简介12.1概述12.2步进电机工作原理1硬件线路图及主要芯片说明23.1硬件线路图23.2主要芯片说明3系统工作原理34.1按键部分34.2状态显示部分4系统程序4设计体会8绪论1.1设计目的通过具体小型测试系统设计，实践单片机系统设计及调试的全过程，以加深对单片机内部结构、功能和指令系统的理解，并进一步学习单片机开发系统的应用及一些外围芯片的接口和编程方法，初步掌握单片机系统的硬、软件设计技术及调试技巧。1.2设计要求1）电机转速可以平稳控制2）通过键盘和显示器可以设置电机的转速3）显示电机的速度趋势1.3实验仪器IBMPC机一台DP-51PRO.NET单片机仿真器、编程器、实验仪三合一综合开发平台一台步进电机简介2.1概述步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。

正常情况下，步进电机转过的总角度和输入的脉冲数成正比；连续输入一定频率的脉冲时，电动机的转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系，不受电压波动和负载变化的影响。由于步进电动机能直接接收数字量的输入，所以特别适合于微机控制。2.2步进电机工作原理步进电机的工作就是步进转动，其功用是将脉冲电信号变换为相应的角位移或是直线位移，就是给一个脉冲信号，电动机转动一个角度或是前进一步。步进电机的角位移量与脉冲数成正比，它的转速与脉冲频率(f)成正比，在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。下图所示为四相步进电机，通过对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如下图所示。单四拍双四拍八拍第三章硬件线路图及主要芯片说明3.1硬件线路图本实验的硬件线路图如下图所示3.2主要芯片说明AT89C51的主要参数如下表所示型号存储器定时器I/O口串行口中断速度（MH）其他特点E²PROMROMRAM89C514K1282321624低电压引脚排序其中p0口为信号的输入部分，p1口为发光二极管显示部分，p2口作为电机的驱动部分。第四章系统工作原理4.1按键部分本次设计选用的是单片机的P0口来控制信号的输入，所以把按键开关和P0口连接起来，当按下开关S1时，相当于给P0.0口一个低电平；当按下开关S2时，相当于给P0.1口一个低电平；当按下开关S3时，相当于给P0.2口一个低电平；当按下开关S4时，相当于给P0.3口一个低电平；当按下开关S5时，相当于给P0.4口一个低电平。然后通过单片机实行相应的操作。4.2状态显示部分状态指示用P1口控制发光二极管的显示，如果相应端口是低电平，相应的发光二极管就会亮，用它来表示步进电机所处的状态。第五章系统程序#include<reg51.h>sbitA1=P1^0;//定义步进电机连接端口sbitB1=P1^1;sbitC1=P1^2;sbitD1=P1^3;sbitK0=P2^0;//最慢sbitK1=P2^1;//sbitK2=P2^2;//sbitK3=P2^3;//最快sbitK4=P2^4;//单双八拍sbitK5=P2^5;//单四拍sbitK6=P2^6;//双四拍sbitK7=P2^7;//1正转0反转sbitK8=P3^2;sbitK9=P3^3;sbitK10=P3^4;sbitK11=P3^5;#defineCoil_A1{A1=0;B1=1;C1=1;D1=1;}//A相通电，其他相断电，低电平有效#defineCoil_B1{A1=1;B1=0;C1=1;D1=1;}//B相通电，其他相断电#defineCoil_C1{A1=1;B1=1;C1=0;D1=1;}//C相通电，其他相断电#defineCoil_D1{A1=1;B1=1;C1=1;D1=0;}//D相通电，其他相断电#defineCoil_AB1{A1=0;B1=0;C1=1;D1=1;}//AB相#defineCoil_BC1{A1=1;B1=0;C1=0;D1=1;}//BC相#defineCoil_CD1{A1=1;B1=1;C1=0;D1=0;}//CD相#defineCoil_DA1{A1=0;B1=1;C1=1;D1=0;}//DA相#defineCoil_OFF{A1=1;B1=1;C1=1;D1=1;}//全部断电unsignedcharSpeed;voidDelayUs2x(unsignedchart){while(--t);}voidDelayMs(unsignedchart) {while(t--){//大致延时1mSDelayUs2x(245); DelayUs2x(245);}}//*******************************************************************************voiddanshuangbapai(unsignedcharSp){ Coil_A1 DelayMs(Sp); Coil_AB1 DelayMs(Sp); Coil_B1 DelayMs(Sp); Coil_BC1 DelayMs(Sp); Coil_C1 DelayMs(Sp); Coil_CD1 DelayMs(Sp); Coil_D1 DelayMs(Sp); Coil_DA1 DelayMs(Sp);}voiddanshuangbapaif(unsignedcharSp){Coil_DA1 DelayMs(Sp); Coil_D1 DelayMs(Sp); Coil_CD1 DelayMs(Sp); Coil_C1 DelayMs(Sp); Coil_B1 DelayMs(Sp); Coil_AB1 DelayMs(Sp); Coil_A1 DelayMs(Sp);}voiddansipai(unsignedcharSp){ Coil_A1 DelayMs(Sp); Coil_B1 DelayMs(Sp); Coil_C1 DelayMs(Sp); Coil_D1 DelayMs(Sp);}voiddansipaif(unsignedcharSp){Coil_D1 DelayMs(Sp); Coil_C1 DelayMs(Sp); Coil_B1 DelayMs(Sp); Coil_A1 DelayMs(Sp);}voidshuangsipai(unsignedcharSp){Coil_AB1DelayMs(Sp);Coil_BC1DelayMs(Sp);Coil_CD1DelayMs(Sp);Coil_DA1DelayMs(Sp);}voidshuangsipaif(unsignedcharSp){Coil_DA1DelayMs(Sp);Coil_CD1DelayMs(Sp);Coil_BC1DelayMs(Sp);Coil_AB1DelayMs(Sp);}//*******************************************************************************voidmain(void){while(1){if(K0==1)//最低速Speed=20;if(K1==1)Speed=15;if(K2==1)Speed=10;if(K3==1)//最高速Speed=5;if(Speed==20)P0=0xfe;//11111110elseif(Speed==15)P0=0xfc;//11111100elseif(Speed==10)P0=0xf8;elseif(Speed==5)P0=0xf0;elseP0=0xff;if(K4==1&&K7==1)//单双八拍正danshuangbapai(Speed);if(K4==1&&K7==0)//单双八拍反danshuangbapaif(Speed);if(K5==1&&K7==1)//单四拍正dansipai(Speed);if(K5==1&&K7==0)//单四拍反dansipaif(Speed);if(K6==1&&K7==1)//双四拍正shuangsipai(Speed);if(K6==1&&K7==0)//双四拍反shuangsipaif(Speed);if((K3==0&&K2==0&&K1==0&&K1==0))Speed=0;if(K4==1)K8=0;else{K8=1;}if(K5==1)K9=0;else{K9=1;}if(K6==1)K10=0;else{K10=1;}