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2026-07-05 05:54 本頁(yè)面

【正文】步進(jìn)電機(jī)原理圖相順序從0到1稱為一步，四相四拍為0123則稱為通電一周，若循環(huán)進(jìn)行這種通電一周的操作，電機(jī)便連續(xù)的轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，而進(jìn)行相反的通電順序如3210將使電機(jī)同速反轉(zhuǎn)。同理四相八拍的通電順序?yàn)锳ABBBCCCDDDAA（本設(shè)計(jì)用的是四相八拍）。通電一周的周期越短，即驅(qū)動(dòng)頻率越高，則電機(jī)轉(zhuǎn)速越快，但步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速也不可能太快，因?yàn)樗孔咭徊叫枰欢ǖ臅r(shí)間，若信號(hào)頻率過(guò)高，可能導(dǎo)致電機(jī)失步，甚至只在原步顫動(dòng)。本設(shè)計(jì)采用LM3S1138微控制器(晶振頻率為12MHZ)對(duì)該四線八相制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制。通過(guò)I/O口輸出的具有時(shí)序的方波作為步進(jìn)電機(jī)的控制信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過(guò)特定芯片驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。本文選用ULN2003構(gòu)成步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，ULN2003 是高耐壓、大電流達(dá)林頓陳列，由七個(gè)硅NPN 達(dá)林頓管組成。選擇ULN2003A作為步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路。其內(nèi)部集成了一個(gè)消線圈反電動(dòng)勢(shì)的二極管，可用來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器。它是雙列16腳封裝,NPN晶體管矩陣,最大驅(qū)動(dòng)電壓=50V,電流=500mA,輸入電壓=5V,適用于TTLCOMS,由達(dá)林頓管組成驅(qū)動(dòng)電路。ULN是集成達(dá)林頓管IC,內(nèi)部還集成了一個(gè)消線圈反電動(dòng)勢(shì)的二極管,它的輸出端允許通過(guò)電流為200mA，飽和壓降VCE約1V左右，耐壓BVCEO約為36V。用戶輸出口的外接負(fù)載可根據(jù)以上參數(shù)估算。采用集電極開路輸出，輸出電流大，故可直接驅(qū)動(dòng)繼電器或固體繼電器，也可直接驅(qū)動(dòng)低壓燈泡。通常單片機(jī)驅(qū)動(dòng)ULN2003時(shí)，上拉2K的電阻較為合適，同時(shí)，COM引腳應(yīng)該懸空或接電源。圖如圖27所示。ULN2003和LM3S1138微控制器構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路如圖28所示。圖27 ULN2003內(nèi)部方框圖該電路的特點(diǎn)如下：ULN2003 的基極電阻,在5V 的工作電壓下它能與TTL 和CMOS 電路直接相連，可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器來(lái)處理的數(shù)據(jù)。ULN2003 工作電壓高，工作電流大，灌電流可達(dá)500mA，并且能夠在關(guān)態(tài)時(shí)承受50V 的電壓，輸出還可以在高負(fù)載電流并行運(yùn)行。ULN2003 采用DIP—16 塑料封裝。輸入低電平輸出高電平，輸入高電平輸出低電平。ULN2003A的輸出結(jié)構(gòu)是集電極開路的，所以要在輸出端接一個(gè)上拉電阻，在輸入低電平的時(shí)候輸出才是高電平本次課程設(shè)計(jì)使用的5線4相步進(jìn)電28BYJ48有VCC線故不需接上拉電阻。圖28 ULN2003和LM3S1138微控制器構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路：3412 圖29 光敏電阻分布圖通過(guò)比較2和4兩組電壓的大小，實(shí)現(xiàn)豎直方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)比較3和4兩組電壓的大小，實(shí)現(xiàn)水平方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。圖210檢測(cè)電路單片機(jī)的選擇主要考慮了單片機(jī)自帶資源是否滿足設(shè)計(jì)要求，如果能夠選擇合適的單片機(jī)，則可大為簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度，從而提高系統(tǒng)的可靠性。本系統(tǒng)采用LM3S1138微控制器作為核心控制單元。LM3S1138微控制器具有的電池備用的休眠模塊，可以有效地使LM3S1138掉電，在長(zhǎng)時(shí)間的器件停止工作過(guò)程中讓器件進(jìn)入一個(gè)低功耗的狀態(tài)，這非常適合要求最大限度降低功耗的應(yīng)用。LM3S1138微控制器的優(yōu)勢(shì)還在于能夠方便的運(yùn)用多種ARM的開發(fā)工具和片上系統(tǒng)（SoC）的底層IP應(yīng)用方案，以及廣大的用戶群體。另外，該微控制器使用了兼容ARM Thumb的Thumb2指令集來(lái)減少存儲(chǔ)容量的需求，并以此達(dá)到降低成本的目的。最后，LM3S1138微控制器Stellaris系列的所有成員是代碼兼容的，這為用戶提供了靈活性，能夠適應(yīng)各種精確的需求。LM3S1138微控制器的相關(guān)特性：216。單輸入和微分輸入配置 216。用作單終端輸入的8個(gè)10位通道（輸入） 216。靈活、可配置的模數(shù)轉(zhuǎn)換 216。可以把輸出配置為：驅(qū)動(dòng)輸出管腳、產(chǎn)生中斷或者ADC采樣序列 216。比較兩個(gè)外部管腳輸入或者將外部管腳輸入與內(nèi)部可編程參考電壓相比較 216。片內(nèi)低壓差（LDO）穩(wěn)壓器，具有可編程的輸出電壓，因此采用LM3S1138微控制器可以最大程度提高本系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。圖211 LM3S1138芯片引腳圖本設(shè)計(jì)中程序采用C語(yǔ)言進(jìn)行設(shè)計(jì)。程序中主要有以下幾個(gè)主要子程序：主程序，LM3S1138微控制器內(nèi)部集成的A/D模塊初始化、采集、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)程序，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制程序。程序源代碼見附錄。三、總體調(diào)試軟硬件調(diào)試寫完成后，在對(duì)整個(gè)系統(tǒng)調(diào)試的過(guò)程中，出現(xiàn)了電機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)等問(wèn)題。主要通過(guò)單獨(dú)調(diào)試各個(gè)模塊及檢查相關(guān)硬件電路的焊接，找出問(wèn)題所在，然后針對(duì)問(wèn)題逐個(gè)擊破，最后成功完成本設(shè)計(jì)。四、設(shè)計(jì)總結(jié)本系統(tǒng)是點(diǎn)光源隨動(dòng)系統(tǒng)，通過(guò)采用lm3s1138單片機(jī)作為核心部件，光敏三級(jí)管檢測(cè)到的信號(hào)時(shí)通過(guò)AD轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳輸給單片機(jī)，將處理的結(jié)果以脈沖的形式輸出給驅(qū)動(dòng)電路uln2003，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。使其追蹤到點(diǎn)光源的位置。通過(guò)老師同學(xué)的共同努力，大家相互配合，不斷彌補(bǔ)知識(shí)的漏洞，基本可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)光源隨動(dòng)的功能五、參考文獻(xiàn)[1]薛建國(guó)．基于單片機(jī)的太陽(yáng)能電池自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].長(zhǎng)春師范學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005，24(3)：2630．[2]張興磊，楊麗麗．一種太陽(yáng)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]．青島農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，26(4)：315—318．[3]李敏，劉京城，劉俊，等．一種新型的太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置[J]．電子器件，2008，31(5)：1702 1703，1708．[4]侯長(zhǎng)來(lái)．一種太陽(yáng)自動(dòng)跟蹤裝置的設(shè) JJ．現(xiàn)代機(jī)械，2005(1)：66—68．六、附錄include include include include define ADCSequEnable ADCSequenceEnabledefine ADCSequDisable ADCSequenceDisable

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2026-01-08 11:30

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2026-07-25 06:25

考勤系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書-資料下載頁(yè)

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2026-07-24 21:55

電廠電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書-資料下載頁(yè)

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2026-07-25 05:47

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2026-08-01 02:12

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2026-03-14 00:35

采購(gòu)管理系統(tǒng)建模課程設(shè)計(jì)報(bào)告書-資料下載頁(yè)

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2026-07-25 07:09

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2025-08-30 05:31

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2026-01-13 11:57

基于單片機(jī)msp430的點(diǎn)光源跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)

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2026-06-18 19:06

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2025-08-17 09:55

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2026-07-26 03:59

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2026-07-25 00:51

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