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1、项目编号：2015年第一学期微机原理（单片机）课程设计总结报告项目名称：步进电机控制 名：学号：微机原理（单片机）课程设计任务书项目名称：步进电机控制 位机：完成界面设计与通讯程序（1）能够设置步进电机启动、停止、正传、反转（2）能够设置步进电机转速（快、中、慢） ，圈数（3）能够保存电机的工作状态至文档，从文档读取电机的工作状态（4）可以对串口进行设置下位机：完成电路设计与控制程序（1）采用步进电机的控制，默认中速正传 1 圈（2）按键 1 可控制电机的启动和停止，按键 2 可控制电机的转动方向，按键 3 可控制电机的转速，按键 4 可控制转动圈数（每按 1 次加 1 圈）（3）由串行 示当
2、前转动方向、转速、圈数（4）通过串口与上位机通讯。项目组任务分担评价表课程设计报告评分表内容总体方案硬件设计软件设计结果分析明细清单问题分析心得体会参考文献程序代码格式规范总分学生1 得分学生 姓名 分担任务 组内评价周欧翔示模块设计与编程、下位机串口通讯程序、上位机串口通讯程序、上位机界面、上位机控制程序 6张璐下位机硬件连接、电路焊接、步进电机控制程序42 得分微 机 原 理 （ 单 片 机 ） 课 程 设 计 报 告1. 总 体 方 案 .硬 件 设 计 .软 件 设 计 .结果分析或项目所实现的功能、指标 55. 明 细 清 单 .设 计 调 试 中 遇 到 的 疑 难 问 题 及 解
3、 决 方 法 心 得 体 会 与 建 议 .参 考 文 献 . . 原 理 （ 单 片 机 ） 课 程 设 计 报 告1一 、 总 体 方 案图 1步 进 电 机 控 制 A 总 体 功 能 模 块 示 意 图图 中 ， 控 制 器 为 89负 责 与 上 位 机 通 讯 、 控 制 步 进 电 机 的 开 闭 转 速 转 向 圈 数 、 控制 示 、 接 受 外 部 按 键 输 入 ； 步 进 电 机 模 块 为 42 步 进 电 机 ， 为 系 统 的执 行 模 块 ； 外 部 按 键 模 块 按 键 1 可 控 制 电 机 的 启 动 和 停 止 ， 按 键 2 可 控 制 电 机 的
4、转 动 方向 ， 按 键 3 可 控 制 电 机 的 转 速 ， 按 键 4 可 控 制 转 动 圈 数 （ 每 按 1 次 加 1 圈 ） ； 示当 前 转 动 方 向 、 转 速 、 圈 数 ； 上 位 机 设 置 步 进 电 机 启 动 、 停 止 、 正 传 、 反 转 、 步 进 电 机转 速 （ 快 、 中 、 慢 ） ， 圈 数 ， 并 保 存 电 机 的 工 作 状 态 至 文 档 ， 从 文 档 读 取 电 机 的 工 作 状 态 ，可 以 对 串 口 进 行 设 置 ， 由 程 而 得 。二 、 硬 件 设 计控 制 芯 片 ： 80 片 机 学 习 板驱 动 芯 片 ：
5、屏 ： ： 42 合 式 步 进 电 机选 择 控 制 芯 片 时 还 是 选 用 80 列 ， 板 子 当 然 用 面 积 小 的 比 较 好 ； 电 机的 驱 动 芯 片 选 用 高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品,具控 制 器示模块上位机步进电机模块外部按键模块微 机 原 理 （ 单 片 机 ） 课 程 设 计 报 告2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，市场价 右；与 80习板配套的 示屏一般都是 号，市场价 右；步进电机选用 42合式步进电机，步进电机一般分为三种：反应式、永磁式、混合式，反应式步进一般为两相，转矩和体积较小，
6、步进角一般为 或 ；永磁式步进一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为 ，但噪声和振动都很大；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、三相和五相：而五相步进角一般为 ，混合式步进电机随着相数（通电绕组数）的增加，步进角减小，精度提高，这种步进电机的应用最为广泛。42右。为电极的驱动芯片，由七个硅 林顿管组成。每一对达林顿都串联一个 基极电阻,在 5V 的工作电压下它能与 路 直接相连,可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。除管脚 8 接地、管脚 9 接 外，管脚 1为脉冲输入端，管脚 10冲信号输出端。一般从 80片机输出出来的脉冲作为脉冲的输入端，脉冲信号输出端输
7、出幅值 12细的硬件电路图如下：微 机 原 理 （ 单 片 机 ） 课 程 设 计 报 告3三 、 软 件 设 计上 位 机 主 要 为 用 户 提 供 控 制 界 面 ， 在 用 户 按 下 相 应 按 键 之 前 一 直 等 待 ， 按下 按 键 后 按 照 按 下 按 键 的 类 型 改 变 相 应 的 电 机 状 态 ， 更 新 界 面 ， 并 传 递 给 下位 机 ； 如 果 下 位 机 的 传 递 了 电 机 状 态 ， 便 改 变 成 相 应 的 电 机 状 态 ， 更 新 界 面 。图 3上 位 机 程 序 流 程 图是否接收到数据电机状态相应改变用户是否按下按键更新界面否是否
8、是电机状态相应改变更新界面传递给下位机微 机 原 理 （ 单 片 机 ） 课 程 设 计 报 告4而 下 位 机 需 要 根 据 电 机 状 态 来 控 制 步 进 电 机 ， 并 将 相 应 的 电 机 状 态 打 印 到 示 屏 上 ； 如 果 接 受 到 上 位 机 传 递 的 数 据 便 改 变 自 己 相 应 的 电 机 状 态 ， 如果 有 外 部 按 键 按 下 ， 则 改 变 自 己 相 应 的 电 机 状 态 ， 并 将 该 状 态 上 传 给 上 位 机 。图 3下 位 机 程 序 流 程 图开始根 据 电 机 状 态 显 示 并 驱 动 电 机是否接收到数据电机状态相应改
9、变是否是否有外部按键按下电机状态相应改变 否是微 机 原 理 （ 单 片 机 ） 课 程 设 计 报 告5四 、 结 果 分 析 或 项 目 所 实 现 的 功 能 、 指 标上 位 机 运 行 界 面 如 下 ：图 4 上 位 机 运 行 图 像图 中 转 向 0 代 表 反 转 ， 1 代 表 正 转 ， 保 存 参 数 按 钮 能 够 将 目 前 的 电 机参 数 存 入 件 中 ， “读 取 参 数 ”按 钮 能 够 将 的 参 数 读 入 。 右 下 角 的 小框 为 接 受 到 的 下 位 机 电 机 参 数 。 第 一 位 数 字 开 闭 字 位 0代 表 电 机 停 止 ，1代
10、 表 电 机 起 转 。 第 二 位 数 字 为 速 度 字 位 0代 表 低 数 ， 1代 表 中 数 ，2代 表 高 速 。 第 三 位 数 字 代 表 正 反 位 ， 0为 反 转 ， 1为 正 转 。 最 后 一位 数 字 代 表 圈 数 。 运 行 前 必 须 先 设 置 好 串 口 ， 才 能 使 用 。下 位 机 组 装 如 下 图 ：微 机 原 理 （ 单 片 机 ） 课 程 设 计 报 告6图 4 下 位 机 组 装 图按键 1 可控制电机的启动和停止，按键 2 可控制电机的转动方向，按键 3 可控制电机的转速，按键 4 可控制转动圈数（每按 1 次加 1 圈） ，在电机停转
11、的时候，示“，在电机启动的时候，一行第一个单词显示“，下个字符正转显示Z反转时显示F ，然后显示“后面跟圈数，第二行显示”,L代表低速， M代表中速， H代表高速。五 、 明 细 清 单器件 单价4 习板1602 液晶显示器42 机 原 理 （ 单 片 机 ） 课 程 设 计 报 告7六 、 设 计 调 试 中 遇 到 的 疑 难 问 题 及 解 决 方 法周欧翔：1、对于 C+串口类不熟悉，所以只能在网上查有关的实例，并按照自己的要求不停地修改，然后在实验室不停地实验，并且在界面中专门用了一个编辑框不停地查看回传的数据。还有对于下位机串口设置方面有些不熟悉，我就一直在查找有关方面的书籍，以及
12、相关的例子进行修改。2、对于串口的时序一开始的时候不是很懂，一开始的时候想着在上下位机通讯的时候就只是由上位机传输数字字符串，由字符在字符串中的位置来决定传递的是什么，但是时序老是出错，最后没有办法，只有将所有的字符换成单独的字母字符，这样就不会出错了。3、 的 件老是出错，不能够显示下拉栏，在网上找了好多的实力也没有解决，可能是我电脑配置的问题。所以最后我只是使用了普通的件，在控件中输入数据来达到设置串口的目的。张 璐 ：1、 硬 件 原 理 图 比 较 简 单 ， 只 是 需 要 上 网 查 阅 相 关 管 脚 的 资 料 。 焊 接 电 路 时基 本 没 有 什 么 问 题 ， 但 是
13、进 行 调 试 时 电 机 不 转 。 用 万 用 表 测 及 地 端 ，并 检 查 各 管 脚 有 没 有 虚 焊 。 焊 接 没 有 问 题 ， 我 们 又 用 示 波 器 测 量 输 入 信 号 和 输 出 信 号 ， 输 入 信 号 即 单 片 机 的 输 出 信 号 为 5v 脉 冲 没 有 问 题 ， 但输 出 信 号 一 直 为 高 电 平 。 无 奈 应 该 是 驱 动 芯 片 有 问 题 。 我 们 又 换 了 一 块 板 子 ；2、 第 二 次 接 入 电 路 电 机 依 旧 不 转 ， 检 查 过 后 发 现 是 芯 片 插 反 了 。 调 整 过 后电 机 终 于 转
14、了 起 来 。 但 是 电 机 转 动 幅 度 不 大 。 将 控 制 程 序 中 四 路 输 出 相 邻 的 延时 时 间 变 长 ， 电 机 终 于 正 常 转 动 了 。 后 来 对 电 机 控 制 的 各 种 参 数 进 行 微 调 ， 最终 达 到 了 实 验 效 果 。七 、 心 得 体 会 与 建 议周欧翔：单片机是自动化行业在实际生产生活中必不可少的伙伴，现在越来越多的产品都涉及到了单片机领域，所以这次的课程设计对我意义颇深，特别是这种给你一个题目，自主去做的模式，非常符合实际生产中生产形式。自主查找信息，学习单片机芯片资料，寻找相关的例程，这些都是非常宝贵的经验。这个题目如果再往深了微 机 原 理 （ 单 片 机 ） 课 程 设 计 报 告8做就是结合手机安
