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基于51单片机步进电机调速系统(含完整代码).docx

发布:2018-10-11约1.03万字共26页下载文档
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课程设计报告 设计题目: 遥控小车 ——基于51单片机的步进电机调速系统 学 院: 专 业: 班 级: 学 号: 姓 名: 电子邮件: 时 间: 成 绩: 指导教师: 华 南 农 业 大 学 理 学 院 应 用 物 理 系 课 程 设 计(报告)任 务 书 学生姓名 指导教师 职称 学生学号 专业 电子信息科学与技术 题目 基于51单片机的步进电机调速系统(遥控小车) 任务与要求 1. 设计并制作电路,利用单片计控制步进电机运转。 2. 通过键盘可以不间断地设定改变电机的转速、转向。 3. 利用显示器实时显示转速等参数。 4. 扩展功能:可设定转动步数。 开始日期 2014 年3 月 完成日期 2014 年3 月 引言 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。目前,步进机已经广泛应用于领域,例如工业生产中的机械臂的控制,照明装置和监控摄像机转动等。步进机在装置转动、精确位移方面有很重大的作用。 本系统是基于STC89C51 单片机的遥控小车。采用STC89C51单片机作为控制核心,通过ULN2003A驱动步进机(28BYJ-48)转动,由按键和显示屏1602组成人机交互模块,同时通过315M无线发射和接收模块向单片机输入控制信号,将整个系统固定于简易小车上,最终实现小车测试和远程遥控功能。基本达到预定的设计要求以及功能的扩展。 系统的设计与理论分析 系统总体设计 理论分析 本设计分为两种工作模式:测试模式、遥控模式。在电路板上有一个带锁的开关进行设置。 测试模式工作时,通过控制小车上的按键进行加速、减速、反转、设置、步数增、步数减等按键,单片机扫描按键,通过软件控制液晶模块显示对应的转速、设置的速度和步数,同时控制步进机模块进行相应的转动。 步进机的是由ULN2003A达林顿管驱动,由单片机控制输入脉冲的频率来控制步进机的转速,单片机是通过程序查表对4个I/O口输出脉冲,本次设计采用的是两相四线减速步进机,步进角为5.625°,减速比为64:1,程序采用的是8拍查表,具有较好的扭矩。 遥控模式工作时,遥控部分五个按键分别输入前、后、左、右、暂停,单片机扫描按键,通过无线发射模块发射串行编码,小车的无线接收模块接收对应的编码,送至单片机进行解码,从而控制液晶模块的显示和步进机模块的工作,进而完成功能。 设定单通道无线收发模块通信协议为: 下降沿: 1ms的高电平,随后500us的低电平。 起始位: 4ms的高电平,随后4ms的低电平。 数据1: 2ms的高电平,随后500us的低电平。 数据0: 1ms的高电平,随后500us的低电平。 结束位:4ms的低电平。 发送指令程序为:{下降沿,起始位,3个数据位,结束位} 发送编码为: 右转:000 前进:001 后退:010 左转:011 接收程序通过触发外部中断1来接受信号,当P3.3口收到下降沿信号是即开始接收数据。 硬件系统设计 总体电路图 单片机最小系统 步进机模块 本次设计采用的是两相四线减速步进电机,步进角为5.625°,减速比为64:1 采用ULN2003达林顿管驱动。 液晶显示模块 液晶显示模块采用LCD1602显示屏。 测试按键模块 遥控器部分 软件系统设计 主函数 遥控模式程序 测试模式程序 键盘扫描程序 系统运行情况分析 打开小车开关后,按下“测试”按键,小车进入测试模式。连续按 “加速”按键时,小车轮子转速明显变快;连续按“减速”按键时,小车轮子转速逐渐变慢;按“反转”按键轮子转速反向。按“设置”按键会看到液晶显示屏关标闪烁,按“设置”键使光标移动,按“+”、“-”设置小车速度和步数,再一次按“设置”键,小车会依照这顶要求行驶。 按“测试”按键使其弹起,测试小车进入遥控模式工作时,打开遥控器,分别按下“前”、“后”、“左”、“右”,小车会依照对应的方向行驶,按下“暂停”键时,小车停止。 由此,改系统基本达到设计要求及拓展功能的要求。 不过因为本设计采
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