单片机步进电机设计说明书含电路原理图..pdf
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1、华 北 水 利 水 电 学 院 单片机课程设计 步进电机设计说明书 2012 2013 学年 第 2 学期 专 业班 级: 学号: 姓名: 指 导教 师:雷冀南 院、系 :机械学院 教研室:机械制造教研室 课程设计任务书 课程设计名称单片机应用基础课程设计 专业班级 (学生人数) 机自 20100622010070 (96 人) 指导教师雷冀南 本学期承担 相应课程教 学任务情况 单片机应用基础 理论: 26 学时 实验: 6 学时 课程设计目的 及任务 单片机应用基础课程设计是学好本门课程的又一重要实践性教学环 节,课程设计的目的就是配合本课程的教学和平时实验,以达到巩固消化课 程的内容,进
2、一步加强综合应用能力及单片机应用系统开发和设计能力的训 练,是以培养学生综合运用所学知识的过程,是知识转化为能力和能力转化 为工程素质的重要阶段。 课程设计任务: 根据给定的任务要求选择合适的单片机和其他电子元器 件,进行系统硬件电路设计和软件编程,根据系统制作并调试系统电路板, 使之实现任务要求。有关参数选择要求符合国家标准。具体设计内容如下: 课程设计要求 要求: 1、利用 proteus 软件设计各模块工作原理图,并进行模拟仿真; 2、控制程序设计、调试及实现: (1)根据要求,写出完整的程序流程图; (2)将设计程序输入、汇编,排除语法错误,生成*.OBJ 文件; (3)利用 prot
3、eus 软件进行电路模拟仿真和调试 4、设计硬件电路并烧写程序,调试后系统能按照要求工作 5、写出课程设计说明书(统一格式) 课程设计目标 1课程设计说明书一份; 2系统工作原理图一张; 3汇编源程序(或者C语言源程序) 4硬件电路板调试通过 参考文献 及资料 1 李广第主编单片机基础第一版北京航空航天大学出版社 北京 1994 年 6 月 2 王修才主编单片机接口技术第一版复旦大学出版社上海1995 年 10 月 3 周志德主编单片机原理及应用第一版高等教育出版社 4 李运华主编机电控制第一版北京航空航天大学出版社 注:此套表填写一式三份,于课程设计前一周分别交至教学督导团、教务科、教研室
4、课程设计计划书 周次日期设计内容具体要求 设计教室 指导时间段 8 2013.04.15 准备阶段:复习相关知识,熟悉相 关软件 熟悉电路符号及原理,能用 PROTEUS 设计印刷电路板图, 熟悉各种电子元件 9:3011:30 8 2013.04.16 总体方案设计 明确设计任务和要求,设计思 路清晰;研究并制定出总体设 计方案,加以论证,并提交总 体设计方案报告 9:3011:30 8 2013.04.17 各部分电路设计和实现 绘 制 工 作 原 理 图 , 利 用 PROTEUS 软件对各部分电路 进行模拟仿真 9:3011:30 8 2013.04.18 8 2013.04.19 汇
5、编或 C 语言源程序设计 绘制程序流程图,根据程序流 程图编写源程序 9:3011:30 9 2013.04.22 9 2013.04.23 程序调试 利用软件 WAVE6000 检查源程 序的语法错误,并进行软件仿 真,验证程序的正确性 9:3011:30 9 2013.04.24 系统调试 装入系统源程序,进行硬件仿 真和系统调试 9:3011:30 9 2013.04.25 9 2013.04.26 整理设计资料,提交设计成果 课程设计说明书一份; 工作原理图一张; 汇编源程序清单(或者C 语言 源程序); 硬件调试成功 9:3011:30 注:指导教师在课程设计期间每天指导时间不少于2
6、 小时。 教学院长:教研室主任: 填表人:雷冀南填表时间:2013 年 04 月 13 日 步进电机课程设计说明书 目录 第一章课程设计整体认识及规划. 5 第二章电路所用主要元件认识. 6 第三章画电路原理图 . 11 第四章编写程序 . 12 第五章调试模拟达到效果. 13 第六章焊接电路板 . 13 第七章程序烧写 . 14 第八章总结 . 14 参考文献 . 14 附页附图 . 15 附录 1 程序流程图 附录 2 C51 程序 附录 3 电路原理图 摘要本课程设计的内容是利用51 单片机,达到控制步进 电机的启动、停止、正转、反转、速度和状态显示的目的,使步进电 机控制更加灵活。步进
7、电机驱动芯片采用ULN2003A ,ULN2003A 具有 大电流、高电压, 外电路简单等优点。利用数码管增设电机速度状态 显示功能,各项数据更直观。实测结果表明,该控制系统达到了设计 的要求。 关键字 :步进电机、数码管、 51单片机、 ULN2003A 、设计过程 第一章课程设计整体认识及规划 1.1 课程设计目的 单片机应用基础课程设计是学好本门课程的又一重要实践性教学环节, 课程设计的目的就是配合本课程的教学和平时实验,以达到巩固消化课程的内 容,进一步加强综合应用科研的基本技能,是以培养学生综合运用所学知识的过 程,是知识转化为能力和能力转化为工程素质的重要阶段。 1.2 课程设计任
8、务 根据给定的任务要求选择合适的单片机和其他电子元器件,进行系统硬件电 路设计和软件编程, 根据系统制作并调试系统电路板,使之实现任务要求。 有关 参数选择要求符合国家标准。具体设计内容如下: 1.能控制电机正反转,有正转和反转按钮。 2.在一定范围内可控制转速,有加速和加速按钮,用七段码显示。 3.可在不断电源的情况下暂停,有一个暂停按钮。 4.电动机处于哪个速度状态观察七段码数值,也可直观的观察电动机的旋转 状态比较。 1.3 单片机应用系统的设计步骤 1. 分析设计任务,构思需要达到的效果,了解步进电机的一些知识。 2. 设计系统工作原理图,利用PROTEUS 软件绘制系统工作原理图;
9、3. 购买电路所需的电子元件。 4. 系统控制程序设计、调试及实现: (1)根据要求,写出完整的程序流程图; (2)了解 C51 编写语句,将设计程序输入、汇编,排除语法错误,生成*.OBJ 文件; (3)按所设计的原理图,焊接电路板,检查无误; (4)将目标文件传送到芯片上,执行并运行调试该程序,最终 实现控制要求 单片机的应用系统随着用途不同,它们的硬件和软件结构差别很大,但系 统设计的方法和步骤基本上是相同的。一般包括总体设计、 硬件设计、软件设计、 仿真调试、固化程序、应用系统独立运行等步骤。 第二章电路所用主要元件认识 2.1 AT98S51芯片认识 该芯片是我们上课时以此为例讲的,
10、所以也算很熟悉, 各个引脚功能课本 上一讲很清楚了,在这就不再多赘述。展示一下它的引脚,实物引脚就这样, 焊接电路时需注意! 2.2 ULN2003A 芯片认识 ULN2003A 芯片是一个 7 路反相器,即第1 到 7 引脚输入端为低电平时, 对应输出端第 16 到 10 引脚输出为高电平,反之亦然。8 引脚接地,第 9 引脚 COM 提供工作电压,如proteus 中图( 3) ,实物图中引脚编号是逆时针(8 号 在左下, 9 号在右下)。本设计中引脚1、2、3、4 分别与 AT89s51芯片的 P2.0、P2.1、P2.2、P2.3口相连接,规定正转为逆时针方向的转 动引脚 16、15、
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