單片機課程設(shè)計---步進電機正反轉(zhuǎn)設(shè)計

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文檔簡介

1、　　單片機課程設(shè)計　　課題：步進電機正反轉(zhuǎn)設(shè)計　　系別：電氣與電子工程系　　專業(yè)： 　　姓名： </p&

2、gt;　　學(xué) 號　　指導(dǎo)老師： 　　2013年01月09日　　一設(shè)計目的　　1、增進對單片機的感性認識，加深對單片機理論方面

3、的理解；　　2、掌握單片機的內(nèi)部功能模塊的應(yīng)用，如定時器/計數(shù)器、中斷、片內(nèi)外存貯器、I/O口、A/D、D/A、串行口通訊等；　　3、了解和掌握單片機應(yīng)用系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計過程、方法及實現(xiàn);　　4、了解步進電機控制的基本原理，能實現(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)驅(qū)動控制，掌握控制步進電機轉(zhuǎn)動的編程方法。 <

4、;p>　　二設(shè)計要求　　1、具有速度和轉(zhuǎn)向設(shè)定功能;　　2、設(shè)置開始、停止以及正反轉(zhuǎn)健；　　3、轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)向有數(shù)碼管顯示(本設(shè)計使用的為LCD12864)。　　三、總體設(shè)計</p

5、>　　步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的數(shù)字控制執(zhí)行機構(gòu)。它將電脈沖信號轉(zhuǎn)變成角位移，即給一個脈沖信號，步進電機就轉(zhuǎn)動一個角度，因此非常適合于單片機控制。步進電機具有控制簡便、定位準確等特點。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,在許多領(lǐng)域?qū)⒌玫綇V泛的應(yīng)用。鑒于傳統(tǒng)的脈沖系統(tǒng)移植性不好,本文提出微機控制系統(tǒng)代替脈沖發(fā)生器和脈沖分配器,用軟件的方法產(chǎn)生控制脈沖,通過軟件編程可以任意設(shè)定步進電機的轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)角度、轉(zhuǎn)動次

6、數(shù)和控制步進電機的運行狀態(tài)。以簡化控制電路,降低生產(chǎn)成本,提高系統(tǒng)的運行效率和靈活性。　　步進電機的角位移與輸入脈沖數(shù)嚴格成正比，因此，當(dāng)它轉(zhuǎn)動一周后，沒有累計誤差，具有良好的跟隨性。由步進電機與驅(qū)動電路組成的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，既非常簡單、廉價，又非?？煽?。同時，它也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。步進電機的動態(tài)響應(yīng)快，易于起停、正反轉(zhuǎn)及變速。速度可在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)，低速下仍

7、能保證獲得大轉(zhuǎn)矩。步進電機只能通過脈沖電源供電才能運行，它不能直接使用交流電源和直流電源。步進電機存在振蕩和失步現(xiàn)象，必須對控制系統(tǒng)和機械負載采取相應(yīng)的措施。步進電機自身的噪聲和振動較大，帶慣性負載的能力較差。　　步進電機是自動控制系統(tǒng)中常用的執(zhí)行部件。步進電機的輸入信號為脈沖電流,它能將輸入的脈沖信號轉(zhuǎn)換為階躍型的角位移或直線位移,因而步進電機可看作是一個串行的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。由于步進電機能夠

8、直接接受數(shù)字信號,而不需數(shù)/模轉(zhuǎn)換,所以使用微機控制步進電機顯得非常方便。　　步進電機有以下優(yōu)點:　　(1)通常不需要反饋就能對位置和速度進行控制;　　(2)位置誤差不會積累;　　(3)與數(shù)組設(shè)備兼容,能夠直接接收數(shù)字信號;　　(

9、4)可以快速啟停。　　步進電機的品種規(guī)格很多,按照它們的結(jié)構(gòu)和工作原理可以劃分為磁阻式(也稱反應(yīng)式或變磁阻式)電機、混合式電機、永磁式電機和特種電機等四種主要型式。步進電機不需位移傳感器就可精確定位,所以在精確定位系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。目前打字機、計算機外部設(shè)備、數(shù)控機床、傳真機等設(shè)備中都使用了步進電機。隨著電子計算機技術(shù)的發(fā)展,步進電機必將發(fā)揮它的控制方便、控制準確的特點,在工業(yè)控制等領(lǐng)域取得更為廣

10、泛的應(yīng)用。　　本設(shè)計采用16 位單片機AT89C51對步進電機進行控制，通過I/O口輸出的具有時序的方波作為步進電機的控制信號，信號經(jīng)過驅(qū)動芯片驅(qū)動步進電機；同時，用觸發(fā)按鍵來對電機的狀態(tài)進行控制，并用128X64LCD顯示電機的狀態(tài)及轉(zhuǎn)速。　　因為步進電機的控制是通過脈沖信號來控制的，將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。所以怎樣產(chǎn)生這個脈沖

11、信號和產(chǎn)生怎樣的信號是電機控制的關(guān)鍵。　　用軟件控制單片機產(chǎn)生脈沖信號，通過單片機的P1口輸出脈沖信號，因為所選電機是兩相的，所以只需要P0口的低四位P0.0-P0.3分別通過ULN2003A接到電機的五根電線上?？梢酝ㄟ^調(diào)整輸出脈沖的頻率來調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速，通過改變輸入脈沖的順序來改變轉(zhuǎn)動方向，P2口和P3口接128X64LCD，可以顯示當(dāng)前的電機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，設(shè)置復(fù)位鍵可使正在轉(zhuǎn)動的電機停止轉(zhuǎn)動

12、，大概可分為如下圖所示的幾部分。　　注：由于此設(shè)計程序較復(fù)雜，在此沒有列出程序的框圖，程序框圖詳見軟件設(shè)計。　　四、主要器件介紹及電路設(shè)計　　4.1、步進電機　　4.1.1 步進電機概述

13、步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。由于脈沖信號數(shù)與步距

14、角的線性關(guān)系，加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點，使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進電機來控制變的非常的簡單。步進電機是一種感應(yīng)電機，它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時供電的，多相時序控制電流，用這種電流為步進電機供電，步進電機才能正常工作，驅(qū)動器就是為步進電機分時供電的，多相時序控制器 　　雖然步進電機已被廣泛地應(yīng)用，但步進電機并不能象普通的直流電機，交流電機在常規(guī)

15、下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進電機卻非易事，它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業(yè)知識。 　　步進電機作為執(zhí)行元件，是機電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一, 廣泛應(yīng)用在各種自動化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展，步進電機的需求量與日俱增，在各個國民經(jīng)濟領(lǐng)域都有應(yīng)用。　　4.1.2 步進電機的工作原理<

16、;/p>　　通常電機的轉(zhuǎn)子為永磁體，當(dāng)電流流過定子繞組時，定子繞組產(chǎn)生一矢量磁場。該磁場會帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一角度，使得轉(zhuǎn)子的一對磁場方向與定子的磁場方向一致。當(dāng)定子的矢量磁場旋轉(zhuǎn)一個角度。轉(zhuǎn)子也隨著該磁場轉(zhuǎn)一個角度。每輸入一個電脈沖，電動機轉(zhuǎn)動一個角度前進一步。它輸出的角位移與輸入的脈沖數(shù)成正比、轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。改變繞組通電的順序，電機就會反轉(zhuǎn)。所以可用控制脈沖數(shù)量、頻率及電動機各相繞組的通電順序來控制步進

17、電機的轉(zhuǎn)動　　四相步進電機，采用單極性直流電源供電。只要對步進電機的各相繞組按合適的時序通電，就能使步進電機步進轉(zhuǎn)動。圖1是該四相　　反應(yīng)式步進電機工作原理圖。　　圖2 四相反應(yīng)式步進電機工作原理圖　　開始時，開關(guān)SB接通電源，SA、SC、SD斷開，B相磁極和轉(zhuǎn)子0、3號

18、齒對齊，同時，轉(zhuǎn)子的1、4號齒就和C、D相繞組磁極產(chǎn)生錯齒，2、5號齒就和D、A相繞組磁極產(chǎn)生錯齒。當(dāng)開關(guān)SC接通電源，SB、SA、SD斷開時，由于C相繞組的磁力線和1、4號齒之間磁力線的作用，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，1、4號齒和C相繞組的磁極對齊。而0、3號齒和A、B相繞組產(chǎn)生錯齒，2、5號齒就和A、D相繞組磁極產(chǎn)生錯齒。依次類推，A、B、C、D四相繞組輪流供電，則轉(zhuǎn)子會沿著A、B、C、D方向轉(zhuǎn)動。

19、四相步進電機按照通電順序的不同，可分為單四拍、雙四拍、八拍三種工作方式。單四拍與雙四拍的步距角相等，但單四拍的轉(zhuǎn)動力矩小。八拍工作方式的步距角是單四拍與雙四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持較高的轉(zhuǎn)動力矩又可以提高控制精度。　　單四拍、雙四拍與八拍工作方式的電源通電時序與波形分別如圖2.a、b、c所示：　　a單四拍 b雙四拍

20、 c八拍　　圖3.步進電機工作時序波形圖　　4.2 ULN2003　　ULN是集成達林頓管IC，內(nèi)部還集成了一個消線圈反電動勢的二極管，可用來驅(qū)動繼電器。它是雙列16腳封裝,NPN晶體管矩陣,最大驅(qū)動電壓=50V,電流=500mA,輸入電壓=5V,適用于TTL COMS,由達林頓管組成驅(qū)

21、動電路。 ULN是集成達林頓管IC,內(nèi)部還集成了一個消線圈反電動勢的二極管,它的輸出端允許通過電流為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)動繼電器或固體繼電器，也可直接驅(qū)動低壓燈泡。通常單片機驅(qū)動ULN2003時，上拉2K的電阻較為合適，同時，COM引腳應(yīng)該懸空或接電源。　　ULN20

22、03是一個非門電路，包含7個單元，但獨每個單元驅(qū)動電流最大可達350mA.資料的最后有引用電路，9腳可以懸空。比如1腳輸入，16腳輸出，你的負載接在VCC與16腳之間，不用9腳。 　　ULN2003的作用：ULN2003是大電流驅(qū)動陣列,多用于單片機、智能儀表、PLC、數(shù)字量輸出卡等控制電路中?？芍苯域?qū)動繼電器等負載。輸入5VTTL電平，輸出可達500mA/50V。&l

23、t;p>　　ULN2003是高耐壓、大電流達林頓陳列,由七個硅NPN達林頓管組成。該電路的特點如是: ULN2003的每一對達林頓都串聯(lián)一個2.7K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)準邏輯緩沖器。　　ULN2003 是高壓大電流達林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品,具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負載能力強等特點,適應(yīng)于各類要求高速大

24、功率驅(qū)動的系統(tǒng)。 　　ULN2003A引腳圖及功能如下：　　圖4 ULN2003A引腳圖　　ULN2003 是高耐壓、大電流、內(nèi)部由七個硅NPN達林頓管組成的驅(qū)動芯片。 　　經(jīng)常在以下電路中使用，作為： &

25、lt;b>　　1、顯示驅(qū)動　　2、繼電器驅(qū)動　　3、照明燈驅(qū)動　　4、電磁閥驅(qū)動　　5、伺服電機、步進電機驅(qū)動等電路中。</p

26、>　　ULN2003的每一對達林頓都串聯(lián)一個2.7K 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)準邏輯緩沖器來處理的數(shù)據(jù)。ULN2003 工作電壓高，工作電流大，灌電流可達500mA，并且能夠在關(guān)態(tài)時承受50V 的電壓，輸出還可以在高負載電流并行運行。ULN2003 的封裝采用DIP—16 或SOP—16 　　ULN

27、2003A在各種控制電路中常用它作為驅(qū)動繼電器的芯片，其芯片內(nèi)部做了一個消線圈反電動勢的二極管。ULN2003的輸出端允許通過IC 電流200mA，飽和壓降VCE 約1V左右，耐壓BVCEO 約為36V。輸出電流大，故可以直接驅(qū)動繼電器或固體繼電器(SSR)等外接控制器件，也可直接驅(qū)動低壓燈泡。　　ULN2003可以驅(qū)動7個繼電器,具有高電壓輸出特性，并帶有共陰極的續(xù)流二極管使器件可用于開關(guān)型感

28、性負載。每對達林頓管的額定集電極電流是500mA，達林頓對管還可并聯(lián)使用以達到更高的輸出電流能力。ULN2003A中每對達林頓管的基極都串聯(lián)有一個2.7kΩ的電阻，可直接與TTL或5V CMOS器件連接。　　4.3 12864LCD　　12864A-1漢字圖形點陣液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置8192個中文漢字（16X16點陣，16*8=128，1

29、6*4=64，一行只能寫8個漢字，4行；）、128個字符（8X16點陣）及64X256點陣顯示RAM（GDRAM）。　　4.3.1 主要技術(shù)參數(shù)和顯示特性如下:　　電源：VDD 3.3V-5V(內(nèi)置升壓電路，無需負壓)；　　顯示內(nèi)容：128列× 64行（128表示點數(shù)）<p

30、>　　顯示顏色：黃綠　　顯示角度：6：00鐘直視　　LCD類型：STN　　與MCU接口：8位或4位并行/3位串行　　配置LED背光

31、　　多種軟件功能：光標(biāo)顯示、畫面移位、自定義字符、睡眠模式等　　4.3.2 外形尺寸圖：　　圖5 12864LCD外形尺寸　　4.3.3 主要外形尺寸　　4.3.4 模塊引腳說明　　邏輯工作電壓(VDD)：4.

32、5～5.5V　　電源地(GND)：0V　　工作溫度(Ta)：0～60℃(常溫) / -20～75℃（寬溫）　　4.3.5 接口時序　　模塊有并行和串行兩種連接方法（時序如下）：　　4.3.5.1 8位并行連接時序圖</p&g

33、t;　　圖6 MPU寫資料到模塊　　圖7 MPU從模塊讀出資料　　4.3.5.2 串行連接時序圖　　圖8 串行連接時序　　串行數(shù)據(jù)傳送共分三個字節(jié)完成：　　第一字節(jié)：串口

34、控制—格式 11111ABC。A為數(shù)據(jù)傳送方向控制：H表示數(shù)據(jù)從LCD到MCU，L表示數(shù)據(jù)從MCU到LCD。B為數(shù)據(jù)類型選擇：H表示數(shù)據(jù)是顯示數(shù)據(jù)，L表示數(shù)據(jù)是控制指令。 C固定為0　　第二字節(jié)：(并行)8位數(shù)據(jù)的高4位—格式 DDDD0000　　第三字節(jié)：(并行)8位數(shù)據(jù)的低4位—格式 0000DDDD　　串行

35、接口時序參數(shù)：(測試條件：T=25℃ VDD=4.5V)　　4.4 系統(tǒng)的時鐘電路　　時鐘電路是用于產(chǎn)生單片機工作時所必需的時鐘信號。時鐘是單片機的心臟，單片機各功能部件的運行都是以時鐘頻率為基準的，有條不紊地一拍一拍地工作。時鐘頻率直接影響單片機的速度，時鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在本系統(tǒng)中采用外部時鐘方式的電路，如圖所示：</p

36、>　　圖9 系統(tǒng)的時鐘電路　　在本設(shè)計中的電容C1、C2典型值為30±10 pF。外接代內(nèi)容的值雖然沒有嚴格的要求，但是電容的大小會影響振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性。同時，在系統(tǒng)中采用12MHz的晶體振蕩器來產(chǎn)生時鐘脈沖。這樣可以滿足系統(tǒng)在設(shè)計時的機器周期的需要。　　4.5 步進電機驅(qū)動電路&

37、lt;p>　　由單片機直接輸出的脈沖不足以驅(qū)動步進電機正常工作所以需要驅(qū)動電路給步進電機提供電源，在本設(shè)計中采用型號為ULN2003A的芯片，使步進電機正常工作。驅(qū)動信號由P0口的P0.0-P0.3輸出，分別與驅(qū)動芯片的B1-B4相連，電路如下圖所示：　　圖10 步進電機的驅(qū)動電路　　五軟件設(shè)計</p&

38、gt;　　1、主程序的設(shè)計　　主程序需具備的功能，要不斷掃描P1口并判斷觸發(fā)按鍵是否閉合，并能根據(jù)其電平高低，輸出不同的控制脈沖，并調(diào)用顯示子程序顯示轉(zhuǎn)速及方向。　　圖11 主程序設(shè)計流程　　程序如下</p&g

39、t;　　#include <REG51.h> 　　//#include <stdio.h>　　//#include <math.h>　　#include "macro.h"　　void iniL

40、CD(void); 　　void write_hz_str( int x1,int y1, uchar *point ) ;　　uchar buf_Direction; //設(shè)定步進電機的轉(zhuǎn)向　　uint set_speed;

41、 //設(shè)定步進電機的轉(zhuǎn)速　　uchar step_motor_loop[8]={0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0C,0x08,0x09};　　uchar step_index;　　uchar buf_SpeedString[]=" ";

42、;　　#define CST_STEP_MOTOR_Z 10 //正轉(zhuǎn)　　#define CST_STEP_MOTOR_F 20 //反轉(zhuǎn)　　#define CST_STEP_MOTOR_ST 0 //停　　#defi

43、ne fosc_12MHz 12 　　#define fosc_24MHz 24 　　#define fosc_setting fosc_12MHz //工作方式1　　#define CST_TIME_MS 1000

44、 　　#define CST_TH0 (65536-CST_TIME_MS*fosc_setting/fosc_12MHz)/256　　#define ST_TL0 (65536-CST_TIME_MS*fosc_setting/fosc_12MHz)%256 　　void step_motor_dri

45、ver(void)　　{　　static uint speed_delay=0;　　speed_delay++;　　if( buf_Direction==CST_STEP_MOTOR_Z)&l

46、t;b>　　{　　P0=step_motor_loop[step_index];　　if(speed_delay >=set_speed)　　{　　speed_delay =0;

47、　　step_index++; //大于7，從頭再來 　　if(step_index >7)　　step_index =0; 　　}　　}&l

48、t;/p>　　else if( buf_Direction==CST_STEP_MOTOR_F)　　{　　P0=step_motor_loop[step_index];　　if(speed_delay >=set_speed )</p&

49、gt;　　{　　speed_delay =0;　　step_index--; 　　if(step_index <=0)　　step_index =7;

50、　　}　　}　　else　　{　　speed_delay =0;<p&g

51、t;　　P0=0x00;　　}　　}　　void caluate(void)　　{<p&g

52、t;　　uchar temp=0;　　uint u16Temp=0;　　u16Temp=(100-set_speed)*100/85;　　buf_SpeedString[0]='0'+(u16Temp/100);　　buf_SpeedString[1]=&

53、#39;0'+(u16Temp%100/10);　　buf_SpeedString[2]='0'+(u16Temp%100%10);　　buf_SpeedString[3]='%';　　write_hz_str(6,60,&buf_SpeedString);<

54、/p>　　}　　//按鍵處理程序　　void key_Scan (void) 　　{ 　　static uchar key_loo

55、se=0;　　uchar temp=0;　　P1=0XFF;　　temp=P1&0xFF;　　if(key_loose >0)　　{<

56、/p>　　if(temp==0xFF)　　key_loose=0;　　return;　　}　　else if(temp !=0xFF)<p

57、>　　{　　key_loose=10;　　temp=P1&0xFF;　　switch(temp)　　{　　case 0xFE: <

58、;/p>　　buf_Direction=CST_STEP_MOTOR_Z; 　　write_hz_str(6,20,"反轉(zhuǎn)");　　caluate();　　break; 　　case 0xFD

59、: 　　buf_Direction=CST_STEP_MOTOR_F; 　　write_hz_str(6,20,"正轉(zhuǎn)");　　caluate();　　break;

60、　case 0xFB: write_hz_str(6,50,"100%");　　buf_Direction=CST_STEP_MOTOR_ST; 　　write_hz_str(6,20,"停止");　　caluate();　　b

61、reak; 　　case 0xEF: 　　if(buf_Direction !=CST_STEP_MOTOR_ST)　　{　　set_speed+=5;

62、　　if(set_speed>=80)　　set_speed =80;; //減速　　}　　caluate();　　break;　　cas

63、e 0xF7: 　　if(buf_Direction !=CST_STEP_MOTOR_ST)　　{　　set_speed-=5;　　if(set_speed <=15)　　set

64、_speed =15; //加速 　　}　　caluate();　　break;　　default: 　　break;

65、 //其它值返回 　　}　　}　　}　　void isr_timer0 (void) interrupt 1 usin

66、g 1　　{　　TH0=CST_TH0; 　　TL0=CST_TL0;　　step_motor_driver();　　}<p

67、>　　void init_timer0(void)　　{　　TCON=0x00;　　TMOD=0x00;　　TL0=0x00;

68、TH0=0x00;　　TCON=0x00;　　// Timer 0 C/T=0,定時工作方式　　//Timer 0 M1,M0=0,1　　TMOD=0x01; //GATE=0,以運行控制位TR0 啟動定時器0 C/T=0,定時工作方式</p&

69、gt;　　TH0=CST_TH0; 　　TL0=CST_TL0;　　TF0=0;//clear 0. count over flag.　　TR0=1;// enable TIMER0 ,start count　　ET0=1; //enable acc

70、ept interrupt　　}　　// 主控程序　　void main(void) 　　{ <

71、;b>　　P2=0xff;　　P1=0xff;　　P0=0Xff;　　init_timer0();　　iniLCD();

72、 //初始化 LCD　　write_hz_str(0,18,"2013-1-7");　　write_hz_str(3,18,"步進電機仿真");　　write_hz_str(6,20,"停止");<p

73、>　　buf_Direction=CST_STEP_MOTOR_ST;　　set_speed=60;　　step_index=3;　　EA=1; //開中斷 　　caluate();<

74、;/p>　　while(1)　　{　　key_Scan();　　}　　}

75、　　2、顯示子程序的設(shè)計　　圖12 顯示程序流程圖　　程序如下：　　#include <REG51.h> 　　//#include <stdio.h><p&g

76、t;　　//#include <math.h>　　#include "macro.h"　　#include "LCD_HZ.h"　　sbit E =P3^5;　　sbit RW=P3^4;&l

77、t;p>　　sbit RS =P3^2;　　sbit L =P3^1;//左半平面 　　sbit R =P3^0;//右半平面 　　sbit Busy=P2^7;// //忙判斷位 　　#define LCDPAGE

78、 0xB8 //設(shè)置頁指令。　　#define LCDLINE 0x40 //設(shè)置列指令。　　//LCD判斷忙的子程序　　void chkbusy(void) //測LCD忙狀態(tài) 　　{ &

79、lt;/b>　　E=1; //使能LCD　　RS=0; //讀寫指令 　　RW=1; //讀 　　P2=0xff;

80、 //讀操作前先進行一次空讀操作，接下來才能讀到數(shù)據(jù) 　　while(!Busy); //等待，不忙退出 　　}　　//寫指令代碼</

81、b>　　void wcode(uchar cd) //寫指令代碼 　　{ 　　chkbusy(); //寫等待

82、　P2=0xff; //使能LCD　　RW=0; //讀禁止 　　RS=0; //輸出設(shè)置 　　P2=cd;

83、 //寫數(shù)據(jù)代碼 　　E=1; //以下兩句產(chǎn)生下降沿 　　E=0; 　　}　　//把

84、顯示數(shù)據(jù)寫到內(nèi)存單元中 　　void wdata(uchar dat) //寫顯示數(shù)據(jù)　　{　　chkbusy(); //寫等待

85、;　　P2=0xff; //使能LCD　　RW=0; //讀禁止 　　RS=1; //輸出設(shè)置 　　P2=dat ^0xFF;

86、 //寫數(shù)據(jù)代碼 　　E=1; //以下兩句產(chǎn)生下降沿 　　E=0; 　　}

87、　　//顯示LCD程序　　//可以更改程序中的64變?yōu)?2就可以輸出數(shù)字了　　void disrow(uchar page,uchar col,uchar *temp)　　{

88、　　uchar i;　　if(col<64) // 左半平面　　{ 　　L=1;R=0;&l

89、t;p>　　wcode(LCDPAGE+page); // 寫指令頁 　　wcode(LCDLINE+col); //寫指令行 　　if((col+16)<64) //如果字在左半平

90、面顯示不了，轉(zhuǎn)到右半平面去 　　{ 　　for(i=0;i<16;i++) //寫字 　　wdata(*(temp+i));　　}&

91、lt;/p>　　else //右半平面 　　{　　for(i=0;i<64-col;i++) //減去左邊數(shù)，從右半平面第一位開始顯示 <p

92、>　　wdata(*(temp+i)); //寫字顯示 　　L=0;R=1; //右半平面 　　wcode(LCDPAGE+page); //寫指令頁

93、;　　wcode(LCDLINE); //寫指令行 　　for(i=64-col;i<16;i++) //寫字右半平面 　　wdata(*(temp+i));　　}

94、;　　}　　else　　{ 　　L=0;R=1;　　wcode(LCDPAG

95、E+page); // 寫指令頁 　　wcode(LCDLINE+col-64); //寫指令行 　　for(i=0;i<16;i++) //寫字 　　wdata(

96、*(temp+i)); 　　}　　}　　//供調(diào)用子程序　　void display_HZ( int page, int col,uchar *temp)&

97、lt;/p>　　{ 　　disrow( page, col, temp); //顯示上半字 　　disrow( page+1, col, temp+16); //顯示下半字

98、　　} 　　///****************************************************　　void disrow_ascii(uchar page,uchar col,uchar *temp)　　{ &

99、lt;/b>　　uchar i;　　if(col<64) // 左半平面　　{ 　　L=1

100、;R=0;　　wcode(LCDPAGE+page); // 寫指令頁 　　wcode(LCDLINE+col); //寫指令行 　　if((col+8)<64)

101、 //如果字在左半平面顯示不了，轉(zhuǎn)到右半平面去 　　{ 　　for(i=0;i<8;i++) //寫字 　　wdata(*(temp+i));<p&

102、gt;　　}　　else //右半平面 　　{　　for(i=0;i<64-col;i++) //減去左邊數(shù)，從右半平面第

103、一位開始顯示 　　wdata(*(temp+i)); //寫字顯示 　　L=0;R=1; //右半平面 　　wcode(LCDPAGE+page); // 寫指令頁 </

104、p>　　wcode(LCDLINE); //寫指令行 　　for(i=64-col;i<8;i++) //寫字右半平面 　　wdata(*(temp+i));

105、}　　}　　else　　{ 　　L=0;R=1;　　wc

106、ode(LCDPAGE+page); // 寫指令頁 　　wcode(LCDLINE+col-64); //寫指令行 　　for(i=0;i<8;i++) //寫字

107、　　wdata(*(temp+i)); 　　}　　}　　void display_ascII( int page, int col,uchar *temp)　　{ </b

108、>　　disrow_ascii( page, col, temp); //顯示上半字 　　disrow_ascii( page+1, col, temp+8); //顯示下半字 　　}

109、　　//LCD初始化 　　void iniLCD(void) //初始化 　　{ 　　L=1;&l

110、t;p>　　R=1;　　wcode(0x38);　　wcode(0x0f); //開顯示設(shè)置 　　wcode(0xc0); //設(shè)置顯示

111、啟動為第一行 　　wcode(0x01); //清屏　　wcode(0x06); //畫面不動，光標(biāo)右移。　　}

112、　　//然后應(yīng)用下面程序來索引漢字 　　void write_hz_str( int x1,int y1, uchar *point ) 　　{ 　　signed char temp1, temp2; <b&

113、gt;　　int i;　　int x,y,hang=0;　　int hz_cnt=0; 　　x=x1;　　y=y1;　　while (

114、*point != '\0') //判斷是否顯示完成 　　{ 　　if (hz_cnt>=8) //應(yīng)是8，中間有字符ASCII 嗎+ 漢字則只有1個字節(jié)空間不夠?qū)憹h字所以換行&

115、lt;b>　　{　　hz_cnt =0;　　hang+=2; 　　}　　temp1 = *point++; //取漢字數(shù)據(jù) 　　if (temp1 &am

116、p;0x80) //如果是要顯示漢字 　　{ 　　temp2 = *point ++; 　　for (i = 0; i < HZ_SIZE ; i++) //字碼中共9個漢字　　{ </b&

117、gt;　　if ((temp1 == GB_16[i].Index[0]) && (temp2 == GB_16[i].Index[1])) //查索引 　　{ 　　x=x1+hang;　　y=y1+hz_cnt*16

118、;　　display_HZ(x,y, &(GB_16[i].Msk[0])); //找到,字模指針賦值 　　hz_cnt+=1;　　break;　　} <

119、;p>　　} 　　}　　else if (temp1<=127 && temp1>=32)　　{ 　　temp1 -=32;

120、 　　x=x1+hang;　　y=y1+hz_cnt*8;　　display_ascII(x,y, &(nAsciiDot[16*temp1])); //找到,字模指針賦值 　　hz_cnt+=1; <b&g

121、t;　　} 　　} 　　}　　3、 H文件　　H文件見附錄

122、　　六、整體電路圖　　七、電路仿真及調(diào)試　　7.1Proteus介紹　　Proteus是由Labcenter Electronics開發(fā)的功能強大的單片機仿真軟件Proteus與其他的仿真軟件相比較，在下面的優(yōu)點：

123、　　1.能仿真模擬電路、數(shù)字電路、數(shù)?；旌想娐?；　　2.能繪制原理圖、PCB圖；　　3.幾乎包括實際中所有使用的儀器　　4.其最大的亮點在于能夠?qū)纹瑱C進行實物級的仿真。從程序的編寫，編譯到調(diào)試，目標(biāo)版的仿真一應(yīng)俱全。支持匯編語言和C語言的編程。還可配合Keil C實現(xiàn)程序的聯(lián)合調(diào)試，將Prot

124、eus中繪制的原理圖作為實際中的目標(biāo)板，而用Keil C集成環(huán)境實現(xiàn)對目標(biāo)板的控制，與實際中通過硬件仿真器對目標(biāo)板的調(diào)試幾乎完全相同，并且支持多顯示器的調(diào)試，即Proteus運行在一臺計算機上，而Keil C運行在另一臺計算機上，通過網(wǎng)絡(luò)連接實現(xiàn)遠程的調(diào)試。　　7.2系統(tǒng)仿真　　對應(yīng)的單拍正轉(zhuǎn)、雙拍正轉(zhuǎn)、單雙拍正轉(zhuǎn)種

125、情況下由虛擬示波器（OSCILLOSCOPE）采集的脈沖驅(qū)動信號，對于步進電機的控制，實際上是控制步進脈沖的個數(shù)和步進脈沖的間隔，而步進電機的間隔又可轉(zhuǎn)化為某基準延時子程序的循環(huán)次數(shù)。因此，可以很方便地用軟件來控制步進電機的運行，達到控制目的。繪制完電路圖后，將編好的程序輸入軟件內(nèi)檢查所編程序是否正確，檢查程序無誤后裝入單片機內(nèi)，進行防真。仿真結(jié)果可見圖13所示。　　八設(shè)計總

126、結(jié)　　這次課程設(shè)計根據(jù)課題要求，復(fù)習(xí)了所學(xué)的單片機和步進電機的內(nèi)容，通過查閱大量書籍、專業(yè)網(wǎng)站、論壇等，通過反復(fù)對比，采用技術(shù)較為成熟以及仿真效果的電路。在軟件設(shè)計方面，一部分參考文獻的已成程序進行修改編寫，一部分則是平時的經(jīng)驗積累，初步掌握了步進電機控制的基本原理和步進電機轉(zhuǎn)動編程的方法，步進電機作為執(zhí)行元件，是機電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用在各種自動化控制系統(tǒng)中。隨著

127、微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展，步進電機的需求量與日增加，在各個國民經(jīng)濟領(lǐng)域仍將起到重要作用。根據(jù)課程設(shè)計的要求和自己通過參考有關(guān)資料，寫好程序流程圖，在程序流程圖的基礎(chǔ)上，根據(jù)芯片的功能寫出相應(yīng)的程序，達到能夠?qū)崿F(xiàn)所要求的功能的目的。在寫程序時，在每條指令后都寫好注釋，以便在程序出錯的檢查過程中可以更容易查找得到。本次課程設(shè)計重點是理論與實際的相結(jié)合，不單單只是書上的一條條分離的指令。這次實驗我們學(xué)到了有關(guān)步進電機的

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單片機課程設(shè)計---步進電機正反轉(zhuǎn)設(shè)計

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