基于51单片机步进电机调速系统(含完整代码).docx
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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:
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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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