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基于at89c51單片機的步進電機控制及驅動電路設計-免費閱讀

2026-07-20 17:15 上一頁面

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【正文】 // t值最大為65535 if(t=40000) { t=t+10000。 awan=n%10。 age=m%10。 ashi=0。 wan=i%10。 ge=i%10。PT1=1。TR0=0X01。default: key=16。case 0x18:key=12。case 0x14:key=8。case 0x12:key=4。switch(readkey) {case 0x11:key=0。x_temp=P1amp。 delay(5)。 } } else { //顯示鍵盤 P2=0XFE。 // P2=0XF7。 //個位選通 P0=seg_0[ge]。 z++。0x08) { c=0X01。/*延時程序*/void delay(char i){char j=0,n=0。 // 復位代碼 char seg_0[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07, //共陰極數碼管 0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71}。系統能夠實現：（1）預設步進電機所轉圈數；（2）啟動停止、正轉反轉、加速減速等功能的基本控制；（3）同步顯示圈數；（4）電機轉至預置圈數自動停機；（5）步進電機處于停止狀態時可以對預置數進行清零操作。表5步距角結果測試表總角度90180270360步數6121824根據測試得到的結果及公式：總角度/步數=步距角，得出步距角為15度，與電機實際參數相符，電機運行的結果正常。因為設計時，步進電機的步距角以15度為準，所以需24步為一圈，數碼管只顯示步進電機所轉圈數。同時，在軟硬件電路的調試過程，也可以發現本設計作品中有沒有一些不足和錯誤的地方。四個按鍵不可同時按下，當其中一個按下時控制電機的某一種狀態。本設計中，,，B，C,D四相繞組。圖7 MCS51系列單片機管腳圖 ULN2003芯片介紹ULN2003 是高耐壓、大電流、內部由七個硅NPN 達林頓管組成的驅動芯片。圖6 步進電機的接線本設計采用的步進電機是25BY2406，因生產廠家不同，其接線也有所不同。單四拍與雙四拍的步距角相等，但單四拍的轉動力矩小。方案選擇：綜上所述，通過對兩種方案進行分析比較，雖然方案一功能強大，但軟件編程復雜、硬件實現較困難、器件價格較高；方案二不盡能實現設計任務要求的功能，而且軟件編程靈活、自由度大、硬件實現較容易、元器件性價比較高，因而綜合考慮采用方案二。（2）驅動模塊：方案一驅動電路結構設計需要脈沖信號、信號分配、功率放大三部分組成。總共設置了15個按鍵，其中四個按鍵分別執行對步進電機的啟動/停止、正轉/反轉、加速、減速四種控制功能。約為36V。還可通過軟件編程實現對步進電機的位置、速度預設及顯示。本設計方案采用AT89C51單片機作為控制模塊的核心，利用軟件編程使單片機輸出脈沖序列和方向控制信號，以此實現對步進電機啟動停止、正反轉、加減速的控制。（3）顯示模塊采用液晶顯示器。以上過程中的多個變量、參數可以在液晶顯示屏上得到直觀地反映。根據步進電機的特點，步進電機的控制及驅動電路系統的設計可以有不同的方案。目錄1設計原理及方案 4 設計原理 4 設計方案 4 方案一 5 方案二 6 方案比較及選擇 72 設計實現 8 主要元器件介紹 8 四相六線步進電機的介紹 8 AT89C51單片機芯片介紹 10 ULN2003芯片介紹 10 LED七段數碼管介紹 11 步進電機控制及驅動系統電路設計實現 11 硬件設計 11 軟件設計 163 電路調試 16 軟件的仿真 16 硬件電路的調試 174 數據分析及總結 18 測試數據及說明 18 總結 19參考文獻 20附錄 211設計原理及方案設計原理步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元件。傳統上由純電路設計的步進電機控制和驅動電路一般較復雜，成本又高，而且一旦成型就難于修改，可移植性差，難以適應一些智能化要求較高的場合。單片機的普及與應用，為步進電機的應用開辟了廣闊的前景，使得以往用硬件電路構成的龐大復雜的控制器得以用軟件實現，將會避免復雜電路的設設計，既降低了硬件成本又提高了控制的靈活性、可靠性及多功能性。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉過一個步距角。系統可以劃分為：控制模塊、驅動模塊、顯示模塊、人機交互模塊及電源電路五大部分，如圖1步進電機控制驅動系統圖所示。鍵盤輸入及液晶顯示部分FPGA系統中央控制器光電編碼器驅動電路及步進電機電源電路給定轉速、位置轉速位置顯示讀取采樣結果給定PWM方波信號檢測轉速、位置圖2 基于FPGA的步進電機控制器及驅動系統圖（1）控制器模塊采用FPGA為系統的控制器，FPGA可以實現各種復雜的邏輯功能，模塊大，密度高，它將所有器件集成在一塊芯片上，減少了體積，提高了穩定性。液晶顯示器不僅可以顯示字符、數字，還可以顯示各種圖形、曲線和漢字，并且可以實現屏幕上下左右滾動、動畫、閃爍、文本顯示等功能，并具有功耗小、體積小、質量輕等優點。驅動電路部分由芯片ULN2003A和必要的外圍電路組成，單片機產生的信號經驅動電路使其功率放大，達到電機所需的驅動電壓和電流由此驅動步進電機工作。步進電機位置和速度實際上跟單片機產生脈沖的個數和脈沖頻率是一一對應關系，而方向由導電順序決定。輸出口的外接負載可根據以上參數估算。四個按鍵不可同時按下，當其中一個按下時控制電機的某一種狀態。由于使用的是四相的步進電機，就需要對四路信號分別進行放大，放大電路很難做到完全一致，當電機的功率較大時運行起來會不穩定，而且電路的制作也比較復雜，參數選擇困難，且需要多級放大，同時又要考慮功率的放大。2 設計實現主要元器件介紹四相六線

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