畢業(yè)論文無線發(fā)送與接收模塊的步進(jìn)電機(jī)控制電路設(shè)計(jì)說明

1、 . PAGE37 / NUMPAGES38摘要步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用在各種領(lǐng)域中，它是電脈沖信號進(jìn)行控制的，將電脈沖信號轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的角轉(zhuǎn)移或線轉(zhuǎn)移的微電動(dòng)機(jī)。它最突出的優(yōu)點(diǎn)是在寬廣的頻率圍通過改變脈沖信號來進(jìn)行調(diào)速，快速啟停、正反轉(zhuǎn)控制與制動(dòng)等，并且其開環(huán)系統(tǒng)既簡單、廉價(jià)，又可行，因此在辦公自動(dòng)化設(shè)備以與各種控制裝置等眾多領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用。隨著微電子和計(jì)算機(jī)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，研制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與其控制系統(tǒng)具有十分重要的意義。本課程設(shè)計(jì)介紹了四相五線步進(jìn)電機(jī)與單片機(jī)的工作原理，利用MCS-51系列單片機(jī)和無線發(fā)送接收模塊設(shè)計(jì)一個(gè)步進(jìn)電機(jī)

2、無線控制系統(tǒng)，用c語言編寫出實(shí)現(xiàn)電機(jī)的起?？刂啤⒄崔D(zhuǎn)控制和給定轉(zhuǎn)速控制的程序源代碼，通過單片機(jī)，電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片L298以與相應(yīng)的紅外線遙控按鍵實(shí)現(xiàn)以上功能。關(guān)鍵詞：步進(jìn)電機(jī)；電脈沖信號；單片機(jī)；L298；紅外線遙控目 錄 TOC o 1-3 u 1前言 PAGEREF _Toc297488591 h 11.1步進(jìn)電機(jī)簡介21.2步進(jìn)電機(jī)工作原理21.3紅外線控制原理41.4課程設(shè)計(jì)任務(wù)51.5課程設(shè)計(jì)目的51.6課程設(shè)計(jì)要求52系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案62.1 步進(jìn)電機(jī)設(shè)計(jì)方框圖62.2 驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)組成62.3 信號分配72.4 控制步進(jìn)電機(jī)的速度83 硬件設(shè)計(jì)93.1 AT89S52 介紹93.

3、2單片機(jī)小系統(tǒng)原理圖103.3驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)103.4紅外線接收發(fā)射電路113.5遙控器設(shè)計(jì)124 軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試134.1 系統(tǒng)工作流程135 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)與操作說明145.1 軟件介紹145.2 keil軟件介紹155.3 仿真與調(diào)試155.4 硬件接線與調(diào)試165.5實(shí)例調(diào)試結(jié)果和分析186 總結(jié)19參考文獻(xiàn).20附錄121附錄2351、前 言1.1步進(jìn)電機(jī)簡介步進(jìn)電機(jī)最早是在1920年由英國人所開發(fā)的，1950年后期晶體管的發(fā)明也逐漸應(yīng)用在步進(jìn)電機(jī)上，這使數(shù)字化的控制變得更為容易。以后經(jīng)過不斷改良，使得今日步進(jìn)電機(jī)已廣泛運(yùn)用在需要高定位精度、高分解性能、高響應(yīng)性、信賴性等靈活控制性高的機(jī)械系

4、統(tǒng)中。在生產(chǎn)過程中要求自動(dòng)化、省人力、效率高的機(jī)器中，我們很容易發(fā)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的蹤跡，尤其以重視速度、位置控制、需要精確操作各項(xiàng)指令動(dòng)作的靈活控制性場合步進(jìn)電機(jī)用得最多。步進(jìn)電機(jī)還具有快速啟動(dòng)、精確步進(jìn)和定位等特點(diǎn)，因而在數(shù)控機(jī)床，繪圖儀，打印機(jī)以與光學(xué)儀器中得到廣泛的應(yīng)用。如今，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)已成為除直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)以外的第三類電動(dòng)機(jī)。傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)作為機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置，在人類的生產(chǎn)和生活進(jìn)入電氣化過程中起著關(guān)鍵的作用。1.2步進(jìn)電機(jī)工作原理表1.1步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載

5、變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)也可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。 由此可見：電機(jī)的位置和速度與導(dǎo)電次數(shù)（脈沖數(shù)）和頻率成一一對應(yīng)關(guān)系。而方向由導(dǎo)電順序決定。不難推出：電機(jī)定子上有m相勵(lì)磁繞阻，其軸線分別與轉(zhuǎn)子齒軸線偏移1/m,2/m(m-1)/m,1。并且導(dǎo)電按一定的相序，電機(jī)就能正反轉(zhuǎn)被控制這是步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的物理?xiàng)l件。只要符合這一條件，我們理論上可以制造任何相的步進(jìn)電機(jī)，出于成

6、本等多方面考慮，市場上一般以二、三、四、五相為多。拍數(shù)：完成一個(gè)磁場周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)用n表示，或指電機(jī)轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距角所需脈沖數(shù)，以四相電機(jī)為例，有四相四拍運(yùn)行方式即AB-BC-CD-DA-AB,四相八拍運(yùn)動(dòng)方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.注：2相勵(lì)磁通過的電流是1相勵(lì)磁時(shí)通過電流的2倍，轉(zhuǎn)矩也是1相勵(lì)磁的2倍。此時(shí)電機(jī)的振動(dòng)較小且應(yīng)答頻率升高，目前仍廣泛使用此種方式。四相四拍如下（1相激磁）：表1.1序號代碼ABCD10 xf8100020 xf4010030 xf2001040 xf10001四相四拍如下（2相激磁）：表1.2序號代碼ABCD10 xfc110

7、020 xf6011030 xf3001140 xf91001四相八拍如下（1-2相激磁）：表1.3序號代碼ABCD10 xf8100020 xfc110030 xf4010040Xf6011050 xf2001060 xf3001170 xf1000180 xf910011.3紅外線控制原理紅外線遙控是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段。由于紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)。因而，繼彩電、錄像機(jī)之后，在錄音機(jī)、音響設(shè)備、空凋機(jī)以與玩具等其它小型電器裝置上也紛紛采用紅外線遙控。通用紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成，應(yīng)用編/解碼專用集成電路芯片來進(jìn)行控制操作，發(fā)射部分包

8、括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、LED紅外發(fā)送器；接收部分包括光、電轉(zhuǎn)換放大器、解調(diào)、解碼電路。當(dāng)發(fā)射器按鍵按下后，即有遙控編碼發(fā)出，所按的鍵不同遙控編碼也不同。這種遙控編碼具有以下特征：采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為0.565ms、間隔0.56ms、周期為1.125ms的組合表示二進(jìn)制的“0”；以脈寬為0.565ms、間隔1.685ms、周期為2.25ms的組合表示二進(jìn)制的“1”?！?”和“1”組成的32位二進(jìn)制碼經(jīng)38kHz的載頻進(jìn)行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率，達(dá)到降低電源功耗的目的。然后再通過紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線向空間發(fā)射，當(dāng)一個(gè)鍵按下超過36ms，振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一組108ms的編碼脈沖

9、,這108ms發(fā)射代碼由一個(gè)起始碼（9ms）,一個(gè)結(jié)果碼（4.5ms）,低8位地址碼（9ms18ms）,高8位地址碼（9ms18ms）,8位數(shù)據(jù)碼（9ms18ms）和這8位數(shù)據(jù)的反碼（9ms18ms）組成。如果鍵按下超過108ms仍未松開，接下來發(fā)射的代碼（連發(fā)代碼）將僅由起始碼（9ms）和結(jié)束碼（2.5ms）組成。 解碼的關(guān)鍵是如何識別“0”和“1”，從位的定義我們可以發(fā)現(xiàn)“0”、“1”均以0.56ms的低電平開始，不同的是高電平的寬度不同，“0”為0.56ms,“1”為1.68ms,所以必須根據(jù)高電平的寬度區(qū)別“0”和“1”。如果從0.56ms低電平過后，開始延時(shí)，0.56ms以后，若讀到

10、的電平為低，說明該位為“0”，反之則為“1”，為了可靠起見，延時(shí)必須比0.56ms長些，但又不能超過1.12ms,否則如果該位為“0”，讀到的已是下一位的高電平，因此?。?.12ms+0.56ms）/2=0.84ms最為可靠，一般取0.84ms左右均可。 一體化紅外線接收器是一種集紅外線接收和放大于一體，不需要任何外接元件，就能完成從紅外線接收到輸出與TTL電平信號兼容的所有工作，而體積和普通的塑封三極管大小一樣，它適合于各種紅外線遙控和紅外線數(shù)據(jù)傳輸。1.4課程設(shè)計(jì)任務(wù)：利用MCS-51系列單片機(jī)和無線發(fā)送接收模塊設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)控制電路，能實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的無線控制，步進(jìn)電機(jī)能實(shí)現(xiàn)起停控制、正反轉(zhuǎn)

11、控制和給定轉(zhuǎn)速控制。1.5課程設(shè)計(jì)目的1）了解單片機(jī)軟件編程和調(diào)試能力，為以后的學(xué)習(xí)和開發(fā)工作打下強(qiáng)勁基礎(chǔ)； 2）掌握步進(jìn)電機(jī)的工作原理和工作方式；3）掌握紅外線接收、發(fā)射模塊的使用，以與工作原理和解碼方法。1.6課程設(shè)計(jì)要求1）進(jìn)行方案論證，說明控制系統(tǒng)的工作原理；2）設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的硬件電路，給出電路原理圖和元器件清單；3）給出軟件流程圖并編寫程序源代碼；4）完成系統(tǒng)的調(diào)試，給出調(diào)試結(jié)果并分析；5）撰寫符合要求的程序設(shè)計(jì)說明書程圖。2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案2.1 步進(jìn)電機(jī)設(shè)計(jì)方框圖單片機(jī)小系統(tǒng)遙控器驅(qū)動(dòng)電路步進(jìn)電機(jī)紅外線接收電路圖2.1本系統(tǒng)是用單片機(jī)軟件程序來產(chǎn)生脈沖分配信號，即把數(shù)字控制計(jì)數(shù)的

12、高精度等方面的優(yōu)勢有效地應(yīng)用于步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，同時(shí)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)控制器硬件電路十分簡單，成本低，使用方便。本電路包括發(fā)射電路，控制電路，驅(qū)動(dòng)電路等。2.2 驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)組成使用控制步進(jìn)電機(jī)必須由環(huán)形脈沖，驅(qū)動(dòng)電路組成的控制系統(tǒng)，其方框圖2.2如下：脈沖信號信號分配功率放大步進(jìn)電機(jī)負(fù)載圖2.2 控制系統(tǒng)組成圖功率放大電路方案一：采用大功率晶體管組合電路構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路，這種方法結(jié)構(gòu)簡單、成本低、易實(shí)現(xiàn)，但由于在驅(qū)動(dòng)電路中采用了大量的晶體管相互連接，使得電路復(fù)雜、抗干擾能力差、可靠性下降，我們知道在實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐過程中，可靠性是一個(gè)非常重要的方面。因此，此方案不宜采用。功率放大電路方案二：采用

13、專用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，例如L298N等電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，由于它部已經(jīng)考慮到了電路的抗干擾能力，安全、可靠性，所以我們在應(yīng)用時(shí)只需考慮到芯片的硬件連接、驅(qū)動(dòng)能力等問題就可以了，所以此種方案的電路設(shè)計(jì)簡單、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性好。設(shè)計(jì)者不需要對硬件電路設(shè)計(jì)考慮很多，可將重點(diǎn)放在算法實(shí)現(xiàn)和軟件設(shè)計(jì)中，大大的提高了工作效率。綜上所述，本設(shè)計(jì)選擇方案二。2.3 信號分配四相電機(jī)工作方式有二種，四相四拍為AB-BC-CD-DA-AB，步距角為1.8度；四相八拍為AB-B-BC-C-CD-D-AB(步距角為0.9度，這里我們用的正反轉(zhuǎn)都是四相八拍的，即1-2激磁)，1-2激磁正反轉(zhuǎn)如表2.3。表2.3序號代碼AB

14、CD10 xf8100020 xfc110030 xf4010040Xf6011050 xf2001060 xf3001170 xf1000180 xf91001（18表示脈沖周期；ABCD表示電機(jī)的各相，1表示此時(shí)有一個(gè)脈沖，0表示沒有脈沖）。2.4 控制步進(jìn)電機(jī)的速度如果給步進(jìn)電機(jī)發(fā)一個(gè)控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個(gè)脈沖，它會(huì)再轉(zhuǎn)一步。兩個(gè)脈沖的間隔越短，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)得越快。調(diào)整單片機(jī)發(fā)出的脈沖頻率，就可以對步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。具體實(shí)現(xiàn)用延時(shí)時(shí)間的長短來決定。延時(shí)時(shí)間有兩種方案方案一：采用消耗指令的方法達(dá)到延時(shí)的效果，此方案不僅占用大量的CPU空間，降低了單片機(jī)的使用效率而且延時(shí)時(shí)間不易計(jì)算

15、。方案二:采用定時(shí)的方法，采用定時(shí)器延時(shí)的方法可以比較精確的控制延時(shí)的時(shí)間，延時(shí)方式可以選則工作方式0、工作方式1和工作方式2.本設(shè)計(jì)采用定時(shí)器工作方式2，即具有自動(dòng)填充功能。3 硬件設(shè)計(jì)3.1 AT89S52 介紹AT89S52 是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8k在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 A

16、T89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口， 片晶振與時(shí)鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。圖3.1芯片AT89S523.2單片機(jī)小系統(tǒng)原理圖單片機(jī)小系統(tǒng)原理圖有晶振、復(fù)位電路組成。復(fù)位電路中電容C4和電阻R4組成上電復(fù)位電路，當(dāng)上電

17、時(shí)，電容充電R4端有高電平，單片機(jī)復(fù)位。按下復(fù)位按鈕R5和R4形成回路，單片機(jī)復(fù)位腳高電平復(fù)位。晶振電路給單片機(jī)的正常工作提供時(shí)序。圖3.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)3.3驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路由L298、7805、1N4007、VCC、GND組成。L298部包含4通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路。是一種二相和四相電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)器，含二個(gè)H橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器，接收標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號，可驅(qū)動(dòng)46V、2A以下的電機(jī)。所以，L298有很強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，通過該驅(qū)動(dòng)電路可以很好的驅(qū)動(dòng)4相8拍電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)電路中含有穩(wěn)壓芯片7805。由于7805有部電流的限制以與過熱保護(hù)和安全工作區(qū)的保護(hù)，使它基本上不會(huì)損壞。如果

18、散熱條件良好它能提供大于1.5A的電流，在接入外部器件后就能獲得各種不同的電壓。本設(shè)計(jì)中采用的7805將12V的輸入電壓穩(wěn)壓成5V輸出，能夠給單片機(jī)小系統(tǒng)和其他芯片提供穩(wěn)定的直流電壓。圖3.3驅(qū)動(dòng)電路3.4 紅外線接收、發(fā)射電路圖3.4 紅外線接收發(fā)射電路紅外線接收模塊由VS838集成芯片構(gòu)成，接收頭接收到信號，數(shù)據(jù)端電平升高，三極管9014的工作狀態(tài)為放大，輸出有高電平轉(zhuǎn)為低電平，從而使單片機(jī)可以采集到遙控器發(fā)送的數(shù)據(jù)。3.5遙控器設(shè)計(jì)圖3.5當(dāng)遙控器按了正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)鍵后紅外線接收頭收到信號，然后傳輸給單片機(jī)，再由單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)，若沒有設(shè)置速度默認(rèn)速度為150轉(zhuǎn)/分鐘。當(dāng)設(shè)置鍵按

19、下，步進(jìn)電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)，此時(shí)可人為設(shè)置轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速由三位數(shù)組成，當(dāng)設(shè)置完速度后按確認(rèn)鍵確認(rèn)設(shè)置，然后再按正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)將按照設(shè)置的速度旋轉(zhuǎn)。4 軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試4.1 系統(tǒng)工作流程開始初始化正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)/設(shè)置鍵按下？YN正轉(zhuǎn)鍵按下反轉(zhuǎn)鍵按下設(shè)置鍵按下給P2口送正轉(zhuǎn)碼給P2口送反轉(zhuǎn)碼轉(zhuǎn)速設(shè)置反轉(zhuǎn)/設(shè)置？正轉(zhuǎn)/設(shè)置？YNNY設(shè)置完畢？NY確認(rèn)鍵？YN圖4.1主程序流程圖5 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)與操作說明5.1 軟件介紹PROTEUS 是單片機(jī)課堂教學(xué)的先進(jìn)助手。 PROTEUS不僅可將許多單片機(jī)實(shí)例功能形象化，也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過程形象化。前者可在相當(dāng)程度上得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，后者則是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)

20、到的效果。 它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)硬件高度對應(yīng)。這在相當(dāng)程度上替代了傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測、電路修改、軟件調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果等。 課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生走向就業(yè)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。由于PROTEUS提供了實(shí)驗(yàn)室無法相比的大量的元器件庫，提供了修改電路設(shè)計(jì)的靈活性、提供了實(shí)驗(yàn)室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐精神、創(chuàng)造精神的平臺 隨著科技的發(fā)展，“計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)”已成為許多設(shè)計(jì)部門重要的前期設(shè)計(jì)手段。它具有設(shè)計(jì)靈活，結(jié)果、過程的統(tǒng)一的特點(diǎn)?？墒乖O(shè)計(jì)時(shí)間大為縮短、耗資大為減少，也可降低工程制造的風(fēng)險(xiǎn)。相信在單片機(jī)

21、開發(fā)應(yīng)用中PROTEUS也能茯得愈來愈廣泛的應(yīng)用。 使用Proteus 軟件進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì), 是虛擬仿真技術(shù)和計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)相結(jié)合的綜合運(yùn)用，有利于培養(yǎng)學(xué)生的電路設(shè)計(jì)能力與仿真軟件的操作能力；在單片機(jī)課程設(shè)計(jì)和全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽中，我們使用 Proteus 開發(fā)環(huán)境對學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)，在不需要硬件投入的條件下，學(xué)生普遍反映，對單片機(jī)的學(xué)習(xí)比單純學(xué)習(xí)書本知識更容易接受，更容易提高。實(shí)踐證明，在使用 Proteus 進(jìn)行系統(tǒng)仿真開發(fā)成功之后再進(jìn)行實(shí)際制作，能極大提高單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率。因此，Proteus 有較高的推廣利用價(jià)值。5.2 keil軟件介紹Keil是德國知名軟件公司keil(

22、現(xiàn)已并入RAM公司)開發(fā)的微控制器軟件開發(fā)平臺，是目前RAM核單片機(jī)開發(fā)的主流工具。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在的完整開放方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境將這些部分組合在一起，界面友好，易學(xué)易懂，在調(diào)試程序，軟件仿真方面也有很強(qiáng)大的功能。因此，很多工程師十分喜歡它。 單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種Keil軟件圖標(biāo)是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機(jī)器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于MCS-51單片機(jī)的匯編軟件有早期的A51，隨著單片

23、機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS-51系列單片機(jī)的軟件，這從近年來各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。運(yùn)行Keil軟件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空閑的硬盤空間、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。掌握這一軟件的使用對于使用51系列單片機(jī)的愛好者來說是十分必要的，如果你使用C語言

24、編程，那么Keil幾乎就是你的不二之選（目前在國你只能買到該軟件、而你買的仿真機(jī)也很可能只支持該軟件），即使不使用C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)令你事半功倍。5.3 仿真與調(diào)試1）在Proteus軟件中繪制出硬件電路圖。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，選擇元器件，設(shè)計(jì)出硬件電路圖。2）編寫系統(tǒng)程序。根據(jù)系統(tǒng)要求，畫流程圖。在keil中編程，過程中先將各模塊搞好，分別調(diào)試各模塊，調(diào)試好后，編寫主程序，將各系統(tǒng)結(jié)合，使成為系統(tǒng)軟件。各模塊調(diào)試后，在調(diào)試主程序，看是否能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。3）硬件和軟件電路的聯(lián)合模擬調(diào)試在Proteus軟件中進(jìn)行。先將編譯好的HEX文件加載到

25、89S52中，在運(yùn)行硬件電路，如能運(yùn)行，使用按鍵進(jìn)行模擬和清零實(shí)驗(yàn)，若沒達(dá)到要求，進(jìn)行相應(yīng)修改，直到符合要求。5.4 硬件接線與調(diào)試設(shè)置速度為每分鐘30轉(zhuǎn)時(shí)P2.0的波形如圖5.1所示圖5.1設(shè)置速度為每分鐘100轉(zhuǎn)時(shí)P2.0的波形如圖5.2所示圖5.2設(shè)置速度為每分鐘150轉(zhuǎn)時(shí)P2.0的波形如圖5.3所示圖5.3設(shè)置速度為每分鐘200轉(zhuǎn)時(shí)P2.0的波形如圖5.4所示圖5.45.5實(shí)例調(diào)試結(jié)果和分析 根據(jù)我們的設(shè)計(jì)方案，我們做出步進(jìn)電機(jī)遙控系統(tǒng)的實(shí)物，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測試，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析出以下結(jié)果：= 1 * GB3上電后，在遙控器上按正轉(zhuǎn)鍵，步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)；= 2 * GB3上電后，在遙控

26、器上按反轉(zhuǎn)鍵，步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)；= 3 * GB3在步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在遙控器上按停止鍵，步進(jìn)電機(jī)立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)；= 4 * GB3上電后，先在遙控器上按設(shè)置鍵進(jìn)行設(shè)置，在按三位有效的數(shù)字鍵，給定步進(jìn)電機(jī)速度，然后按確認(rèn)鍵鍵確認(rèn)，最后按正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)鍵，則步進(jìn)電機(jī)按指定的速度實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)。分析:該系統(tǒng)通過89S52單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況，可靠性高，在步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行時(shí)能夠方便設(shè)定步進(jìn)電機(jī)的啟停、轉(zhuǎn)速和方向，使系統(tǒng)能夠應(yīng)用于惡劣環(huán)境中，保證人員安全，適用圍較廣，且電路簡單，成本較低，控制方便，移植性強(qiáng)，實(shí)用價(jià)值高。6 總結(jié)本次課程設(shè)計(jì)是我到目前為止覺得最有意義也是收獲最大的一次實(shí)習(xí)，可以說是有苦也有甜。身

27、為電氣工程系的學(xué)生，設(shè)計(jì)是我們將來必須的技能。而這次課程設(shè)計(jì)恰恰給我們提供了一個(gè)應(yīng)用自己所學(xué)知識的平臺。因?yàn)檫@次課程設(shè)計(jì)需要?jiǎng)幽X動(dòng)手，把自己課堂上學(xué)到的軟件和硬件知識全部應(yīng)用進(jìn)來。要想完成好這次課程設(shè)計(jì)，首先要弄懂步進(jìn)電機(jī)的工作原理，與外部電路的連接，單片機(jī)原理，匯編語言等。這其中有以前課堂上學(xué)過的也有需要我們自學(xué)研究的，這不僅考察了自己原來的知識程度還加強(qiáng)了我們獨(dú)立獲取知識并加以運(yùn)用的能力。這次課程設(shè)計(jì)我不僅學(xué)到了很多的知識，還制作了自己的東西，使自己很有成就感。這是我第一次課程設(shè)計(jì)也是我最深刻的一次，因?yàn)槭俏迦艘唤M團(tuán)隊(duì)完成，使我體會(huì)到了分工合作的力量與重要性。雖然電機(jī)部分我沒有花太多的精力

28、，但通過合理分工，我們?nèi)匀话磿r(shí)完成了指定任務(wù)，并且通過相互幫助相互指點(diǎn)，使我們對彼此負(fù)責(zé)的那部分任務(wù)都有了更好的了解和掌握。通過這次實(shí)驗(yàn)，我對步進(jìn)電機(jī)的了解擴(kuò)寬了，對單片機(jī)和外圍電路的認(rèn)識也更為清晰了，這為我以后工作提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在摸索改如何設(shè)計(jì)電路使之實(shí)現(xiàn)所需功能的過程中還培養(yǎng)了我的設(shè)計(jì)思維，增加了實(shí)際動(dòng)手能力，讓我體會(huì)到了設(shè)計(jì)電路的艱辛的同時(shí)，更讓我體會(huì)到了成功的喜悅。兩個(gè)星期很快過去了，看著自己的勞動(dòng)成果，心里滿是欣慰。最后，感老師和同學(xué)們的悉心指導(dǎo)和幫助。參考文獻(xiàn)1廣弟等.單片機(jī)基礎(chǔ)M.航空航天，2001.2王東峰等.單片機(jī)C語言應(yīng)用100例M.電子工業(yè)，2009.3海宴.51單片

29、機(jī)原理與應(yīng)用M.航空航天大學(xué)，2010.4守義等.單片機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)M.電子科技大學(xué)，2007.5平等.單片機(jī)入門與開發(fā)M.機(jī)械工業(yè)，2008.附 錄1程序源代碼：#include#define uchar unsigned charuchar key1=0,key2=0,key3=0,key4=0,key5=0,key6=0,key7=0,key8=0, key9=0,key0=0,key10=0,key11=0,key12=0,key13=0,key14=0;uchar irtime,m,aa,bb,cc,tt=0,t=0,n=0;uchar IRcord4;uchar irdata33;uc

30、har table=0 xf8,0 xfc,0 xf4,0 xf6,0 xf2,0 xf3,0 xf1,0 xf9;uchar table1=0 xf9,0 xf1,0 xf3,0 xf2,0 xf6,0 xf4,0 xfc,0 xf8;int date1=150;sbit IR=P32; bit irpro_ok,irok;void Ir_work();void Ircordpro();void timer0() interrupt 1 irtime+; void timer1() interrupt 3t+;if(t=600/date1)t=0;n=1;void into0() inter

31、rupt 0 static uchar i; static bit startflag; if(startflag) if(irtime=33) i=0; irdatai=irtime; irtime=0; i+; if(i=33) irok=1; i=0; if(key13=1)tt+;P1=tt; elseirtime=0;startflag=1;void init() EA = 1; ET0=1; ET1=1; TR0=1; TR1=1; IT0 = 1; EX0 = 1; TMOD=0 x22; TH0=0 x00; TL0=0 x00; TH1=0 x06; TL1=0 x06; v

32、oid Ir_work() switch(IRcord2) case 0 x0d: key1=0;key2=0;key3=0;key4=0;key5=0;key6=0;key7=0;key8=0;key9=0;key0=1;key10=0;key11=0; key12=0;key14=0;break;case 0 x00: key1=1;key2=0;key3=0;key4=0;key5=0;key6=0;key7=0;key8=0;key9=0;key0=0;key10=0;key11=0;key12=0;key14=0;break; case 0 x01: key1=0;key2=1;ke

33、y3=0;key4=0;key5=0; key6=0;key7=0;key8=0;key9=0;key0=0;key10=0;key11=0;key12=0;key14=0;break; case 0 x02: key1=0;key2=0;key3=1;key4=0;key5=0;key6=0;key7=0;key8=0;key9=0;key0=0;key10=0;key11=0;key12=0;key14=0;break;case 0 x04: key1=0;key2=0;key3=0;key4=1;key5=0;key6=0;key7=0;key8=0;key9=0;key0=0;key1

34、0=0;key11=0; key12=0;key14=0;break;case 0 x05: key1=0;key2=0;key3=0;key4=0;key5=1;key6=0;key7=0;key8=0;key9=0;key0=0;key10=0;key11=0;key12=0;key14=0;break;case 0 x06: key1=0;key2=0;key3=0;key4=0;key5=0;key6=1;key7=0;key8=0;key9=0;key0=0;key10=0;key11=0;key12=0;key14=0;break;case 0 x08: key1=0;key2=0

35、;key3=0;key4=0;key5=0;key6=0;key7=1;key8=0;key9=0;key0=0;key10=0;key11=0;key12=0;key14=0;break;case 0 x09: key1=0;key2=0;key3=0;key4=0;key5=0;key6=0;key7=0;key8=1;key9=0;key0=0;key10=0;key11=0;key12=0;key14=0;break;case 0 x0a: key1=0;key2=0;key3=0;key4=0;key5=0;key6=0;key7=0;key8=0;key9=1;key0=0;key

36、10=0;key11=0;key12=0;key14=0;break;case 0 x0c: key1=0;key2=0;key3=0;key4=0;key5=0;key6=0;key7=0;key8=0;key9=0;key0=0;key10=1;key11=0;key12=0;key14=0;break;case 0 x0e: key1=0;key2=0;key3=0;key4=0;key5=0;key6=0;key7=0;key8=0;key9=0;key0=0;key10=0;key11=1;key12=0;key14=0;break;case 0 x10: key1=0;key2=0

37、;key3=0;key4=0;key5=0;key6=0;key7=0;key8=0;key9=0;key0=0;key10=0;key11=0;key12=1;key14=0;break;case 0 x11: key1=0;key2=0;key3=0;key4=0;key5=0;key6=0;key7=0;key8=0;key9=0;key0=0;key10=0;key11=0; key12=0;key13=1;key14=0;break;case 0 x12: key1=0;key2=0;key3=0;key4=0;key5=0;key6=0;key7=0;key8=0;key9=0;k

38、ey0=0;key10=0;key11=0;key12=0;key14=1;break; default:break; irpro_ok=0; void Ir_work1()switch(IRcord2)case 0 x0c: key1=0;key2=0;key3=0;key4=0;key5=0;key6=0;key7=0;key8=0;key9=0;key0=0;key10=1;key11=0;key12=0;key14=0;break; case 0 x0e: key1=0;key2=0;key3=0;key4=0;key5=0;key6=0;key7=0;key8=0;key9=0;ke

39、y0=0;key10=0;key11=1;key12=0;key14=0;break;case 0 x10: key1=0;key2=0;key3=0;key4=0;key5=0;key6=0;key7=0;key8=0;key9=0;key0=0;key10=0;key11=0;key12=1;key14=0;break;case 0 x11: key1=0;key2=0;key3=0;key4=0;key5=0;key6=0;key7=0;key8=0;key9=0;key0=0;key10=0;key11=0;key12=0;key13=1;key14=0;break;case 0 x12: key1=0;key2=0;key3=0;key4=0;key5=0;key6=0;key7=0;key8=0;key9=0;key0=0;key10=0;key11=0;key12=0;key14=1;break; default:break;void Ircordpro() uchar i, j, k; uchar cord,value; k=1; for(i=0;i4;i+) for(j=1;j7) value=val