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基于51系列单片机控制步进电机调速实验 (自动保存的)

基于51系列单片机控制步进电机调速实验 (自动保存的)
基于51系列单片机控制步进电机调速实验 (自动保存的)

基于51系列单片机控制步进电机调速实验

实验指导书

仇国庆编写

重庆邮电大学自动化学院

自动化专业实验中心

2009年2月

基于51系列单片机控制步进电机调速实验

实验目的及要求:

1、熟悉步进电机的工作原理

2、熟悉51系列单片机的工作原理及调试方法

3、设计基于51系列单片机控制的步进电机调速原理图(要求实现电机的速度反馈测量,测量方式:数字测量)

4、实现51系列单片机对步进电机的速度控制(步进电机由实验中心提供,具体型号42BYG )由按钮控制步进电机的启动与停止;实现加速、匀速、和减速控制。速度设定由键盘设定,步进电机的反馈速度由LED

数码管显示。

实验原理:

步进电机控制原理

一般电动机都是连续旋转,而步进电动却是一步一步转动的,故叫步进电动机。步进电机是数字控制电机,它将脉冲信号转变成角位移,即给一个脉冲信号,步进电机就转动一个角度,因此非常适合于单片机控制。步进电机可分为反应式步进电机(简称VR)、永磁式步进电机(简称PM)和混合式步进电机(简称HB)。因此步进电动机是一种把脉冲变为角度位移(或直线位移)的执行元件。步进电动机的转子为多极分布,定子上嵌有多相星形连接的控制绕组,由专门电源输入电脉冲信号,每输入一个脉冲信号,步进电动机的转子就前进一步。由于输入的是脉冲信号,输出的角位移是断续的,所

以又称为脉冲电动机。随着数字控制系统的发展,步进电动机的应用将

逐渐扩大。

步进电机区别于其他控制电机的最大特点是,它是通过输入脉冲信号来

进行控制的,即电机的总转动角度由输入脉冲数决定,而电机的转速由

脉冲信号频率决定。步进电机的驱动电路根据控制信号工作,控制信号

可以由单片机产生。

电机转子均匀分布着很多小齿,定子齿有三个励磁绕阻,其几

何轴线依次分别与转子齿轴线错开。0、1/3て、2/3て,(相邻

两转子齿轴线间的距离为齿距以て表示),即A与齿1相对齐,

B与齿2向右错开1/3て,C与齿3向右错开2/3て,A'与齿5相对齐,(A'就是A,齿5就是齿1)下面是定转子的展开图:(图2所示)

图1 是反应式步进电动机结构示意图,它的定子具有均匀分布的六个磁极,磁极上绕有绕组。两个相对的磁极组成一组,联法如图所示。下面介绍反应式步进电动机单三拍、六拍及双三拍通电方式的基本原理。

一、单三拍通电方式的基本原理

设A 相首先通电(B、C 两相不通电),产生A-A′轴线方向的磁通,并通过转子形成闭合回路。这时A、A′极就成为电磁铁的N、S 极。在磁场的作用下,转子总是力图转到磁阻最小的位置,也就是要转到转子的齿对齐A、A′极的位置(图3a);接着B 相通电

(A、C两相不通电),转了便顺时针方向转过

30°,它的齿和C、C′极对齐(图3c)。不难

理解,当脉冲信号一个一个发来时,如果按A→C

→B→A→…的顺序通电,则电机转子便逆时针方

向转动。这种通电方式称为单三拍方式。

二、六拍通电方式的基本原理

设A 相首先通电,转子齿与定子A、A′对齐(图4a)。然后在A 相继续通电的情况下接通B 相。这时定子B、B′极对转子齿2、4 产生磁拉力,使转子顺时针方向转动,但是A、A′极继续拉住齿1、3,因此,转子转到两个磁拉力平衡为止。这时转子的位置如图4b 所示,即转子从图(a)位置顺时针转过了15°。接着A 相断电,B 相继续通电。这时转子齿2、4和定子B、B′极对齐(图c),转子从图(b)的位置又转过了15°。其位置如图3d 所示。这样,如果按A→A、B→B→B、C→C→C、A→A…的顺序轮流通电,则转子便顺时针方向一步一步地转动,步距角15°。电流换接六次,磁场旋转一周,转子前进了一个齿距角。如果按A→A、C→C→C、B→B→B、A→A…的顺序通电,则电机转子逆时针方向转动。这种通电方式称为六拍方式。

三、双三拍通电方式的基本原理

如果每次都是两相通电,即按A、B→B、C→C、A→A、B→…的顺序通电,则称为双三拍方式,从图4b,和图4d 可见,步距角也是30°。因此,采用单三拍和双三拍方式时转子走三步前进了一个齿距角,每走一

步前进了三分之一齿距角;采用六拍方式时,转子走六步前进了一个齿距角,每走一步前进了六分之一齿

距角。因此步距角θ可用下式计算:

θ=360°/Zr×m

式中Zr 是转子齿数;m 是运行拍数。

一般步进电动机最常见的步距角是3°或1.5°。由上式可知,转

子上不只4 个齿(齿距角90°),而有40 个齿(齿距角为9°)。

为了使转子齿与定子齿对齐,两者的齿宽和齿距必须相等。因此,

定子上除了6 个极以外,在每个极面上还有5 个和转子齿一样的小齿。步进电动机的结构图如图5 所示。由上面介绍可知,步进电动机具有结构简单、维护方便、精确度高、起动灵敏、停车准确等性能。此外,步进电动机的转速决定于电脉冲频率,并与频率同步。

四、步进电动机的驱动电源

步进电动机需配置一个专用的电源供电,电源的作用是让电动机的控制绕组按照特定的顺序通电,即受输

入的电脉冲控制而动作,这个专用电源称为

驱动电源。步进电动机及其驱动电源是一个

互相联系的整体,步进电动机的运行性能是

由电动机和驱动电源两者配合所形成的综合

效果。

1、对驱动电源的基本要求

(1)驱动电源的相数、通电方式和电压、电流都要满足步进电动机的需要;

(2)要满足步进电动机的起动频率和运行频率的要求;

(3)能最大限度地抑制步进电动机的振荡;

(4)工作可靠,抗干扰能力强;

(5)成本低、效率高、安装和维护方便。

2、驱动电源的组成

步进电动机的驱动电源基本上由脉冲发生器、脉冲分配器和脉冲放大器(也称功率放大器)三部分组成,如图6 所示。

L298N的说明及应用

恒压恒流桥式2A驱动芯片L298N

L298是SGS公司的产品,比较常见的是15脚Multiwatt封装的L298N,内部同样包含4通道逻辑驱动电路。可以方便的驱动两个直流电机,或一个两相步进电机。

L298N芯片可以驱动两个二相电机,也可以驱动一个四相电机,输出电压最高可达50V,可以直接通过电源来调节输出电压;可以直接用单片机的IO口提供信

号;而且电路简单,使用比较方便。

L298N可接受标准TTL逻辑电平信号VSS,VSS可接

4.5~7 V电压。4脚VS接电源电压,VS电压范围

VIH为+2.5~46 V。输出电流可达2.5 A,可驱

动电感性负载。1脚和15脚下管的发射极分别单独

引出以便接入电流采样电阻,形成电流传感信号。

L298可驱动2个电动机,OUT1,OUT2和OUT3,OUT4之间可分别接电动机,本实验装置我们选用驱动一台电动机。5,7,10,12脚接输入控制电平,控制电机的正反转。EnA,EnB接控制使能端,控制电机的停转。表1是L298N功能逻辑图。

In3,In4的逻辑图与表1相同。由表1可知EnA为低电平时,输

入电平对电机控制起作用,当EnA为高电平,输入电平为一高一

低,电机正或反转。同为低电平电机停止,同为高电平电机刹停。

L298N控制器原理如下:

图8是控制器原理图,由3个虚线框图组成。

下面是3个虚线框图功能:

(1)虚线框图1控制电机正反转,U1A,

U2A是比较器,VI来自炉体压强传感器

的电压。当VI>VRBF1时,U1A输出高

电平,U2A输出高电平经反相器变为低

电平,电机正转。同理VI<VRBF1时,

电机反转。电机正反转可控制抽气机抽

出气体的流量,从而改变炉体压强。

(2)虚线框图2中,U3A,U4A两个比较器组成双限比较器,当VB<VI<VA时输出低电平,当VI>VA,VI <VB时输出高电平。VA,VB是由炉体压强转感器转换电压的上下限,即反应炉体压强控制范围。根据工艺要求,我们可自行规定VA,VB的值,只要炉体压强在VA,VB所确定范围之间电机停转(注意VB<VRBF1

<VA,如果不在这个范围内,系统不稳定)。

(3)虚线框图3是一个长延时电路。U5A是一个比较器,Rs1是采样电阻,VRBF2是电机过流电压。Rs1上电压大于VREF2,电机过流,U5A输出低电平。由上面可知,框图1控制电机正反转,框图2控制炉体压强的纹波大小。当炉体压强太小或太大时,电动机转到两端固定位置停止,根据直流电机稳态运行方程[3]:U=CeФN+RaIa

其中:Ф为电机每极磁通量;

Ce为电动势常数;

N为电机转数;

Ia为电枢电流;

Ra电枢回路电阻。

电机转数N为0,电机的电流急剧增加,时间过长将会使电机烧坏。但电机起动时,电机中线圈中的电流也急剧变大,因此我们必须把这两种状态分开。长延时电路可把这两种状态区分出来。长延时电路工作原理:当Rs1过流U5A产生一个负脉冲经过微分后,脉冲触发555的2脚,电路置位,3脚输出高电平,由于放电端7脚开路,C1,R5及U6A组成积分器开始积分,电容C1上的充电电压线性上升,延时运放积分常数为100R5C1。当C1上充电电压,即6脚电压超过2/3 VCC,555电路复位,输出低电平。电机启动时间一般小于0.8 s,C1充电时间一般为0.8~1 s。U5A输出电平与555的3脚输出电平经U7相或,如果U5A输出低电平大于C1充电时间,U7在C1充电后输出低电平由与门U8输入到L298N的6脚ENA端使电机

停止。如果U5A的输出电平小于C1充电时间,6脚不动作电机的正

常启动。长延时电路吸收电机启动过流电压波形,从而使电机正常

启动。1、15脚是输出电流反馈引脚,在通常使用中这两个引脚也

可以直接接地。图8是其引脚图:

3、步进电机的静态指标术语

相数:产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数,常用m表示。

拍数:完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示,或指电机转过一个齿距角所需脉冲数,以四相电机为例,有四相四拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB,四相八拍运行方式即

A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A。

步距角:对应一个脉冲信号,电机转子转过的角位移用θ表示。θ=360度(转子齿数J*运行拍数),以常规二、四相,转子齿为50齿电机为例。四拍运行时步距角为θ=360度/(50*4)=1.8度(俗称整步),八拍运行时步距角为θ=360度/(50*8)=0.9度(俗称半步)。

定位转矩:电机在不通电状态下,电机转子自身的锁定力矩(由磁场齿形的谐波以及机械误差造成的)

静转矩:电机在额定静态电作用下,电机不作旋转运动时,电机转轴的锁定力矩。此力矩是衡量电机体积(几何尺寸)的标准,与驱动电压及驱动电源等无关。

虽然静转矩与电磁激磁安匝数成正比,与定齿转子间的气隙有关,但过份采用减小气隙,增加激磁安匝来提高静力矩是不可取的,这样会造成电机的发热及机械噪音。

4、步进电机动态指标及术语

1、步距角精度:步进电机每转过一个步距角的实际值与理论值的误差。用百分比表示:误差/步距角*100%。不同运行拍数其值不同,四拍运行时应在5%之内,八拍运行时应在15%以内。

2、失步:电机运转时运转的步数,不等于理论上的步数。称之为失步。

3、失调角:转子齿轴线偏移定子齿轴线的角度,电机运转必存在失调角,由失调角产生的误差,采用细分驱动是不能解决的。

4、最大空载起动频率:电机在某种驱动形式、电压及额定电流下,在不加负载的情况下,能够直接起动的最大频率。

5、最大空载的运行频率:电机在某种驱动形式,电压及额定电流下,电机不带负载的最高转速频率。

6、运行矩频特性:电机在某种测试条件下测得运行中输出力矩与频率关系的曲线称为运行矩频特性,这是

电机诸多动态曲线中最重要的,也是电机选择的根本依据。如图9所示:

其它特性还有惯频特性、起动频率特性。

电机一旦选定,电机的静力矩确定,而动态力矩却不然,电机的动态

力矩取决于电机运行时的平均电流(而非静态电流),平均电流越大,电

机输出力矩越大,即电机的频率特性越硬。如图10所示:

其中,曲线3电流最大、或电压最高;曲线1电流最小、或电压

最低,曲线与负载的交点为负载的最大速度点。

要使平均电流大,尽可能提高驱动电压,使采用小电感大电流的电机。

7、电机的共振点:步进电机均有固定的共振区域,二、四相感

应子式步进电机的共振区一般在180-250pps之间(步距角1.8度)或在400pps左右(步距角为0.9度),电机驱动电压越高,电机电流越大,负载越轻,电机体积越小,则共振区向上偏移,反之亦然,为使电机输出电矩大,不失步和整个系统的噪音降低,一般工作点均应偏移共振区较多。

数字测速

图11 数字测速装置原理图

检测光电式旋转编码器与转速成正比的脉冲,然后计算转速,有三种数字测速方法:即M 法、T 法和M/T 法。光电式旋转编码器是转速或转角的检测元件,旋转编码器与电机相连,当电机转动时,带动码盘旋转,便发出转速或转角信号。如图11所示。

数字测速指标

1.分辨率

改变一个计数字所对应的转速变化量来表示分辨率,用符

号Q 表示。转速由1n 变为2n 时,引起记数值改变了一个字,则该测速方法的分辨率是12n n Q -=。Q 越小,说明该测速方法的分辨能力越强。 2.测速误差率

转速实际值和测量值之差n ?与实际值n 之比定义为测速误差率,%100%??=n

n δ,测速误差率反映了测

速方法的准确性,%δ越小,准确度越高。

M 法测速

测取c T 时间内旋转编码器输出的脉冲个数1M ,用以计算这段时间内的平均转速,称作M法测速,图12所示。电机的转速为r/min 601c

ZT M n =

M 法测速的分辨率:c

c

c

ZT ZT M ZT M Q 6060)

1(6011=

-

+

=

M 法测速误差率:

%

1001%10060

)

1(60

60%1

111

max ?=

?-=

M ZT M ZT M ZT M c

c

c

δ

M 法测速适用于高速段,

T 法测速

记录编码器两个相邻输出脉冲的间的高频脉冲个数

图12 M 测速法原理图

M 2,f 0为高频脉冲频率,图13所示。 电机转速

r/min

ZM f 60ZT 60n 2

0t

==

T 法测速的分辨率:

)

1(6060)

1(602

20

2

02

0-=

-

-=

M

ZM f ZM

f M

Z f Q 或Zn

f Zn

Q -=

02

60

T法测速误差率:

%1001

1

%10060

60 )1(60%2

2

02

02

max ?-=

?-=

M

ZM

f ZM

f M

Z f δ

T 法测速适用于低速段。

M/T 法测速

把M 法和T 法结合起来,既检测T C 时间内旋转编码器输出的脉冲个数M 1,又检测同一时间间隔的高频时钟脉冲个数M 2,用来计算转速,称作M/T 法测速。采用M/T 法测速时,应保证高频时钟脉冲计数器与旋转编码器输出脉冲计数器同时开启与关闭以减小误差。

电机转速r/min 60

602

011ZM

f M ZT M n t

==

图14所示

步进电机的闭环控制

步进电机的主要优点之一是能在开环系统中工作。在开环控制下,步进电机受连续脉冲间具有预订时间间隔的脉冲序列所控制。这种运行方式控制线路经济简单,不需反馈编码器和相应的电子线路,使步进电机获得更为广泛的应用。一般来说,步进电机具有什么样的性能,在很大程度上取决于用什么方法去控制它。步进电机的转速取决于脉冲频率、转子齿数和拍数。其角速度与脉冲频率成正比,而且在时间上与脉冲同步。因而在转子齿数和运行拍数一定的情况下,只要控制脉冲频率即可获得所需速度。由于步进电机是借助它的同步转矩而启动的,为了不发生失步,启动频率是不高的。特别是随着功率的增加,转子直径增大,惯量增大,启动频率和最高运行频率可能相差10倍之多。

c

T

图14 M/T 法测速原理图

为了充分发挥电机的快速性能,通常使电机在低于启动频率下启动,然后逐步增加脉冲频率直到所希望的速度,所选择的变化速率要保证电机不发生失步,并尽量缩短启动加速时间。

为了保证电机的定位精度,在停止以前必须使电机从最高速度逐步减小脉冲率降到能够停止的速度(等于或稍大于启动速度)。因此,步进电机拖动负载高速移动一定距离并精确定位时,一般来说都应包括“启动-加速-高速运行(匀速)-减速-停止”五个阶段,速度特性通常为梯形,如果移动的距离很短则为三角形速度特性,如图1所示。

图15 步进电机的速度曲线

步进电机控制系统结构

单片机机在适当的时刻通过对计数器0赋初值,设置好加减速过程的频率变化(即速度、加速度变化),以防止失步。例如,在点位控制中设置好速度曲线图,在起动和升速时,使步进电机产生足够的转矩驱动负载,跟上规定的速度和加速度;在减速时,下降特性使负载不产生过冲,停止在规定的位置。启动细分驱动电路中的固化程序以产生一定频率的脉冲,经功率放大后驱动步进电机运动。步进电机运动方向的改变及启动和停止均由计算机控制硬件控制电路实现。

图16 步进电机控制系统

步进电机升降速数学模型

为使步进电机在运行中不出现失步现象,一般要求其最高运行频率应小于(或等于)步进响应频率fs。在该频率下,步进电机可以任意启动、停止或反转而不发生失步现象。步进电机升降速有两种驱动方式,即三角形与梯形驱动方式(见图15),而三角形驱动方式是梯形驱动的特例,因而我们只要研究梯形方式。电机的加速和减速是通过计算机不断地修改定时器初值来实现的。在电机加速阶段,从启动瞬时开始,每产生一个脉冲,定时器初值减小某一定值,则相应的脉冲周期减小,即脉冲频率增加;在减速阶段,定时器初值不断

增加,则相应的脉冲周期增大,脉冲频率减小,对应梯形脉冲频率特性的减速阶段。该设计的关键是确定脉冲定时tn,脉冲时间间隔即脉冲周期Tn和脉冲频率fn。假设从启动瞬时开始计算脉冲数,加速阶段的脉冲数为n,并设启动瞬时为计时起点,定时器初值为D1,定时器初值的减量为△。从加速阶段的物理过程可知,第一个脉冲周期,即启动时的脉冲周期T1=D1/f0,t1=0。由于定时器初值的修改,第2个脉冲周期T2=(D1-△)/f0=T1-△/f0,脉冲定时t2=T1,则第n个脉冲的周期为:

Tn=T1-(n-1)△/f0 (1)

脉冲定时为:

(2)

脉冲频率为:

1/fn=Tn=T1-(n-1)△/f0 (3)

上式分别显示了脉冲数n与脉冲频率fn和时间tn的关系。令△/f0=δ,即加速阶段相邻两脉冲周期的减量,则上述公式简化为:

tn=(n-1)T1-(n-2)(n-1)δ/2 (4)

1/fn=T1-(n-1)δ (5)

联立(4)、(5),并简化fn与tn的关系,得出加速阶段的数学模型为:

(6)

其中,是常数,其值与定时器初值及定时器变化量有关,A=-δ, B=(2T1+δ)2,C=8δ。

加速阶段脉冲频率的变化为:

(7)

从(6)、(7)式可以看出,在加速阶段,脉冲频率不断升高,且加速度以二次函数增加。这种加速方法对步进电机运行十分有利,因为启动时,加速度平缓,一旦步进电机具有一定的速度,加速度增加很快。这样一方面使加速度平稳过渡,有利于提高机器的定位精度,另一方面可以缩短加速过程,提高快速性能。

对于减速阶段,按照与上述类似的分析方法,可以得出脉冲频率特性的表达方式为:

(8)

(9)

其中,A=-δ, B=(2T1-δ)2,C=8δ,T1为减速开始时脉冲周期,δ为减速阶段相邻两个脉冲周期的增量。由于T1>>δ,则B=4T12,由(8)、(9)式可以看出,脉冲频率在减速阶段不断下降,且加速度为负,绝对值以二次函数减小。这种减速性能对步进电机同样有利,它使步进电机在减速时能够平稳地停止而没有冲击,提高了机器的定位精度。

综上所述,可以得出本设计的脉冲频率特性(见图17)。

图17脉冲频率特性

参考资料:

1. 史敬灼步进电动机伺服控制技术出版科学出版社2006-07-1

2. 周宏甫机电传动控制化学工业出版社2006-8-1

3. 刘宝廷等步进电动机及其驱动控制系统哈尔滨工业大学出版社

4. 何立民编著.《单片机应用系统设计》.北京航空航天大学出版社

5.李立华编.《MCS-51系列单片机实用接口技术》.北京航空航天大学出版社

6.周航慈著.《单片机应用程序设计技术》.北京航空航天大学出版社

51单片机控制的步进电机C语言程序

我上周刚做的这个实验成功拉,给你参考一下吧这可是我当时辛辛苦苦编出来的啊,不过我用的是L298驱动的和ULN2003一样,你把它换成2003就行拉 #include unsigned char code table[]={0xf1,0xf3,0xf2,0xf6,0xf4,0xfc,0xf8,0xf 9,0x00,0xf1,0xf9,0xf8,0xfc,0xf4,0xf6,0xf2,0xf3,0x00}; unsigned char temp,temp_old; unsigned char key; unsigned char i,j,k,m,s; void delay(int i) { for(m=i;m>0;m--) for(j=250;j>0;j--) for(k=10;k>0;k--); } void saomiao() { P3=0xff; P3_4=0; temp=P3; temp=temp&0x0f; if(temp!=0x0f) { for(i=50;i>0;i--)

for(j=200;j>0;j--); temp=P3; temp=temp&0x0f; if(temp!=0x0f) { temp=P3; temp=temp&0x0f; switch(temp) { case 0x0e: key=1; break; case 0x0d: key=2; break; case 0x0b: key=3; break; case 0x07: key=4; break; } temp=P3;

temp=temp&0x0f; while(temp!=0x0f) { temp=P3; temp=temp&0x0f; } } } P3=0xff; P3_5=0; temp=P3; temp=temp&0x0f; if(temp!=0x0f) { for(i=50;i>0;i--) for(j=200;j>0;j--); temp=P3; temp=temp&0x0f; if(temp!=0x0f) { temp=P3; temp=temp&0x0f; switch(temp)

51单片机实验报告94890

《单片机与接口技术》实验报告 信息工程学院 2016年9月

辽东学院信息技术学院 《单片机与接口技术》实验报告 姓名:王瑛 学号: 0913140319 班级: B1403 专业:网络工程 层次:本科 2016年9月

目录 实验题目:实验环境的初识、使用及调试方法(第一章) 实验题目:单片机工程初步实验(第二章) 实验题目:基本指令实验(第三章)4 实验题目:定时器/计数器实验(第五章)4 实验题目:中断实验(第六章)4 实验题目:输入接口实验(第八章)4 实验题目:I/O口扩展实验(第九章)4 实验题目:串行通信实验(第十一章)4 实验题目:A/D,D/A转换实验(第十七章)4

实验题目:实验环境的初识、使用及调试方法实验 实验类型:验证性实验课时: 1 时间:2016年10月24日 一、实验内容和要求 了解单片机的基础知识 了解51单片机的组成和工作方法 掌握项目工程的建立、编辑、编译和下载的过程方法 熟练单片机开发调试工具和方法 二、实验结果及分析 单片机最小系统的构成: Keil集成开发环境:

STC-ISP:

实验题目:单片机工程初步实验 实验类型:验证性实验课时: 1 时间:2016 年10 月24 日一、实验内容和要求 点亮一个LED小灯 程序下载到单片机中 二、实验结果及分析 1、点亮一个LED小灯 点亮LED小灯的程序: #include //包含特殊功能寄存器定义的头文件 sbit LED = P0^0; sbit ADDR0 = P1^0; //sbit必须小写,P必须大写 sbit ADDR1 = P1^1; sbit ADDR2 = P1^2; sbit ADDR3 = P1^3; sbit ENLED = P1^4; void main() { ENLED = 0; ADDR3 = 1; ADDR2 = 1; ADDR1 = 1; ADDR0 = 0; LED = 0; //点亮小灯 while (1); //程序停止 } 2、程序下载 首先,我们要把硬件连接好,把板子插到我们的电脑上,打开设备管理器查看所使用的COM 口,如图所示:

80c51单片机交通灯课程设计报告1.pdf

80C51单片机交通灯课程设计报告 目录 第一章引言 (3) 第二章单片机概述 (4) 第三章芯片介绍 (6) 3.1AT89S51单片机介绍 (6) 3.1.1简介 (6) 3.1.2主要管脚介绍 (6) 3.274LS164介绍 (8) 3.3共阳数码管介绍 (8) 3.3.1分类简介 (8) 图3.3LED数码管引脚定义 (9) 3.3.2驱动方式 (9) 3.3.3主要参数 (10) 3.3.4应用范围 (10) 第四章系统硬件设计 (11) 4.1硬件设计要求 (11) 4.2硬件设计所用元器件 (11) 4.3硬件设计图 (11) 4.4设计流程图 (12) 第五章系统软件设计 (13) 5.1流程图 (13)

5.2程序设计 (14) 第六章结论 (16) 参考文献 (18)

第一章引言 在今天,红绿灯安装在各个道口上,已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。 1858年,在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红,蓝两色的机械扳手式信号灯,用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年,英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上,安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成,红色表示“停止”,绿色表示“注意”。1869年1月2日,煤气灯爆炸,使警察受伤,遂被取消。 1914年,电气启动的红绿灯出现在美国。这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成,安装在纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”,绿灯亮表示“通行”。 智能的交通信号灯指挥着人和各种车辆的安全运行,实现红、黄、绿灯的自动指挥是城乡交通管理现代化的重要课题.在城乡街道的十字交叉路口,为了保证交通秩序和行人安全,一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯,其中红灯亮,表示该条道路禁止通行;黄灯亮,表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行;绿灯亮,表示该条道路允许通行.交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换,指挥各种车辆和行人安全通行,实现十字路口城乡交通管理自动化。 本文为了实现交通道路的管理,力求交通管理先进性、科学化.分析应用了单片机实现智能交通灯管制的控制系统,以及该系统软、硬件设计方法,实验证明该系统实现简单、经济,能够有效地疏导交通,提高交通路口的通行能力。

基于51单片机的步进电机控制-设计报告(说明书)及源程序

南京XX大学 指导老师:张X 课程设计基于51单片机的步进电机控制 机械电子工程学院 测控技术与仪器 XXXXX Xxx 2012年1年4日

步进电机控制系统 [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、两档速度和状态显示的目的,使步进电机控制更加灵活。步进电机驱动芯片采用ULN2803,ULN2803具有大电流、高电压,外电路简单等优点。利用四位数码管增设电机状态显示功能,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、ULN2803 一步进电机与驱动电路 1.1 什么是步进电机 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。 1.2 步进电机的种类 步进电机分永磁式(PM)、反应式(VR)、和混合式(HB)三种。永磁式步进一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为7.5度或15度;反应式步进一般为三相,可实现大转矩输出,步进角一般为1.5度,但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家80年代已被淘汰;混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相:两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。 1.3 步进电机的特点 1.精度高一般的步进电机的精度为步进角的3-5%,且不累积。可在宽广的频率范围内通过改变脉冲频率来实现调速,快速起停、正反转控制及制动等,这是步进电动机最突出的优点 2.过载性好其转速不受负载大小的影响,不像普通电机,当负载加大时就会出现速度下降的情况,所以步进电机使用在对速度和位置都有严格要求的场合; 3.控制方便步进电机是以“步”为单位旋转的,数字特征比较明显,这样就给计算

JavaScript流程控制语句

第5章流程控制语句 JavaScript程序是由若干个语句组成的,每一个语句以分号作为结束符。语句可以很简单,也可以很复杂。其中,改变程序正常流程的语句称为控制语句。流程控制语句是用来控制程序中各语句执行顺序的语句,是程序中基本却又非常关键的部分。流程控制语句可以把单个语句组合成有意义的、能完成一定功能的小逻辑模块。本章内容包括: ?顺序控制语句; ?选择控制语句; ?循环控制语句; ?其他流程控制语句。 通过本章学习,读者应该对几种流程控制语句有很深的理解,并可以利用这几种流程控制语句编写简单的程序。 5.1 顺序控制语句 JavaScript语言中,顺序控制语句是最简单的语句。其有如下特点:所有语句按照一定的顺序执行,每一条语句只执行一遍,不重复执行,也没有语句不执行。JavaScript语言中的顺序控制语句包括表达式语句,函数调用语句,空语句和复合语句等。 5.1.1 表达式语句 表达式后面跟一个分号就构成了一个表达式语句。最常见的表达式语句为赋值语句。赋值语句是在一个赋值表达式后跟一个分号形成的,程序中很多计算都由赋值语句完成。 【示例5-1】演示几个表达式语句。其代码如下所示。 var m=4; //把4赋给变量m var n=”hello world”; //把字符串hello world赋值给n i=m+n; //把变量m和n的和赋值给变量i 实际上,任何表达式都可以加上分号而成为语句。 【示例5-2】变量i自增1。 i++; //变量i的值加1 注意:有些语句写法虽然是合法的,但是由于其没有保留计算结果,因而并没有实际意义。如以下代码: a-b; i++-1;

单片机实验报告书

并行I/O接口实验 一、实验目的 熟悉掌握单片机并行I/O接口输入和输出的应用方法。 二、实验设备及器件 个人计算机1台,装载了Keil C51集成开发环境软件。https://www.wendangku.net/doc/2e151685.html,单片机仿真器、编程器、实验仪三合一综合开发平台1台。 三、实验内容 (1)P1口做输出口,接八只发光二极管,编写程序,使发光二极管延时(0.5-1秒)循环点亮。实验原理图如图3.2-1所示。 图3.2-1单片机并行输出原理图 实验程序及仿真 ORG 0000H LJMP START ORG 0100H START:MOV R2,#8 MOV A,#0FEH LOOP:MOV P1,A LCALL DELAY RL A

DJNZ R2,LOOP LJMP START DELAY:MOV R5,#20 D1:MOV R6,#20 D2:MOV R7,#248 D3:DJNZ R7,D3 DJNZ R6,D2 DJNZ R5,D1 RET END 中断实验 一、实验目的 熟悉并掌握单片机中断系统的使用方法,包括初始化方法和中断服务程序的编写方法。 二、实验设备及器件

个人计算机1台,装载了Keil C51集成开发环境软件。 https://www.wendangku.net/doc/2e151685.html,单片机仿真器、编程器、实验仪三合一综合开发平台1台。 三、实验内容 (2)用P1口输出控制8个发光二极管LED1~LED8,实现未中断前8个LED闪烁,响应中断时循环点亮。 实验程序及仿真 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP INT00 ORG 0010H MAIN: A1:MOV A,#00H MOV P1,A MOV A,#0FFH MOV P1,A SETB EX0 JB P3.2,B1 SETB IT0 SJMP C1 B1:CLR IT0 C1:SETB EA NOP SJMP A1 INT00:PUSH Acc PUSH PSW MOV R2,#8 MOV A,#0FEH LOOP: MOV P1,A LCALL DELAY RL A DJNZ R2,LOOP

基于51单片机课程设计报告

单片机课程设计 课题:基于51单片机的交通灯设计 专业:机械设计制造及其自动化 学号: 指导教师:邵添 设计日期:2017/12/18 成绩: 大学城市科技学院电气学院 基于51单片机数字温度计设计报告

一、设计目的作用 本设计是一款简单实用的小型数字温度计,所采用的主要元件有传感器DS18B20,单片机AT89C52,,四位共阴极数码管一个,电容电阻若干。DS18B20支持“一线总线”接口,测量温度围-55°C~+125°C。在-10~+85°C围,精度为±0.5°C。18B20的精度较差,为±2°C 。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量,如:环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。 本次数字温度计的设计共分为五部分,主控制器,LED显示部分,传感器部分,复位部分,按键设置部分,时钟电路。主控制器即单片机部分,用于存储程序和控制电路;LED显示部分是指四位共阴极数码管,用来显示温度;传感器部分,即温度传感器,用来采集温度,进行温度转换;复位部分,即复位电路,按键部分用来设置上下限报警温度。测量的总过程是,传感器采集到外部环境的温度,并进行转换后传到单片机,经过单片机处理判断后将温度传递到数码管显示。 二、设计要求 (1).利用DS18B20传感器实时检测温度并显示。 (2).利用数码管实时显示温度。 (3).当温度超过或者低于设定值时蜂鸣器报警,LED闪烁指示。 (4).能够手动设置上限和下限报警温度。 三、设计的具体实现 1、系统概述 方案一:由于本设计是测温电路,可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应,在将随被测温度变化的电压或电流采集过来,进行A/D转换后,就可以用单片机进行数据的处理,在显示电路上,就可以将被测温度显示出来,这种设计需要用到A/D转换电路,感温电路比较麻烦。 方案设计框图如下:

基于51单片机控制步进电机

单片机原理及系统课程设计 1 引言 步进电机又称为脉冲电动机或阶跃电动机,它是基于最基本的电磁感应作用,将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。单片机控制的步进电机广泛地应用于工业自动控制、数控机床、组合机床、机器人、计算机外围设备、照相机,大型望远镜,卫星天线定位系统等等。 随着经济的发展,技术的进步和电子技术的发展,步进电机的应用领域更加广阔,同时也对步进电机的运行性能提出了更高的要求。 步进电机的原始模型起源于1830年至1860年,1870年前后开始以控制为目的的尝试,应用于氩弧灯的电极输送机构中,这被认为最早的步进电机。 1950年后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上,对于数字化的控制变得更为容易。到20世纪60年代后期,在步进电机本体方面随着永磁材料的发展,各种实用性步进电机应运而生。步进电机往后经过不断改良,使得今日步进电机已广泛运用在需要高定位精度、高分解能、高响应性、信赖性等灵活控制性高的机械系统中。 在生产过程中要求自动化、省人力、效率高的机器中,我们很容易发现步进电机的踪迹,尤其以重视速度、位置控制、需要精确操作各项指令动作的灵活控制性场合步进电机用得最多。

2 设计方案与原理 4.1 设计方案 设计一个51单片机四相步进电机控制系统要求系统具有如下功能: (1)由I/O口产生的时序方波作为电机控制信号; (2)信号经过驱动芯片驱动电机的运转; (3)电机的状态通过键盘控制,包括正转,反转,加速,减速,停止和单步运行。 4.2 设计原理 步进电机实际上是一个数字\角度转换器,也是一个串行的数\模转换器。步进电机的基本控制包括启停控制、转向控制、速度控制、换向控制4个方面。从结构上看,步进电机分为三相、四相、五相等类型,本次设计的是四相电机。四相步进电机的工作方式有单四拍、双四拍和单双八拍三种。 在本次设计中,我们使用的是四相单八拍的工作方式。通过P1口给A,B,C,D四相依次输出高电平即可实现步进电机的旋转,通过控制两次输出的间隔,即可实现对步进电机的速度控制。 图 2.1 步进电机内部结构截图 根据步进电机的相关相序表我们可以正常的控制电机的步进运行。

程序流程控制语句

程序流程控制语句:选择语句 https://www.wendangku.net/doc/2e151685.html,网站制作 2011年9月1日 Java语言中的程序流程控制语句有三种:顺序结构、选择结构和循环结构。其中顺序结构最简单,程序依次执行各条语句。Java的每条语句一般以分号(“;”)作为结束标志。所以本章重点讲解选择结构和循环结构。 1、选择语句 在程序设计时,经常需要使用选择结构在程序中完成逻辑判断和选择功能,这就需要使用到选择语句。Java中的选择语句包括if语句、if-else语句和switch语句。选择语句用来控制选择结构,对选择条件进行判断,并根据判断结果选择要执行的程序语句,改变程序执行流程。 2、if选择语句 在实际生活中,经常会需要做一些逻辑判断,并根据逻辑判断结果做出选择。例如,当一个男孩子向一个非常理智的女孩子求婚时,这个女孩子思考的逻辑可能是这样的: 如果你有100万 那么,我就嫁给你!

在这里,女孩子嫁给男孩子这个过程的实施,必须以“你有一百万”为前提。只有逻辑判断“你有一百万”这一前提条件为真时,“那么,我就嫁给你!”这个行为才能得到执行。在生活当中,类似这样的情形是很常见的。 相应地,在Java程序设计语言中,也有相应的条件语句来完成类似的逻辑判断和有选择地执行这样的功能,这就是if语句。if语句的语法格式如下: if(条件表达式) 语句 或者 if(条件表达式){ 一条或多条语句 } if语句执行的过程如下: 1.对if后面括号里的条件表达式进行判断。 2.如果条件表达式的值为true,就执行表达式后面的语 句或后面大括号里的多条语句。 3.如果条件表达式的值为false,则跳过if语句,执行 下一条语句。

51单片机数字电压表实验报告

微控制器技术创新设计实验报告 姓名:学号:班级: 一、项目背景 使用单片机AT89C52和ADC0808设计一个数字电压表,能够测量0-5V之间的直流电压值,四位数码显示。在单片机的作用下,能监测两路的输入电压值,用8位串行A/D转换器,8位分辨率,逐次逼近型,基准电压为 5V;显示精度伏。 二、项目整体方案设计 ADC0808 是含8 位A/D 转换器、8 路多路开关,以及与微型计算机兼容的控制逻辑的CMOS组件,其转换方法为逐次逼近型。ADC0808的精度为 1/2LSB。在AD 转换器内部有一个高阻抗斩波稳定比较器,一个带模拟开关树组的256 电阻分压器,以及一个逐次通近型寄存器。8 路的模拟开关的通断由地址锁存器和译码器控制,可以在8 个通道中任意访问一个单边的模拟信号。

三、硬件设计 四、软件设计#include<> #include""

#define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit OE = P2^7; sbit EOC=P2^6; sbit START=P2^5; sbit CLK=P2^4; sbit CS0=P2^0; sbit CS1=P2^1; sbit CS2=P2^2; sbit CS3=P2^3; uint adval,volt; uchar tab[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8, 0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E}; void delayms(uint ms) {

基于AT89C51单片机的步进电动机控制系统设计

重庆科技大学 本科毕业论文 基于AT89C51单片机的步进电动机控制系统 设计 考生姓名: XXXXX X 准考证号: XXXXXXXXXXXX 专业层次:本科院(系):XXXXXXXXXXXXXXXXXXX 指导教师: XXXXXX 职称:讲师 重庆科技大学 二O一二年月日

基于AT89C51单片机的步进电动机控制系统 设计 考生姓名: XXXXXX 准考证号: XXXXXXXXXXXX 专业层次:本科 指导教师: XXXXXXX 院(系):机械与动力工程学院 重庆科技大学 二O一二年九月二十日

摘要 随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,它广泛用于打印机、电动玩具等消费类产品以及数控机床、工业机器人、医疗器械等机电产品中,其在各个国民经济领域都有应用。研究步进电机的控制系统,对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。 步进电机是一种能将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件,步进电机控制系统主要由步进控制器,功率放大器及步进电机等组成。采用单片机控制,用软件代替上述步进控制器,使得线路简单,成本低,可靠性大大增加。软件编程可灵活产生不同类型步进电机励磁序列来控制各种步进电机的运行方式。 本设计是采用AT89C51单片机对步进电机的控制,通过I/O口输出的时序方波作为步进电机的控制信号,信号经过芯片ULN2003驱动步进电机。 实践证明,基于单片机控制的步进电机比传统的步进控制器具有更好的性能,更加简单、方便、可靠。本设计的主要研究对象就是开环伺服系统中最常用的执行器件——步进电机。 关键词:步进电机,单片机,正反转控制,键盘控制,LCD液晶显示

流程控制结构

流程控制结构 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】

(单元教案首页) 单元标题第3章流程控制结构 教学时数:()学时,其中理论()学时、实验()学时、上机()其它()学时,其它是指: 教学目的与要求: 1.理解程序的的三大控制结构。 2.掌握选择结构实现语句的用法编程应用 3.掌握循环结构实现语句的用法及其编程应用。 4.理解并掌握各种跳转语句的使用方法。 主要教学内容: 1.程序的控制结构:顺序、选择、循环。 2.选择结构语句:if语句(两种格式)和switch语句、程序举例。 3.循环结构语句:for语句、while、语句、do-while语句、三种循环语句的互相转化、程序举例。 4.控制结构跳转语句:break语句、continue语句、return语句 教学重点与难点: 重点:if语句、switch语句、for语句、while语句、do-while语句 难点: switch语句、选择结构编程应用、循环结构编程应用、跳转语句的编程应用课后作业: 1.课本P66 综合练习三:第一题~第四题 2.上机实习:实习3:Java流程控制 课后体会:

兰州资源环境职业技术学院教师授课教案

—————————————————————— 第3章流程控制结构 一、本章主要内容: 本章主要讲述Java程序的基本控制结构和控制语句,使得学生能利用这三种结构来解决一些比较复杂的问题。 Java程序的基本控制结构有三种:顺序结构、选择结构、循环结构。 二、具体授课内容: 概述 选择结构 循环结构 跳转语句 三、本章授课思路: 1. 回顾C语言中结构化程序设计方法所所用的程序三大控制结构(顺序结构、选择结构、循环结构)语法知识,以复习回顾的方式引入讲解Java语言的程序控制结构知识(和 C语言用法一致),学生易于理解记忆。 2.具体讲解选择结构(if、switch)和循环结构语法(while、for、do-while)及其编程用法的典型程序编写举例,使学生理解掌握Java语言中控制结构的使用特点及编程技巧。 将两种输入数据的编程方法融入到控制结构用法的编程举例的程序中,使学生对输入数据方法的能够有一定的理解掌握和编程使用,结合在后续第4章面向对象的程序设计的方法的具体学习中再加强理解和掌握。 4.课堂上通过练习和讲解第3章课后习题,加强和巩固学生对所学知识的理解和掌握使用。

51单片机实验报告

51单片机实验报告

实验一 点亮流水灯 实验现象 Led灯交替亮,间隔大约10ms。实验代码 #include void Delay10ms(unsigned int c); void main() { while(1) { P0 = 0x00; Delay10ms(50); P0 = 0xff; Delay10ms(50); } }

void Delay10ms(unsigned int c) { unsigned char a, b; for (;c>0;c--) { for (b=38;b>0;b--) { for (a=130;a>0;a--); } } } 实验原理 While(1)表示一直循环。 循环体首先将P0的所有位都置于零,然后延时约50*10=500ms,接着P0位全置于1,于是LED全亮了。接着循环,直至关掉电源。延迟函数是通过多个for循环实现的。 实验2 流水灯(不运用库函数) 实验现象 起初led只有最右面的那一个不亮,半秒之后从右数第二个led

也不亮了,直到最后一个也熄灭,然后led除最后一个都亮,接着上述过程 #include #include void Delay10ms(unsigned int c); main() { unsigned char LED; LED = 0xfe; while (1) { P0 = LED; Delay10ms(50); LED = LED << 1; if (P0 == 0x00) { LED = 0xfe; } } } void Delay10ms(unsigned int c)

(完整word版)51单片机课程设计实验报告

51单片机课程设计报告 学院: 专业班级: 姓名: 指导教师: 设计时间:

51单片机课程设计 一、设计任务与要求 1.任务:制作并调试51单片机学习板 2.要求: (1)了解并能识别学习板上的各种元器件,会读元器件标示; (2)会看电路原理图; (3)制作51单片机学习板; (4)学会使用Keil C软件下载调试程序; 用调试程序将51单片机学习板调试成功。 二、总原理图及元器件清单 1.总原理图 2.元件清单 三、模块电路分析 1. 最小系统: 单片机最小系统电路分为振荡电路和复位电路, 振荡电路选用12MHz 高精度晶振, 振荡电容选用22p和30p 独石电容;

图 1 图 2 复位电路使用RC 电路,使用普通的电解电容与金属膜电阻即可; 图 3 当单片机上电瞬间由于电容电压不能突变会使电容两边的电位相同,此时RST 为高电平,之后随着时间推移电源负极通过电阻对电容放电,放完电时RST 为低电平。正常工作为低电平,高电平复位。 2. 显示模块: 分析发光二极管显示电路: 图 4 发光二极管显示电路分析:它是半导体二极管的一种,可以把电能转化成光能,常简写为

LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成,也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后,产生自发辐射的荧光。图中一共有五个发光二极管其中一个为电源指示灯,当学习板通电时会发光以指示状态。其余四个为功能状态指示灯,实际作用与学习板有关 分析数码管显示电路 图 5 数码管显示电路分析:数码管按段数分为七段数码管和八段数码管,图中所用为八段数码管(比七段管多了一个小数点显示位),按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管.共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。数码管主要用来显示经电路板处理后的程序的运行结果。图中使用了八个八段数码管,可以显示八个0-15的数字。使用数码管可以直观的得到程序运行所显示的结果.也可以显示预置在学习板上的程序,主要通过16个开关来控制。 四、硬件调试 1、是否短路 用万用表检查P2两端是短路。电阻为0,则短路,电阻为一适值,电路正常。 2、焊接顺序 焊接的顺序很重要,按功能划分的器件进行焊接,顺序是功能部件的焊接--调试--另一功能部件的焊接,这样容易找到问题的所在。 3、器件功能 1)检查原理图连接是否正确 2)检查原理图与PCB图是否一致 3)检查原理图与器件的DATASHEET上引脚是否一致 4)用万用表检查是否有虚焊,引脚短路现象 5)查询器件的DATASHEET,分析一下时序是否一致,同时分析一下命令字是否正确 6)通过示波器对芯片各个引脚进行检查,检查地址线是否有信号的 7)飞线。用别的的口线进行控制,看看能不能对其进行正常操作,多试验,才能找到问题出现在什么地方。 1、详细描述硬件安装过程中出现的故障现象,并作故障分析,及解决方法。 六、软件调试

基于51系列单片机控制步进电机调速实验 (自动保存的)

基于51系列单片机控制步进电机调速实验 实验指导书 仇国庆编写 重庆邮电大学自动化学院 自动化专业实验中心 2009年2月

基于51系列单片机控制步进电机调速实验 实验目的及要求: 1、熟悉步进电机的工作原理 2、熟悉51系列单片机的工作原理及调试方法 3、设计基于51系列单片机控制的步进电机调速原理图(要求实现电机的速度反馈测量,测量方式:数字测量) 4、实现51系列单片机对步进电机的速度控制(步进电机由实验中心提供,具体型号42BYG )由按钮控制步进电机的启动与停止;实现加速、匀速、和减速控制。速度设定由键盘设定,步进电机的反馈速度由LED 数码管显示。 实验原理: 步进电机控制原理 一般电动机都是连续旋转,而步进电动却是一步一步转动的,故叫步进电动机。步进电机是数字控制电机,它将脉冲信号转变成角位移,即给一个脉冲信号,步进电机就转动一个角度,因此非常适合于单片机控制。步进电机可分为反应式步进电机(简称VR)、永磁式步进电机(简称PM)和混合式步进电机(简称HB)。因此步进电动机是一种把脉冲变为角度位移(或直线位移)的执行元件。步进电动机的转子为多极分布,定子上嵌有多相星形连接的控制绕组,由专门电源输入电脉冲信号,每输入一个脉冲信号,步进电动机的转子就前进一步。由于输入的是脉冲信号,输出的角位移是断续的,所 以又称为脉冲电动机。随着数字控制系统的发展,步进电动机的应用将 逐渐扩大。 步进电机区别于其他控制电机的最大特点是,它是通过输入脉冲信号来 进行控制的,即电机的总转动角度由输入脉冲数决定,而电机的转速由 脉冲信号频率决定。步进电机的驱动电路根据控制信号工作,控制信号 可以由单片机产生。 电机转子均匀分布着很多小齿,定子齿有三个励磁绕阻,其几 何轴线依次分别与转子齿轴线错开。0、1/3て、2/3て,(相邻 两转子齿轴线间的距离为齿距以て表示),即A与齿1相对齐, B与齿2向右错开1/3て,C与齿3向右错开2/3て,A'与齿5相对齐,(A'就是A,齿5就是齿1)下面是定转子的展开图:(图2所示)

C51单片机实验报告

实验报告册 课程名称:单片机原理与应用B 指导老师:xxx 班级:xxx 姓名:xxx 学号:xxx 学期:20 —20 学年第学期南京农业大学工学院教务处印

实验目录实验一:指示灯/开关控制器 实验二:指示灯循环控制 实验三:指示灯/数码管的中断控制 实验四:电子秒表显示器 实验五:双机通信

姓名:学号:班级:成绩: 实验名称:指示灯/开关控制器 一、实验目的: 学习51单片机I/O口基本输入/输出功能,掌握C语言的编程与调试方法。 二、实验原理: 实验电路原理图如图所示,图中输入电路由外接在P1口的8只拨动开关组成;输入电路由外接在P2口的8只低电平驱动的发光二极管组成。此外,还包括时钟电路、复位电路和片选电路。 在编程软件的配合下,要求实现如下指示灯/开关控制功能:程序启动后,8只发光二极管先整体闪烁3次(即亮→暗→亮→暗→亮→暗,间隔时间以肉眼可观察到为准),然后根据开关状态控制对应发光二极管的亮灯状态,即开关闭合相应灯亮,开关断开相应灯灭,直至停止程序运行。 三、软件编程原理为; (1)8只发光二极管整体闪烁3次

亮灯:向P2口送入数值0; 灭灯:向P2口送入数值0FFH; 闪烁3次:循环3次; 闪烁快慢:由软件延时时间决定。 (2)根据开关状态控制灯亮或灯灭 开关控制灯:将P1口(即开关状态)内容送入P2口;无限持续:无条件循环。 四、实验结果图: 灯泡闪烁:

按下按键1、3、5、7:

经检验,其余按键按下时亦符合题目要求。 五、实验程序: #include"reg51.h" void delay(unsigned char time) { unsigned int j=15000; for(;time>0;time--) for(;j>0;j--); } void main(){ key,char i; for(i=0;i<3;i++) { P2=0x00; delay(500); P2=0xff; delay(500) } while(1) { P2=P3;

89C51单片机课程设计之秒表设计实验报告.

这里可以加学校LOGAL 单片机课程设计报告 院系:12级物信系 班别:光信息科学与技术7班 课程名称:秒表设计 姓名:龚俊才欧一景 学号:1210407033 1210407041 指导老师:张涛 2011.12.23

目录 1课程设计的目的和任务 1.1 单片机秒表课程设计的概述 1.2课程设计思路及描述 1.3 课程设计任务和要求 2硬件与软件的设计流程 2.1系统硬件方案设计 2.2软件方案设计 3 程序编写流程及课程设计效果3.1源程序及注释 3.2原理图分析 3.3课程设计效果 4 心得体会 5 相关查阅资料

1. 课程设计的目的和任务 1.1单片机秒表课程设计的概述 一、课程设计题目 秒表系统设计——用STC89C52RC设计一个4位LED数码显示“秒表”,显示时间为 00.00~99.99秒,每10毫秒自动加一,每1000毫秒自动加一秒。 二、增加功能 增加一个“复位”按键(即清零),一个“暂停”和“开始”按键。 三、课程设计的难点 单片机电子秒表需要解决三个主要问题,一是有关单片机定时器的使用;二是如何实现LED 的动态扫描显示;三是如何对键盘输入进行编程。 四、课程设计内容提要 本课程利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理,结合集成电路芯片8051、LED数码管以及课程箱上的按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来,使得系统能够正确地进行计时,数码管能够正确地显示时间。其中本课程设计有两个开关按键:其中key1按键按下去时开始计时,即秒表开始键(同时也用作暂停键),key2按键按下去时数码管清零,复位为“00.00”. 五、课程设计的意义 1)通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识复习和掌握,对单片机课程的应用进一步 的了解。 2)掌握定时器、外部中断的设置和编程原理。 3)通过此次课程设计能够将单片机软硬件结合起来,对程序进行编辑,校验。 4)该课程通过单片机的定时器/计数器定时和计数原理,设计简单的计时器系统,拥有正确的 计时、暂停、清零,并同时可以用数码管显示,在现实生活中应用广泛,具有现实意义 六、课程设计仪器 a) 集成电路芯片8051,七段数码管,89C51单片机开发板 b) MCS-51系列单片机微机仿真课程系统中的软件(Keil uvision2)。

51单片机实验报告

实验一数据传送实验 实验内容: 将8031内部RAM 40H—4FH单元置初值A0H—AFH,然后将片内RAM 40H—4FH单元中的数据传送到片内RAM 50H—5FH单元。将程序经模拟调试通过后,运行程序,检查相应的存储单元的内容。 源程序清单: ORG 0000H RESET:AJMP MAIN ORG 003FH MAIN:MOV R0,#40H MOV R2,#10H MOV A,#0A0H A1:MOV @R0,A INC R0 INC A DJNZ R2, A1 MOV R1,#40H MOV R0, #50H MOV R2, #10H A3: MOV A, @R1 MOV @R0, A INC R0 INC R1 DJNZ R2, A3 LJMP 0000H 思考题: 1. 按照实验内容补全程序。 2. CPU 对8031内部RAM存储器有哪些寻址方式? 直接寻址,立即寻址,寄存器寻址,寄存器间接寻址。 3. 执行程序后下列各单元的内容是什么? 内部RAM 40H~4FH ___0A0H~0AFH______________________ 内部RAM 50H~5FH___0A0H~0AFH_______________________ 实验二多字节十进制加法实验

实验内容: 多字节十进制加法。加数首地址由R0 指出,被加数和结果的存储单元首地址由R1指出,字节数由R2 指出。将程序经模拟调试通过后,运行程序,检查相应的存储单元的内容。源程序清单:ORG 0000H RESET: AJMP MAIN ORG 0100H MAIN: MOV SP, #60H MOV R0, #31H MOV @R0, #22H DEC R0 MOV @R0, #33H MOV R1, #21H MOV @R1, #44H DEC R1 MOV @R1, #55H MOV R2, #02H ACALL DACN HERE: AJMP HERE DACN: CLR C DAL: MOV A, @R0 ADDC A, @R1 DA A MOV @R1, A INC R0 INC R1 DJNZ R2,DAL CLR A MOV ACC.0 , C RET 思考题: 1. 按照实验内容补全程序。 2. 加数单元、被加数单元和结果单元的地址和内容为? 3130H,2120H,6688H 3. 如何检查双字节相加的最高位溢出? 看psw.3 的溢出标志位ov=1 则溢出 4. 改变加数和被加数,测试程序的执行结果。 实验三数据排序实验

51单片机电子时钟课程设计报告报告

目录 第一部分设计任务和要求 1.1单片机课程设计内 容 (2) 1.2单片机课程设计要求………………………………………………… 2 1.3系统运行流程………………………………………………………… 2 第二部分设计方案 2.1 总体设计方案说明 (2) 2.2 系统方框图 (3) 2.3 系统流程图 (3) 第三部分主要器材及基本简介 3.1 主要器材 (4) 3.2 主要器材简介 (4) 第四部分系统硬件设计 4.1 最小系统 (6) 4.2 LCD显示电路 (6) 4.3 键盘输入电路 (7) 4.4 蜂鸣器和LED灯电路 (7)

第五部分仿真电路图与仿真结果 (8) 第六部分课程设计总结 (8) 第七部分参考文献 (9) 附录A 实物图 附录B 系统源程序 第一部分设计任务和要求 1.1 单片机课程设计内容 利用STC89C51单片机和LCD1602电子显示屏实现电子时钟,可由按键进行调时和12/24小时切换。 1.2 单片机课程设计要求 1.能实现年、月、日、星期、时、分、秒的显示; 2.能实现调时功能; 3.能实现12/24小时制切换; 4.能实现8:00—22:00整点报时功能。 1.3 系统运行流程 程序首先进行初始化,在主程序的循环程序中首先调用数据处理程序,然后调用显示程序,在判断是否有按键按下。若有按键按下则转到相应的功能程序执行,没有按键按下则调用时间程序。若没到则循环执行。计时中断服务程序完成秒的计时及向分钟、小时的进位和星期、年、月、日的进位。调时闪烁中断服务程序

用于被调单元的闪烁显示。调时程序用于调整分钟、小时、星期、日、月、年,主要由主函数组成通过对相关子程序的调用,如图所示。实现了对时间的设置和修改、LCD显示数值等主要功能。相关的调整是靠对功能键的判断来实现的。第二部分设计方案 2.1 总体设计方案说明 1.程序设计及调试 根据单片机课程设计内容和要求,完成Protues仿真电路的设计和用Keil软件编写程序,并进行仿真模拟调试。 2.硬件焊接及调试 根据仿真电路图完成电路板的焊接,并进行软、硬件的调试,只到达到预期目的。3.后期处理 对设计过程进行总结,完成设计报告。 2.2 单片机系统方框图

流程控制语句练习题

流程控制语句练习题 1、为某超市编写一个程序,完成顾客购物后根据优惠政策计算付款额的功能。某超市有如 下优惠政策: ?所有的本超市的会员购物享受9折优惠。 ?对于非会员的顾客购物满100元的也可以享受9折优惠。 ?本身是会员并购物满100元可以享受8折优惠。 假如某顾客从该超市购买了三件商品(价格自己输入),请计算该顾客可得到的折扣额(如果有),以及打折后需支付的金额。 2、银行提供了整存整取定期储蓄业务,其存期分为一年、两年、三年、五年,到期凭存单 编写一个程序,用于根据存期和存款额(本金)计算利息,以及到期取款时银行应支取的本息。提示: ?要求用户选择存期,并输入本金。声明两个变量分别存储存期和本金。 ?计算利息的公式: 利息=本金*年利率*存期 本息=本金+利息 3、编写一个程序,要求用户输入今天是星期几,根据用户的输入判断是工作日还周未,并 显示合适的问候语。 提示: ?如果输入的数字不在1~7之间,则显示“请输入位于1 ~ 7 之间的数” ?如果用户输入的数字为6或7,则显示“周未愉快!”。 ?对于1~5之间的数字,则显示“工作日愉快!”。 4、只要顾客购买的商品数量大于等于10件,并且购物总额大于等于10000元,商店就给 顾客10%的折扣。接收购物数量以及总金额,要求计算出折扣后的应付金额。 5、做一个简易计算器:(包含+、-、*、/、%) 接收一个字符,例如用“+”表示加法,用“-”表示减法。接收num1和num2两个数。如果输入的字符为“+”,则将这两个数相加并显示相应结果。如果输入的字符为“-”。则将这两个数相减并显示相应的值。 6、编写一个程序,用于计算长方形、圆形和三角形的面积。根据用户的选择要能计算相应 形状的面积。 7、企业年底发放的奖金根据当年的利润提成。利润低于或等于10万元时,奖金可提10%; 利润高于10万元,低于20万元时,低于10万元的部分按10%提成,高于10万元的部分,可提成7.5%;20万到40万之间时,高于20万元的部分,可提成5%;40万到60万之间时,高于40万元的部分,可提成3%;60万到100万之间时,高于60万元的部分,可提成1.5%,高于100万元时,超过100万元的部分按1%提成,输入当年的利润,求应发放奖金总数。 8、编写一个程序,用于创建包括下列选项的菜单: A、添加详细信息 B、修改详细信息

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