案如下。硬件部分实现电机转动和速度显示功能,包括控制开关模块;电机转动模块和速度显示模块。软件部分实现对步进电机的控制功能,主要设计思想通过控制台控制程序的开关来控制电机的转动,由电机反馈回来的数据经单片机控制显示器显示数据。设计框图如下:
9
f10
f3系统硬件设计
本设计的硬件电路只要包括控制电路、最小系统、驱动电路、显示电路四大部分。最小系统只要是为了使单片机正常工作。控制电路只要由开关和按键组成,由操作者根据相应的工作需要进行操作。显示电路主要是为了显示电机的工作状态和转速。驱动电路主要是对单片机输出的脉冲进行功率放大,从而驱动电机转动。
31控制电路
根据系统的控制要求,控制输入部分设置了顺时针控制,逆时针控制,加速控制,减速控制和停止按键。控制电路如图2所示。当按下按键,内部程序检测P01P04的状态变化来调用相应的启动和换向程序,从而实现系统的电机的启动和正反转控制。
根据步进电机的工作原理可以知道,步进电机转速的控制主要是通过控制通入电机的脉冲频率,从而控制电机的转速。对于单片机而言,主要的方法有:软件延时和定时中断在此电路中电机的转速控制主要是通过定时器的中断来实现的,该电路控制电机加速度主要是通过按键的断开和闭合,从而控制外部中断。根据按键次数,改变速度值存储区中的数据(该数据为定时器的中断次数),这样就改变了步进电机的输出脉冲频率,从而改变了电机的转速。
11
f图2控制电路原理图
32最小系统
单片机最小系统或者称为最小应用系统,就是用最少的元件组成的单片机可以工作的系统,对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括:单片机、复位电路、晶振电路。
复位电路:使用了独立式键盘,单片机的P1口键盘的接口。该设计要求只需4个键对步进电机的状态进行控制,但考虑到对控制功能的扩展,使用了6路独立式键盘。复位电路采用手动复位,所谓手动复位,是指通过接通一按钮开
12
f关,使单片机进入复位状态,晶振电路用22PF的电容和一12M晶体振荡器组成为整个电路提供时钟频率。如图3示。
晶振电路:8051单片机的时钟信号通常用两种电路形式电路得到:内部震荡方式和外部中断方式。在引脚XTAL1和XTAL2外部接晶振电路器(简称晶振)或陶瓷晶振器,就构成了内部晶振方式。由于单片机内部有一个高增益反相放大器,当外接晶振后,就构成了自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。内部振荡方式的外部电路如图5示。其电容值一般在530pf晶振频率r