文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 步进电机数电课程设计报告

步进电机数电课程设计报告

步进电机数电课程设计报告
步进电机数电课程设计报告

课程设计任务书

学生姓名:专业班级:通信XX班

指导教师:工作单位:信息工程学院

题目: 步进电机的控制及驱动电路设计

初始条件:本设计既可以使用集成移位寄存器、驱动器、555定时器和必要的门电路,以及

所需电阻、电容、二极管、三极管、开关等元件。本设计也可以使用单片机系统构建步进电机的控制及驱动电路。

自行设计所需电源。

要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要

求)

1、课程设计工作量:1周。

2、技术要求:

①设计一个方波发生器提供系统时钟;

②设计一个步进电机的驱动信号发生器,可以实现电机正转/反转控制和转速控制;

③要求驱动器有足够的输出电流以驱动小功率4相步进电机;

④要求可以实现步进电机的单相或双相激励;

⑤确定设计方案,按功能模块的划分选择元、器件和集成电路,设计分电路,阐述基本原理。

⑥绘制总体电路原理图。

3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印,图纸应符合绘图规范。

时间安排:

1、2012 年7 月1 日集中,作课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。

2、2012 年7 月 2 日,查阅相关资料,学习电路的工作原理。

3、2012 年7 月3 日至2012 年7 月5 日,方案选择和电路设计。

4、2012 年7 月6 日至2012 年7 月7 日,电路调试和设计说明书撰写。

5、2012 年7 月8 日上交课程设计成果及报告,同时进行答辩。

课设答疑地点:

指导教师签名:年月日

系主任(或责任教师)签名:年月日

目录

1 绪论 (1)

2 工作原理及方案选择 (2)

2.1 控制器的论证与选择 (2)

2.2 驱动器的论证与选择 (3)

2.3 系统总体方案 (3)

3 电路设计及仿真 (3)

3.1 步进电机 (3)

3.1.1 步进电机构造 (4)

3.1.2 步进电机工作原理 (4)

3.1.3 步进电机主要参数 (5)

3.2 主控制器部分 (6)

3.3 驱动器部分 (7)

3.4 键盘部分 (8)

4 系统软件设计 (9)

4.1 系统软件开发工具 (9)

4.2系统流程图 (9)

4.3 软件编程 (11)

4.4 软件说明 (11)

5 仿真记录 (11)

6 完整电路原理图 (14)

7 心得体会 (15)

8 元件清单 (16)

参考文献 (16)

附录:源程序清单 (17)

摘要

步进电机能接受步进脉冲的控制一步一步地旋转,它是计算机应用项目中的主要执行元件之一,尤其在精确定位场合中得到了广泛的应用。本文介绍的是一种基于单片机的步进电机的系统设计,用C语言编写出电机的正转、反转、加速、减速、停止程序,通过单片机、电机的驱动芯片ULN2003以及相应的按键实现以上功能。本文内容介绍了步进电机以及单片机原理、该系统的硬件电路、程序组成,同时对软、硬件进行了调试,同时介绍了调试过程中出现的问题以及解决问题的方法。该设计具有思路明确、可靠性高、稳定性强等特点,通过调试实现了上述功能。

关键词:步进电机、单片机、电机驱动

Abstract

1 绪论

传统上由纯电路设计的步进电机控制和驱动电路一般较复杂,成本又高,而且一旦成型就难于修改,可移植性差,难以适应一些智能化要求较高的场合。单片机的普及与应用,为步进电机的应用开辟了广阔的前景,使得以往用硬件电路构成的庞大复杂的控制器得以用软件实现,将会避免复杂电路的设设计,既降低了硬件成本又提高了控制的灵活性、可靠性及多功能性。

本文主要介绍了步进电机的基本原理及AT89C51单片机的性能特点。设计主要研究了一种基于AT89C51单片机和ULN2003驱动芯片的步进电机控制及驱动电路系统。该系统可分为:控制模块、驱动模块、人机交互模块四大部分。其中采用AT89C51单片机作为控制模块的核心,利用单片机编程实现了对步进电机启动停止、正转反转、加速减速等功能的基本控制。驱动模块由芯片ULN2003A驱动步进电机工作;人机互换部分由相应的按键实现相应的功能。通过实际测试表明本设计系统的性能优于传统步进电机控制器,具有结构简单、可靠性高、实用性强、人机接口简单方便、性价比高等特点。

2 工作原理及方案选择

根据实验要求,电路应包含电源,控制信号发生器(控制模块),步进电机,功率放大器(驱动模块),人机交互模块等。设计框图如下:

图1

2.1 控制器的论证与选择

方案一:采用集成移位寄存器、驱动器、555定时器和必要的门电路,以及所需电阻、电容、二极管、三极管、开关等元件连接电路简单,这种设计功能主要由硬件实现,减少了软件设计,然而这样的系统可扩展性差,连线复杂。

方案二:采用FPGA控制方案。FPGA内部具有独立的I/O接口和逻辑单元,使用灵活,适用性强,且相对单片机来说,还有速度快、外围电路较少和集成度高的特点,因此特别适用于复杂逻辑电路设计。但是FPGA的成本偏高,算数运算能力不强,而且由于本设计对输出处理的速度要求不高,所以FPGA高速处理的优势得不到充分体现。

方案三:采用Atmel公司的AT89S52单片机作为系统的控制器。AT89S52有40个引脚、32个独立的I/O口、2个外部中断和3个定时器\计数器,虽然相对FPGA来说在功能和速度上有点差异,但单片机软件编程灵活,可用软件较简单地实现各种逻辑控制,并且由于成本低、体积小、技术成熟和功耗小等特点。

综上,由于单片机的优良特点,选择方案三。

2.2 驱动器的论证与选择

驱动模块电路结构设计需要脉冲信号、信号分配、功率放大三部分组成。控制模块产生一个脉冲序列和方向控制信号,使用脉冲分配器将脉冲序列分解形成四相正反相序,然后经功率放大驱动步进电机。

方案一:使用多个功率放大器件驱动电机,通过使用不同的放大电路和不同参数的器件,可以达到不同的放大的要求,放大后能够得到较大的功率。但是由于使用的是四相的步进电机,就需要对四路信号分别进行放大,放大电路很难做到完全一致,当电机的功率较大时运行起来会不稳定,而且电路的制作也比较复杂,参数选择困难,且需要多级放大,同时又要考虑功率的放大。

方案二:采用高耐压、大电流复合晶体管IC—ULN2003作为步进电机的驱动,ULN2003 是高耐压、大电流复合晶体管阵列,由七个硅NPN 复合晶体管组成。 ULN2003 工作电压高,工作电流大,灌电流可达500mA,并且能够在关态时承受50V 的电压,输出还可以在高负载电流并行运行。

综上由于ULN2003具有良好的工作一致性,且连线简单,所以采用集方案二。

2.3 系统总体方案

系统采用AT89S52单片机作为控制器,选用普通5V六线四相步进电机,以ULN2003作为驱动器,人机交互模块采用4个独立按键实现步进电机的起停、正反转、加速和减速。

3 电路设计及仿真

3.1 步进电机

3.1.1 步进电机构造

步进电动机构造:由转子(转子铁芯、永磁体、转轴、滚珠轴承),定子(绕组、定子铁芯),前后端盖等组成。最典型两相混合式步进电机的定子有8个大齿,40个小齿,转子有50个小齿;三相电机的定子有9个大齿,45个小齿,转子有50个小齿。

图2 图3

3.1.2 步进电机工作原理

步进电机工作原理:该设计中所用到的步进电机为四相六线步进电机,它是采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电,就能使步进电机步进转动。图4是该四相步进电机工作原理示意图。

图4

开始时,开关SB接通电源,SA、SC、SD断开,B相磁极和转子0、3号齿对齐,同时,转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿,2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。当开关SC接通电源,SB、SA、SD断开时,由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用,使转子转动,1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿,2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。依次类推,A、B、C、D四相绕组轮流供电,则转子会沿着A、B、C、D方向转动。四相步进电机按照通电顺序的不同,可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。单四拍与双四拍的步距角相等,但单四拍的转动力矩小。八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半,因此,八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。单四拍(单相激励)、双四拍(双向激励)与八拍工作(混合式激励)方式的电源通电时序与波形分别如图5中a、b、c所示。

图5

3.1.3 步进电机主要参数

⑴步进电机的相数:是指电机内部的线圈组数,目前常用的有两相、三相、五相步进电机。

⑵拍数:完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态,用m表示,或指电机转过一个距角所需脉冲数。

⑶保持转矩:是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。

⑷步距角:对应一个脉冲信号,电机转子转过的角位移。

⑸定位转矩:电机在不通电状态下,电机转子自身的锁定力矩。

⑹失步:电机运转时运转的步数,不等于理论上的步数。

⑺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

⑻误差,采用细分驱动是不能解决的。

⑼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。

3.2 主控制器部分

图6

上图为51单片机最小系统,包括AT89S52单片机,复位电路,振荡电路等。

3.3 驱动器部分

驱动部分采用达林顿晶体管阵列ULN2003,作为步进电机的驱动器。具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点,适应于各类要求高速大功率驱动的系统。图7为其引脚图,图8为驱动器与步进电机的连线图。驱动器以单片机P1口的四个IO 口作为驱动信号的输出。

图7

图8

3.4 键盘部分

图9

图9为设计采用的独立键盘,接在单片机的P2口上,分别实现启动/停止,正转/反转,加速和减速功能。这种键盘结构简单,连线方便,但是没有物理去抖动功能,需要实现软件消抖。

图10

图10为键盘的中断产生装置,当有按键按下时,P2口的一个引脚产生低电平,四输

入与门产生低电平信号,加到单片机的P3.2引脚产生中断,在中断中处理按键程序。

4 系统软件设计

4.1 系统软件开发工具

系统软件开发工具采用美国KEIL Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统Keil uVision3.Keil uVision3采用全Windows界面,具有很好的兼容性,使用接近于传统C语言的语法来开发,提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具,与汇编语言相比,C语言在功能、结构性、可读性和可维护性上具有明显的优势,能大大提高工作效率和缩短项目开发周期。Keil C51生成的目标代码效率非常高,多数语句生成的汇编代码很紧凑,容易理解,并且还可以使用C语言与汇编语言混合编程,使程序达到接近于汇编的工作效率。

4.2系统流程图

图11

4.3 软件编程

见附录。

4.4 软件说明

程序包含主函数,延时函数,按键扫描函数,电机驱动函数,电机采用双相激励方式,在电机驱动函数中,包含一个转向速度缓冲的功能模块,即当按下转向键后,步进电机先按原转动方向缓慢减速,然后向反方向缓慢加速到速度设定值,这样避免了在高速运动时直接转向会产生失步问题,并有可能造成电机的损坏。同时在缓冲过程中,LED指示灯灭,提醒用户此时按键无效,缓冲结束后,指示灯重新亮起。采用外中断方式读按键,这样不会造成由于处理驱动电机程序而导致按键操作无法响应。

5 仿真记录

打开PROTEUS左下角的仿真功能键。仿真结果如图12

图12

图12表明在没有按键按下时,步进电机不转动,各相为低电平,指示灯亮。

按下起停键后,仿真结果如图13。

图13

图13表明按下启动键后,步进电机开始顺时针缓慢转动,激励方式为两相激励。按下加速键后,仿真结果如图14。

图14

从图14可以看出按下加速键后,步进电机相序变换频率加快。

按下减速键后,仿真结果如图15。

图15

从图15可以看出按下减速键后,步进电机相序变换频率变慢。按下正/反转键,仿真结果如图16和图17。

图16

图17

图16和图17中可以看出步进电机先按原方向减速,然后向反方向加速,期间指示灯灭,按下任何按键无效。

再次按下起停键后,步进电机停止转动,仿真结果如图18。

图18

从仿真结果可以看出电路和程序可以完成规定的各项功能,且电路进行的一些软件优化能起到良好效果。

6 完整电路原理图

图19

7 心得体会

为期一周的数字电路课程设计已接近尾声,经过这么多天的努力,完成了这次课程设计基本设计要求,学到了很多知识,真正将所学知识运用于实践中,使人受益匪浅。通过本次电路设计,我熟悉了步进电机的驱动方法,掌握了单片机的编程技巧,在设计过程中发现并解决了一些问题,进一步熟练了仿真软件的使用。

由于此次控制要求不是很高,选用51系列或52系列完全能够满足设计需求,最后选用的STC89C52。接下来就是硬件接口分配问题和如何去驱动电机。对于步进电机之前没有什么接触,所以我上网查了许多关于步进电机的资料,知道了其基本工作原理以及怎么去实现其控制运转和驱动。接下来的主要问题就是如何编程去实现控制它了。在整个仿真过程使我更加熟练了Proteus软件的用法。

这次课程设计使我认识到,刚学好书上的知识还是不够的,更重要的是我们要能将所学的知识运用到实践中来,这才是我们学习知识的最基本的要求,所以在以后的学习生活中,我们应该更加注意将学习与实践相结合,在实践中去运用好所学知识,更进一步深化和理解所学知识,达到学以致用。

8 元件清单

参考文献

㈠《数字电子技术基础》阎石高等教育出版社

㈡《新概念单片机C语言教程》郭天祥电子工业出版社

㈢《全国大学生电子设计竞赛常用电路模块制作》黄智伟北京航空航天大学出版社㈣《51单片机 C语言常用模块与综合系统设计实例精讲》于勇戴佳常江电子工业出版社

㈤《PROTEUS入门使用教程》周润景蔡雨恬机械工业出版社

基于单片机的步进电机课程设计报告

设计题目:基于单片机的步进电机控制系统设计 设计目的: 综合运用所学的《单片机原理及应用》的理论知识,通过实践加强对所学知识的理解,具备设计单片机应用设计系统的能力。以单片机为核心设计一个步进电机控制系统,要求能够通过键盘设置步进电机的正转和反转,加速和减速。并在LED 数码管显示器上显示步进电机转速。通过了解系统的软硬件构成及其特点,详细掌握怎样通过单片机控制其输出来控制步进电机的运转,并对应地在数码管上显示出来,更加系统的了解步进电机的组成,工作原理,控制方法。 设计要求: 【1】进行方案论证,说明步进电机控制系统的工作原理 【2】设计控制系统所需的硬件电路,给出电路原理图和元器件清单。 【3】给出软件流程图并编写程序源代码。 【4】完成系统的调试,给出调试结果并分析。 【5】了解单片机的内部结构,组成,学习单片机的工作原理以及内部工作状态,并熟悉在不同时刻,单片机的输入输出情况 【6】了解步进电机的分类和用途,掌握步进电机的内部结构以及工作原理,并学习单片机简单控制步进电机的正转和反转,加速和减速 【7】使用keil和proteus等软件进行系统的仿真,并在开发板硬件上实现。锻炼自己的编程,调试能力。 设计条件: 步进电机的工作原理 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件步进电机。在非超载的情况下,电机的转速,停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,当步进驱动器接收到一个脉冲信号时,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。称为“步距角”。它的旋转是以固定的角度一步一步运行的,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。 电机的位置和速度与导电次数(脉冲数)和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定

数字电子钟课程设计实验报告

中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计任务书2016/2017 学年第一学期 学生姓名:张涛学号: 李子鹏学号: 课程设计题目:数字电子钟的设计 起迄日期:2017年1月4日~2017年7月10日 课程设计地点:科学楼 指导教师:姚爱琴 2017年月日 课程设计任务书

中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计开题报告2016/2017 学年第一学期 题目:数字电子钟的设计 学生姓名:张涛学号: 李子鹏学号:

指导教师:姚爱琴 2017 年 1 月 6 日 中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计说明书2016/2017 学年第二学期 题目:数字电子钟的设计 学生姓名:张涛学号: 李子鹏学号: 指导教师:姚爱琴 2017 年月日

目录 1 引言 (6) 2 数字电子钟设计方案 (6) 2.1 数字计时器的设计思想 (6) 2.2数字电路设计及元器件参数选择 (6) 2.2.2 时、分、秒计数器 (7) 2.2.3 计数显示电路 (8) 2.2.5 整点报时电路 (10) 2.2.6 总体电路 (10) 2.3 安装与调试 (11) 2.3.1 数字电子钟PCB图 (11) 3 设计单元原理说明 (11) 3.1 555定时器原理 (12) 3.2 计数器原理 (12) 3.3 译码和数码显示电路原理 (12) 3.4 校时电路原理 (12) 4 心得与体会 (12) 1 引言 数字钟是一种用数字电子技术实现时,分,秒计时的装置,具有较高的准确性和直观性等各方面的优势,而得到广泛的应用。此次设计数字电子钟是为了了解数字钟的原理,在设计数字电子钟的过程中,用数字电子技术的理论和制作实践相结合,进一步加深数字电子技术课程知识的理解和应用,同时学会使用Multisim电子设计软件。 2数字电子钟设计方案 2.1 数字计时器的设计思想 要想构成数字钟,首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。而脉冲源产生的脉冲信号地频率较高,因此,需要进行分频,使得高频脉冲信号变成适合于计时的低频脉冲信号,即“秒脉冲信号”(频率为1Hz)。经过分频器输出的秒脉冲信号到计数器中进行计数。由于计时的规律是:60秒=1分,60分=1小时,24小时=1天,就需要分别设计60进制,24进制计数器,并发出驱动信号。各计数器输出信号经译码器、驱动器到数字显示器,是“时”、“分”、“秒”得以数字显示出来。 值得注意的是:任何记时装置都有误差,因此应考虑校准时间电路。校时电路一般

模电课程设计报告

模电课程设计实验报告课题:函数信号发生器 指导老师:________________ 学院:___________________ 班级:___________________ 姓名:___________________ 学号:___________________

日期:__________________ 一.设计目的与要求 1.1设计目的 1.设计电路产生RC桥式正弦波产生电路,占空比可调的矩形波电路,占空比可调的三角波电路,多用信号源产生电路,分别产生正弦波、方波、三角波 2.通过设计,可以将所学的电子技术应用到实际当中,加深对信号产生电路的理解,锻炼自己的动手能力与查阅资料的能力。使自己的对模电的理解更为透彻。 1.2设计内容及要求 1)RC桥式正弦波产生电路,频率分别为300Hz、1KHz、10KHz、500KHz,输出幅值300mV~5V可调、负载1KΩ。 (2)占空比可调的矩形波电路,频率3KHz,占空比可调范围10%~90%,输出幅值3V、负载1KΩ。

(3)占空比可调的三角波电路,频率1KHz,占空比可调范围10%~90%,输出幅值3V、负载1KΩ。 (4)多用信号源产生电路,分别产生正弦波、方波、三角波,频率范围100Hz~3KHz、输出幅值≥5V、负载电阻1KΩ。 软件仿真部分元器件不限,只要元器件库中有即可,但需要注意合理选取。 二.单信号发生电路 2、1 RC桥式正弦波产生电路 参数计算:

器件选择: 2、2占空比可调的矩形波产生电路 参数计算: 器件选择:

2、3占空比可调的三角波产生电路 参数计算: 器件选择:

数电课设报告1

通过20进制计数器的输出端的E、D信号控制移位寄存器的S0和S1及其CLR'端真值表

七、附录 555的内部结构 555定时器电路是一块介于模与数字电路的一种混合电路,由于这种特殊的地位,故5 55定时电路在报警电路、控制电路得到了广泛的应用。下图为555的内部电路,从图上可以看出,其仅有两个比较器、一个触发器、一个倒相器、放电管和几个电阻构成,由于比较器电路是一个模拟器,而触发器电路为数字电路,故其为混合器件。 555为一8脚封装的器件,其各引脚的名称和作用如下: 1脚—GND,接地脚 2脚—TL,低电平触发端 3脚—Q,电路的输出端 4脚—/R D,复位端,低电平有效 5脚—V_C,电压控制端 6脚—TH,阈值输入端 7脚—DIS,放电端 8脚—V CC,电源电压端,其电压范围为:3~18V 555的功能描述

上图中当V_C不外接电压时,三个电阻对电源电压进行分压,每个电阻上的压降为1/3 V CC,则两个比较器的同相端的输出电压分别为:1/3CC,2/3V CC。从图上可以看出,其555的工作可分为下列3种情况加以讨论: 1.当触发输入端TL输入电压低于1/3V CC而阈值输入端电压大于2/3V CC时,其下面比较器输出为高电平,触发器输出高电平; 2.当触发输入端TL输入电压高于1/3V CC,而阈值输入端电压小于2/3V CC时,其两个比较器输出皆为低电平,触发器输出保持不变; 3.当触发输入端TL输入电压高于1/3V CC而阈值输入端电压大于2/3V CC时,其上面比较器输出为高电平,触发器输出低电平。 当然你在上面讨论时可同时对放电管进行讨论其状态,这里没有讨论,详情可能见有关资料,从上面的讨论,可列出下列表格: 输入输出 TH TL/RD Q放电管状态 ××00导通>2/3V CC>1/3V CC10导通 <2/3V CC>1/3V CC1保持不变保持不变 >2/3V CC>1/3V CC10导通 <2/3V CC<1/3V CC11截止 一、芯片名称:同步可预置带清零二进制计数器 二、74LS163芯片的引脚图和引脚说明:

步进电机实验报告剖析

北华航天工业学院 课程设计报告(论文) 课程名称:微机控制技术课程设计 设计课题:步进电机的控制系统 专业班级: 学生姓名: 指导教师: 设计时间:2013年06月11日

北华航天工业学院电子工程系 微机控制技术课程设计任务书 姓名:专业:班级: 指导教师:职称:教授时间:2013.6.11 课程设计题目:步进电机的控制系统 设计步进电机单片机控制系统,其功能如下: 1.具有对步进电机的启停、正反转、加减速控制; 2.控制按钮分别为正转、反转、加速、减速、以及停止键; 3.能够通过三位LED数码管(或液晶显示器)显示当前的转动速度,并且由两只不同颜色的发光二极管分别指示正转和反转,因此可以清楚的显示当前转动方向和转速; 4.要求每组选择的步进电机控制字不同; 5.用单片机做控制微机; 应用软件:keil protues 成果验收形式: 1.课程设计的仿真结果 2.课程设计的报告书 参考文献: 【1】张家生. 电机原理与拖动基础【M】. 北京:北京邮电大学出版社,2006. 【2】马淑华,王凤文,张美金. 单片机原理与接口技术【M】.北京:北京邮电大学出版社,2007. 【3】顾德英,张健,马淑华.计算机控制技术【M】. 北京:北京邮电大学出版社,2006. 【4】张靖武,周灵彬. 单片机系统的PROTEUS设计与仿真【M】. 北京:电子工业出版社,2007 第16周 时间 安排 指导教师教研室主任: 2013年06 月11日

内容摘要 步进电机是一种进行精确步进运动的机电执行元件,它广泛应用于工业机械的数字控制,为使系统的可靠性、通用性、可维护性以及性价比最优,根据控制系统功能要求及步进电机应用环境,确定了设计系统硬件和软件的功能划分,从而实现了基于8051单片机的四相步进电机的开环控制系统。控制系统通过单片机存储器、I/O接口、中断、键盘、LED显示器的扩展、步进电机的环形分频器、驱动及保护电路、人机接口电路、中断系统及复位电路、单电压驱动电路等的设计,实现了四相步进电机的正反转,急停等功能。为实现单片机控制步进电机系统在数控机床上的应用,系统设计了两个外部中断,以实现步进电机在某段时间内的反复正反转功能,也即数控机床的刀架自动进给运动,随着单片机技术的不断发展,单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛,自六十年代初期以来,步进电机的应用得到很大的提高。 关键词:步进电机单片机数码管显示

数电课程设计-温度计实验报告(提交版)

一、设计项目名称 温度采集显示系统硬件与软件设计 二、设计内容及要求 1,根据设计要求,完成对单路温度进行测量,并用数码管显示当前温度值系统硬件设计,并用电子CAD软件绘制出原理图,编辑、绘制出PCB印制版。 要求: (1)原理图中元件电气图形符号符合国家标准; (2)整体布局合理,注标规范、明确、美观,不产生歧义。 (3)列出完整的元件清单(标号、型号及大小、封装形式、数量) (4) 图纸幅面为A4。 (4)布局、布线规范合理,满足电磁兼容性要求。 (5)在元件面的丝印层上,给出标号、型号或大小。所有注释信息(包括标号、型号及说明性文字)要规范、明确,不产生歧义。 2.编写并调试驱动程序。 功能要求: (1)温度范围0-100℃。 (2)温度分辨率±1℃。 (3)选择合适的温度传感器。 3.撰写设计报告。 提示:可借助“单片机实验电路板”实现或验证软件、硬件系统的可靠性。 温度传感器 摘要:温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一,随着传感器在生产和生活中的更加广泛的应用,利用新型单总线式数字温度传感器 实现对温度的测试与控制得到更快的开发,随着时代的进步和发展,单 片机技术已经普及到我们生活,工作,科研,各个领域。一种数字式温 度计以数字温度传感器DS18B20作感温元件,它以单总线的连接方式, 使电路大大的简化。传统的温度检测大多以热敏电阻为传感器,这类传 感器可靠性差,测量温度准确率低且电路复杂。因此,本温度计摆脱了 传统的温度测量方法,利用单片机STC89C52对传感器进行控制。这样

易于智能化控制。 关键词:数字测温;温度传感器DS18B20;单片机STC89C52; 一.概述 传感器从功能上可分为雷达传感器、电阻式传感器、电阻应变式传感器、压阻式传感器、热电阻传感器、温度传感器、光敏传感器、湿度传感器、生物传感器、位移传感器、压力传感器、超声波测距离传感器等,本文所研究的是温度传感器。 温度传感器是最早开发,应用最广泛的一类传感器。温度传感器是利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为电量的传感器。这些呈现规律性变化的物理性质主要有半导体。温度传感器是温度测量仪表的核心部分,品种繁多。 随着科学技术的发展,测温系统已经被广泛应用于社会生产、生活的各个领域,在工业、环境监测、医疗、家庭多方面均有应用。从而使得现代温度传感器的发展。微型化、集成化、数字化正成为发展的一个重要方向。 二.硬件设计 1.DS18B20 DS1820 单线数字温度计特性 ? 独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯 ? 简单的多点分布应用 ? 无需外部器件 ? 可通过数据线供电 ? 零待机功耗 ? 测温范围-55~+125℃,以 0.5℃递增 ? 温度以 9 位数字量读出 ? 温度数字量转换时间 200ms (典型值) ? 用户可定义的非易失性温度报警设置 ? 报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度(温度报警条件)的器件 ? 应用包括温度控制、工业系统、消费品、温度计或任何热感测系统 DS1820温度传感器外观图(a )和引脚图(b ) ①引脚1接地 ②引脚2数字信号输入/输出 ③引脚3接高电平5V 高电平

数电实验-实验报告-实验六

实验一 TTL与非门的参数测试 一、实验目的 ·掌握用基本逻辑门电路进行组合逻辑电路的设计方法。 ·通过实验,验证设计的正确性。 二、实验原理 1.组合逻辑电路的分析: 所谓组合逻辑电路分析,即通过分析电路,说明电路的逻辑。 通常采用的分析方法是从电路的输入到输出,根据逻辑符号的功能逐级列出逻辑函数表达式,最好得到表示输出与输入之间的关系的逻辑函数式。然后利用卡诺图或公式化简法将得到的函数化简或变换,是逻辑关系简单明了。为了使电路的逻辑功能更加直观,有时还可以把逻辑函数式转化为真值表的形式。 2.逻辑组合电路的设计: 根据给出的实际逻辑问题,求出实现这一逻辑功能的最简单电路,陈伟组合逻辑电路的设计。 3.SSI设计:设计步骤如下: ①逻辑抽象;分析时间的因果关系,确定输入和输出变量。 ②定义逻辑状态的含义:以二值逻辑0、1表示两种状态。 ③列出真值表 ④写出逻辑表达式,并进行化简,根据选定器件进行转换。 ⑤画出逻辑电路的连接图。 ⑥实验仿真,结果验证。 三、实验仪器及器件 数字万用表1台

多功能电路实验箱1台 四、实验内容 1.设计5421BCD 码转换为8421BCD 码(用双输入端与非门实现)。 四位自然二进制码 5421BCD码 B3 B2 B1 B0 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 伪码 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 根据5421BCD 码与8421BCD 码真值表可得 2.设A 、B 、C 、D 代表四位二进制变量,函数X=8A-4B+2C+D ,试设计一个组合逻辑电路,判断当函数值介于4

机器人课程设计报告范例

机器人课程设计报告范例

**学校 机器人课程设计名称 院系电子信息工程系 班级10电气3 姓名谢士强 学号107301336 指导教师宋佳

目录 第一章绪论 (2) 1.1课程设计任务背景 (2) 1.2课程设计的要求 (2) 第二章硬件设计 (3) 2.1 结构设计 (3) 2.2电机驱动 (4) 2.3 传感器 (5) 2.3.1光强传感器 (5) 2.3.2光强传感器原理 (6) 2.4硬件搭建 (7) 第三章软件设计 (8) 3.1 步态设计 (8) 3.1.1步态分析: (8) 3.1.2程序逻辑图: (9) 3.2 用NorthStar设计的程序 (10) 第四章总结 (12) 第五章参考文献 (13)

第一章绪论 1.1课程设计任务背景 机器人由机械部分、传感部分、控制部分三大部分组成.这三大部分可分成驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人一环境交互系统、人机交互系统、控制系统六个子系统现在机器人普遍用于工业自动化领域,如汽车制造,医疗领域,如远程协助机器人,微纳米机器人,军事领域,如单兵机器人,拆弹机器人,小型侦查机器人(也属于无人机吧),美国大狗这样的多用途负重机器人,科研勘探领域,如水下勘探机器人,地震废墟等的用于搜查的机器人,煤矿利用的机器人。如今机器人发展的特点可概括为:横向上,应用面越来越宽。由95%的工业应用扩展到更多领域的非工业应用。像做手术、采摘水果、剪枝、巷道掘进、侦查、排雷,还有空间机器人、潜海机器人。机器人应用无限制,只要能想到的,就可以去创造实现;纵向上,机器人的种类会越来越多,像进入人体的微型机器人,已成为一个新方向,可以小到像一个米粒般大小;机器人智能化得到加强,机器人会更加聪明 1.2课程设计的要求 设计一个机器人系统,该机器人可以是轮式、足式、车型、人型,也可 以是仿其他生物的,但该机器人应具备的基本功能为:能够灵活行进,能感知光源、转向光源并跟踪光源;另外还应具备一项其他功能,该功能可自选(如亮灯、按钮启动、红外接近停止等)。 具体要求如下: 1、根据功能要求进行机械构型设计,并用实训套件搭建实物。 2、基于实训套件选定满足功能要求的传感器; 3、设计追光策略及运动步态; 4、用NorthStar设计完整的机器人追光程序;

模电实验报告

模拟电子电路课程设计报告书 题目名称:直流稳压电源 姓名:刘海东潘天德 班级:15电科2 学号:23 26 日期:2017.6.11

目录 绪论 (2) 一设计目的 (3) 二设计要求与指标 (3) 三理论分析 (4) 四器件选择及计算 (9) 五具体制作步骤 (12) 六测试方法 (13) 七问题及总结 (15) 八心得体会 (17) 绪论 直流稳压电源一般由电源变压器,整流滤波电路及稳压电路所组成。变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。整流器把交流电变为直流电。经滤波后,稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路,通过变压,整流,滤波,稳压过程将220V交流电,变为稳定的+/- 5v直流电,并实现电压可在8-15V连续可调。电源在生活中是非常常见的一种电器,任何电子电路都离不开电源,就像我们下学期即将学到的单片机一样,需要5V的直流电源,没有电源就不能进行正常的工作,如果用干电池进行供电,则有供电功率低,持续供电能力差,成本高等缺点。而交流电在产生、电能输送等方面具有独特的优点,发电站、各市电网中的电能传输都是以交流电的形式进行输送,如果我们对市电提供的电压进行降压整流等,把交流电转换成直流电,以获得我们所

需要的电压。 一设计目的 1.学习基本理论在实践中综合运用的初步经验,掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤,培养综合设计与调试能力。 2.学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。 3.培养实践技能,提高分析和解决实际问题的能力。 二设计要求与指标 2.1设计要求 (1)分析电路组成及工作原理; (2)单元电路设计计算; (3)采用分立元件电路; (4)画出完整电路图; (5)调试方法; (6)小结与讨论。 2.2设计指标 (1)输出电压:8~15V可调 (2)输出电流:I O=1A (3)输入电压:交流 220V+/-10%

数电课程设计报告数字钟的设计

数电课程设计报告数字钟的设计

数电课程设计报告 第一章设计背景与要求 设计要求 第二章系统概述 2.1设计思想与方案选择 2.2各功能块的组成 2.3工作原理 第三章单元电路设计与分析 3.1各单元电路的选择 3.2设计及工作原理分析 第四章电路的组构与调试 4.1遇到的主要问题 4.2现象记录及原因分析 4.3解决措施及效果 4.4功能的测试方法,步骤,记录的数据 第五章结束语 5.1对设计题目的结论性意见及进一步改进的意向说明5.2总结设计的收获与体会 附图(电路总图及各个模块详图) 参考文献

第一章设计背景与要求 一.设计背景与要求 在公共场所,例如车站、码头,准确的时间显得特别重要,否则很有可能给外出办事即旅行袋来麻烦。数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,与机械式时钟相比具有更高的准确度和直观性,且无机械装置,具有更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用。数字钟是一种典型的数字电路,包括了组合逻辑电路和时序电路。 设计一个简易数字钟,具有整点报时和校时功能。 (1)以四位LED数码管显示时、分,时为二十四进制。 (2)时、分显示数字之间以小数点间隔,小数点以1Hz频率、50%占空比的亮、灭规律表示秒计时。 (3)整点报时采用蜂鸣器实现。每当整点前控制蜂鸣器以低频鸣响4次,响1s、停1s,直到整点前一秒以高频响1s,整点时结束。 (4)才用两个按键分别控制“校时”或“校分”。按下校时键时,是显示值以0~23循环变化;按下“校分”键时,分显示值以0~59循环变化,但时显示值不能变化。 二.设计要求 电子技术是一门实践性很强的课程,加强工程训练,特别是技能的培养,对于培养学生的素质和能力具有十分重要的作用。在电子信息类本科教学中,课程设计是一个重要的实践环节,它包括选

步进电机实验报告

单片机实验 课程名称:步进电机表实验 授课班级:2010级自动化三班 任课教师:文远熔 计划学时:32学时 实验组员:张藤耀赵福亮王聪慧 秦菱蔚梁钦郑欢

目录 摘要………………………………………………………………………… 第一章概述…………………………………………………………………………………………. 1.1实验目的………………………………………………………………………… 1.2实验要求………………………………………………………………………… 1.3步进电机的介绍…………………………………………………………………… 1.4 研究思路………………………………………………………………………… 第二章硬件设计………………………………………………………….. 2.1 51单片机介绍…………………………………………………………………… 2.2 UIN2003A…………………………………………………………………………… 2.3 ZLG7290…………………………………………………………………………… 2.3.1 7290工作原理………………………………………………………………… 2.3.2 7290引脚图…………………………………………………………………… 第三章相关图像………………………………………………………………. 3.1 总电路图……………………………………………………………………… 3.2 7290控制数码管……………………………………………………………………… 3.3 程序流程图………………………………………………………………………… 3.3.1 控制框图………………………………………………………………………… 3.3.2 流程图………………………………………………………………………… 第四章调试………………………………………………………………………第五章心得体会…………………………………………………………………附录【一】系统程序……………………………………………………………附录【二】参考文献…………………………………………………………….

模电课程设计实验报告分析

模电课程设计实验报告 实验内容:一、设计并制作一个能输出+5V 电压的直流稳压电源,输入电压为直流9V。二、利用课程设计(一)制作的电源、电压比较器、电压跟随器设计,驱动三 极管,通过可调电阻,控制LED灯的点亮和熄灭。 实验要求:(1)设计出+5V 直流稳压电源的电路原理图; (2)在万用板上焊接组装给定的元器件并进行调试,输入电压没有极性之分, 输出电压+5V,并点亮电源指示灯(红色); (3)设计一款电压比较器A,参考电压2.5V; (4)设计一款电压跟随器B,跟随电压比较器A 的电压; (5)驱动三极管,通过可调电阻,实现对LED(绿色)灯的控制; (6)完成课程设计报告的撰写。 实验原理: 一、制作稳定电压源 采用二极管、集成运放、电阻、稳压管、电容、二极管、LED发光二极管等元件器件。 输入电压为9V 的直流电源经桥式整流电路和滤波电路形成稳定的直流电源,稳压部分采用 串联型稳压电路。比例运算电路的输入电压为稳定电压;同时,为了扩大输出大电流,集 成运放输出端加晶体管,并保持射极输出形式,就构成了具有放大环节的串联型稳压电路。整体功能结构如图 直流9V 1、单相桥式整流电路 直流5V 为了将电压转换为单一方向的电压,通过整流电路实现。查阅资料可知单相整流电路有单相桥式整流电路(全波整流电路)。桥式整流电路巧妙地利用了二极管的单向导电性,将四个二极管分为两组,根据变压器次级电压的极性分别导通,将变压器次级电压的正极性端与负载电阻的上端相连,负极性端与负载电阻的下端相连,使负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压。单相桥式整流电路,具有输出电压高,变压器利用率高、脉动系数小等优点。所以在电路中采用单相桥式整流电路。 2、滤波电路 整流电路滤波电路稳压电路

数字电子技术课程设计报告

一、设计任务及要求 通过对《数字电子技术》课程的学习,让同学掌握《数字电子技术》课程的基本理论以及方法,加深学生对理论知识的理解,同时积极有效的提高了学生的动手能力,独立思考和解决问题的能力,创新思维能力、协调能力,以及团结合作、互帮互助的优良传统。为了充分体现这些精神和能力,所以让同学独立自主的制造一个数字时钟,故,对同学设计的数字时钟进行如下要求: 时钟显示功能,能够以十进制显示“时”,“分”,“秒”。 二、设计的作用、目的 (1).在同学掌握《数字电子技术》课程的基本理论以及方法的基础上,加深学生对理论知识的理解,同时积极有效的提高了学生的动

手能力,独立思考和解决问题的能力,创新思维能力、协调能力,以及团结合作、互帮互助的优良传统。 (2).掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法;进一步巩固所学的理论知识,提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力。 (3). 熟悉集成电路的引脚安排,掌握各芯片的逻辑功能及使用方法了解面包板结构及其接线方法,了解数字钟的组成及工作原理,熟悉数字钟的设计与制作。 (4). 掌握数字钟的设计、调试方法。 三、设计过程 1.方案设计与论证 数字钟的逻辑结构主要包括有六十进制计数器、二十四进制计数器(其中包括六十进制计数器和二十四进制计数器均由十进制计数器74LS160接成)、动态显示译码器、LED数码管显示环节、555定时器(可以提供一个比较精确的1Hz的时钟脉冲),时间设置环节可以提供时间的初始设置,动态显示译码器提供将BCD代码(即8421码)译成数码显示管所需要的驱动信号,使LED数码管用十进制数字显示出BCD代码所表示的数值。 数字钟电路系统的组成框图:

微机原理步进电机控制课程设计报告

科技大学 课程设计报告 学生:学号: 专业班级: 课程名称: 学年学期:2 0 —2 0 学年第学期 指导教师: 20 年月

课程设计成绩评定表

目录 一、设计题目………………………………………………………………. 二、设计目的………………………………………………………………. 三、设计原理及方案……………………………………………………….

四、实现方法………………………………………………………………. 五、实施结果………………………………………………………………. 六、改进意见及建议………………………………………………………. 七、设计体会………………………………………………………………. 、 一、设计题目 编程实现步进电机的控制 二、设计目的 1.了解步进电机控制的基本原理 2.掌握控制步进电机转动的编程方法 3.了解8086控制外部设备的常用电路 4.掌握8255的使用方法 三、设计原理及方案 3.1设计原理 步进电机驱动原理是通过对每相线圈中的电流的顺序切换(实验中的步进电机有四相线圈,每次有二相线圈有电流,有电流的相顺序变化),来使电机作步进式旋转。驱动电路由脉冲信号来控制,所以调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速。 利用8255对四相步进电机进行控制。当对步进电机施加一系列连续不断的控制脉冲时,它可以连续不断地转动。每一个脉冲信号对应步进电机的某一相或两相绕组的通电状态改变一次,也就对应转子转过一定的角度(一个步距角)。当通电状态的改变完成一个循环时,转子转过一个齿距。四相步进电机可以在不同的通电方式下运行,常见的通电方式有单(单相绕组通电)四拍(A-B-C-D-A…),双(双相绕组通电)四拍(AB-BC-CD-DA-AB…),八拍(A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A…)等。 通过编程对8255的输出进行控制,使输出按照相序表给驱动电路供电,则步进电机的输入

数电课程设计

一、数字电子钟 1.设计目得 (1)培养数字电路得设计能力。 (2)掌握数字电子钟得设计、组装与调试方法。 2.设计内容及要求 (1)设计一个数字电子钟电路。要求: ①按24小时制直接显示“时”、“分”、“秒”。 ②当电路发生走时误差时具有校时功能。 ③具有整点报时功能,报时音响为4低1高,即在59分51秒、53秒、55秒、57秒输出500Hz信号,在59分59秒时输出1000 Hz信号,音响持续时间为1秒,最后一响结束时刻正好为整点。 (2)用中小规模集成电路组成电子钟,并在实验仪上进行组装、调试。 (3)画出各单元电路图、整机逻辑框图与逻辑电路图,写出设计、实验总结报告。 (4)选作部分:①闹钟系统。②日历系统。 3.数字电子钟基本原理及设计方法 数字电子钟得逻辑框图如图1411所示。它由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路与整点报时电路组成。振荡器产生得脉冲信号经过分频器作为秒脉冲,秒脉冲送入计数器计数,计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。有得数字电子钟还加有定时响铃、日历显示等其它功能,需增加相应得辅助电路。 图1411 数字电子钟得基本逻辑框图 (1)振荡分频电路 振荡器就是数字电子钟内部用来产生时间标准“秒”信号得电路。构成振荡器得电路很多,图1412(a)就是RC环形多谐振荡器,其振荡周期T≈2、2RC。作为时钟,最主要得就是走时准确,这就要求振荡器得频率稳定。要得到频率稳定得信号,需要采用石英晶体振荡器。石英晶体振荡器电路如图1412(b)所示,这种电路得振荡频率只取决于石英晶体本身得固有频率。 图1412 振荡器

(a)RC环形多谐振荡器 (b)石英晶体多谐振荡器 由于石英晶体振荡器产生得频率很高,要得到秒信号,需采用分频电路。例如,振荡器输出4 MHz信号,先经过4分频变成1 MHz,再经过6次10分频计数器,便可得到1Hz得方波信号作为秒脉冲。 (2)计数器 把秒脉冲信号送入秒计数器个位得CP输入端,经过6级计数器,分别得到“秒”个位、十位,“分”个位、十位,以及“时”个位、十位得计时。“秒”、“分”计数器为60进制,“时”计数器为24进制。 24进制计数器如图1413所示。当“时”个位计数器输入端CP来到第10个触发脉冲时,该计数器归零,进位端Q D5向“时”十位计数器输出进位信号。当第24个“时”脉冲(来自“分”计数器输出得进位信号)到来时,十位计数器得状态为0010,个位计数器得状态位0100,此时“时”十位计数器得Q B6与“时”个位计数器得Q C5输出为1。两者相与后送到两计数器得清零端R0A与R0B,通过74LS90内部得R0A与R0B与非后清零,完成24进制计数。同理可构成60进制计数器。 CP 来自分计数器 的进位信号 图1413 24进制计数器 (3)译码显示电路 译码驱动器采用8421 BCD码七段译码驱动器74LS48,显示器采用共阴极数七段数码显示器,有关74LS48与七段显示器得使用方法前面已经作了介绍,这里不再赘述。 (4)校时电路 当数字电子钟出现走时误差时,需要对时间进行校准。实现校时电路得方法很多,如图1414所示电路即可作为时计数器或分计数器得校时电路。 图1414 校时电路 现设用该电路作为分计数器得校时电路,图中采用RS触发器作为无抖动开关。通过开关K得接入位置,可以选择就是将“1 Hz信号”还就是将“来自秒计数器得进位信号”送至分计数器得CP端。当开关K置于B端时,RS触发器得输出、,“来自秒计数器得进位信号”被送至分计数器得CP端,分计数器正常工作;需要校正分计数器时,将开关K置于A端,这时RS触发器得输出、,“1 Hz信号”被送至分计数器得CP端,分计数器在“1Hz信号”得作用下快速计数,直至正确得时间,再将开关K置于B端,达到了校准时间得目得。 (5)整点报时电路 电路得设计要求在差10 s为整点时开始每隔1 s鸣叫一次,每次持续时间为1 s,共鸣叫5次,前4次为低音500 Hz,最后一次为高音1 kHz。因为分计数器与秒计数器从59分51秒计数到59分59秒得过程中,只有秒个位计数器计数,分十位、分个位、秒十位计数器得状态不变,分别为Q D4Q C4Q B4Q A4=0101,Q D3Q C3Q B3Q A3=1001,Q D2Q C2Q B2Q A2=0101,所以Q C4=Q A4=Q D3=Q A3=Q C2=Q A2=1不变。设Y1=Q C4Q A4Q D3Q A3Q C2Q A2,又因为在51、53、55、57秒时Q A1=1,Q D1=0,输出500Hz信号f2;59秒时Q A1=1,Q D1=1,输出1kHz信号f1,由此可写出整点报时电路得逻辑表达式为:

模电课设实验报告

河北科技大学 课程设计报告 学生姓名:xxx学号:120701103 专业班级:xxx 课程名称:模拟电子技术基础 学年学期:2 013 —2 014 学年第一学期指导教师:王彦朋蔡明伟 2 0 1 3 年12 月

课程设计成绩评定表

目录 一任务.................................................................................................................. - 1 - 二电路原理图...................................................................................................... - 1 - 三单元电路设计.................................................................................................. - 1 - 1.稳压电源单元电路设计............................................................................... - 1 - 2.正弦波单元电路设计................................................................................... - 2 - 3.方波单元电路设计....................................................................................... - 3 - (1)过零比较器及限幅电路.................................................................. - 3 - (2)反相比例运算放大电路.................................................................. - 4 - 4.三角波单元电路设计................................................................................... - 5 - 四元件明细表...................................................................................................... - 6 - 五安装与调试...................................................................................................... - 7 - 六收获体会.......................................................................................................... - 7 - 七附录.................................................................................................................. - 8 - 八参考文献.......................................................................................................... - 8 -

数字电路课程设计总结报告

数字电路课程设计总结报告题目:交通灯控制器 班级:08通信工程1班 学号:0810618125 姓名:廖小梅 指导老师:张红燕 日期:2010年12月

目录 1、设计背景 2、设计任务书 3、设计框图及总体描述 4、各单元设计电路设计方案与原理说明 5、测试过程及结果分析 6、设计、安装、调试中的体会 7、对本次课程设计的意见及建议 8、附录 9、参考文献 10、成绩评定表格

一、设计背景 随着经济的快速发展,城市交通问题日益凸显严重,尤其在城市街道的十字叉路口,极其容易发生交通问题,为了保证交通秩序和人们的安全,一般在每条街上都有一组红、黄、绿交通信号灯。交通灯控制电路自动控制十字路口的红、黄、绿交通灯。交通灯通过的状态转换,指挥车辆行人通行,保证车辆行人的安全,实现十字路口交通管理自动化。 二、设计任务书 1、设计一个十字路口的交通灯控制电路,要求南北方向(即 A车道)和东西方向(即B车道)两条交叉道路上的车辆 交替运行,每次通行时间都为30秒; 2、在绿灯转红灯时,先由绿灯转为黄灯,黄灯亮6秒后,再 由黄灯转为红灯,此时另一方向才由红灯转为绿灯,车辆 才开始通行。 三、设计框图及总体描述 1、分析系统的逻辑功能,画出其框图 交通灯控制系统的原理框图如图1所示。它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源,译码器输出两组信号灯的控制信号,经驱动电路后驱动信号灯工作,控制器是系统的主要部分,由它控制定时器和译码器的工作。

图1交通灯控制系统原理框图 在图中, T30: 表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为30秒,即车辆正常通行的时间间隔。定时时间到,T30 =1,否则,T30 =0。 T6:表示黄灯亮的时间间隔为6秒。定时时间到,T6=1,否则,T6=0。 S T:表示定时器到了规定的时间后,由控制器发出状态转换信号。 由它控制定时器开始下个工作状态的定时。 交通系统的车道信号灯的工作状态转换如下所述: 状态1:A车道绿灯亮,B车道红灯亮。表示A车道上的车辆允许通行,B车道禁止通行。绿灯亮满规定的时间隔T30时, 控制器发出状态信号S T,转到下一工作状态。 状态2:A车道黄灯亮,B车道红灯亮。表示A车道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,B车 道禁止通行。黄灯亮足规定时间间隔TY时,控制器发 出状态转换信号S T,转到下一工作状态。 状态3:A车道红灯亮,B车道黄灯亮。表示A A车道禁止通行,B车道上的车辆允许通行绿灯亮满规定的时间间隔T30 时,控制器发出状态转换信号S T,转到下一工作状态。

步进电机实验报告

步进电机实验报告 Company Document number:WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

Arduino步进电机实验报告 步进电机是将电信号转变为或的开环控制电机,是现代数字程序控制系统中的主要执行元件,应用极为广泛。在非超载的情况下,的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,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,称为“步距角”,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。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;同时可以通过控制来控制电机转动的和,从而达到调速的目的。 实验目的: (1)了解步进电动机工作原理。 (2)熟悉步进电机驱动器使用方法。 (3)掌握步进电动机转向控制编程。 实验要求: (1)简要说明步进电动机工作原理。 (2)熟记步进电机驱动器的使用方法。 (3)完成步进电动机转速转向控制编程与实现。 (4)提交经调试通过的程序一份并附实验报告一份。 实验准备: 1. ArduinoUNOR3开发板 Arduino是一块基于开放原始代码的Simplei/o平台,并且具有开发语言和开发环境都很简单、易理解的特点。让您可以快速使用Arduino做出有趣的东西。它是一个能够用来感应和控制现实物理世界的一套工具。它由一个基于单片机并且开放源码的硬件平台,和一套为Arduino板编写程序的开发环境组成。Arduino可以用来开发交互产品,比如它可以读取大量的开关和传感器信号,并且可以控制各式各样的电灯、电机和其他物理设备。Arduino项目可以是单独的,也可以在运行时和你电脑中运行的程序(例如:Flash,Processing,MaxMSP)进行通讯。

相关文档
相关文档 最新文档