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1、基于单片机的按摩机的控制设计摘 要步进电机是一种将脉冲信号转换成直线位移或角位移的控制微电机，其机械角位移和转速分别与输入电机绕组的脉冲个数和脉冲频率成比例。它易于实现与计算机或其它数字元件接口，适用于数字控制系统。通过硬件的介绍和组建、硬件原理图和软件流程图的设计、源程序的编写等，介绍一种基于单片机的步进电机运行控制系统。该系统接收到信号后，与键盘、显示系统设置的初值比较后，转化成步进电机的步进脉冲，然后通过单片机控制器驱动步进电机旋转，以带动丝杆传动系统，进而控制进步电机运动。通过按键，用户可以让按摩机工作在最具舒适的按摩工作方式和振动速度上；利用蜂鸣器来告警或提示按摩完成；利用发光二极管
2、显示当前的工作状态。 关键词：步进电机 ；单片机 ；PWMMicrocontroller based massage machine control designAbstractStep of electric motor is one kind transforms the pulse signal straight line displacement or Angle displacement the control micro electrical machinery, its machinery Angle displacement and the rotational speed s
3、eparately becomes the proportion with the input electrical machinery winding pulse integer and the pulse frequency; It is easy to realize and the computer or other digital part connections, is suitable to the numerical control system. Through one kind of design proposal, handsets up, the hardware sc
4、hematic diagram and the software flow chart design, the source program compilation including the hardware introduction and so on, introduces one kind based on the monolithic integrated circuit Step of electric motor operating control system. After this system receives the fluid nitrogen liquid level
5、 the fluid position signal, after the keyboard, the display system establishment starting value comparison, transforms Step of electric motor step enters the pulse, then actuates through the monolithic integrated circuit controller Step of electric motor to revolve, leads the lead screw transmission
6、 system, then control fluid nitrogen liquid level fluctuation movement. Finally, made use of the peripherals, such as the key, the buzzer，the neon lamp and the LED (Light Emitting Diode) figures tube, providing the service for the customer, and carry out the massage function and interaction for both
7、 the machine and the person. The customer can let massage machine work on the comfortable method and vibration speeds by the key; Make use of the buzzer warning or hinting the massage has finished; Make use of neon lamp shows the current work appearance。Key Words：Step of electric motor ；Monolithic i
8、ntegrated circuit ；PWM目 录摘 要IAbstractII1 绪论11.1 按摩机的发展11.2 按摩机的结构12 控制器的核心AT89C51及步进电机32.1 AT89C51的主要性能32.2 AT89C51引脚功能说明32.3 步进电机介绍63 系统基本实现方案83.1 系统框图83.2硬件电路图93.3系统单片机扩展103.4步进电机驱动模块113.5显示模块123.5.1液晶显示器工作原理123.5.2液晶管脚定义133.5.3液晶显示指令描述143.6按键显示部分电路164 按摩机控制系统软件设计思想174.1系统流程174.2进步电机驱动程序174.2.1四相单
9、四拍正转子程序1742.2四相单四拍反转子程序1842.3四相双四拍正转子程序184.3显示驱动子程序184.4 PWM 软件实现204.5速度显示输出21结束语22参 考 文 献23致谢241 绪论1.1 按摩机的发展按摩机能实现快速消除疲劳以及适合于老人使用等。并可根据实际情况，选择需要的按摩力度和按摩压力，。系统按摩功能速度调节可以通过快慢按键实现。按摩功能盒可以上下运行，局部以及定点进行按摩。该按摩器控制系统中的主要硬件为AT89C51微处理器。供电电源干电池供电。本控制系统采用的是AT89C51单片机驱动L298的输入和输出来进行控制进步电机从而实现按摩功能。按摩机是指通过机电、电子
10、以及电热的技术方法产生模拟人手的各种按摩、揉捏、以及电热等刺激人体某些穴位，以消除疲劳并起到一定保健作用的电动工具。按摩机主要有两部分组成：背部按摩区域和臀部、下肢按摩区域。背部按摩区域的机构主要有：系统控制电路板、电动机、丝杆及其润滑装置、s型滑动槽、机械手等。同时根据人体结构又将背部整个区域划分为颈部、中部、腰部以及尾椎四个按摩区间。以大规模集成电路为主的微型计算机单片微型计算机（Single chip microcomputer），简称单片机，又称嵌入式微控制器（Embedded microcontroller）。单片机具有优异的性能价格比，集成度高、体积小、可靠性高，控制功能强和低电压
11、、低功耗等特点，在工业控制、智能化仪器仪表、智能接口、家用电器、儿童玩具、健身器材等许多领域都得到了广泛的应用。随着社会的发展和进步，随着电子信息技术的飞跃，单片机开发与应用技术已经显得越来越重要，成为了一门重要的电子电气技术学科，同时亦成为了新产品研发设计的关键技术现代社会发展越来越快，人们生活节奏也快，随之而来工作压力也越来越大。人们渴望休闲，渴望健康。于是当前人们对健康非常关注和重视，而按摩对人体健康有特殊促进功效。按摩机就是在这一背景下产生。为了满足人们的需要和市场的需求，按摩机控制系统开发技术应运而生。本毕业设计采用单片机开发与应用技术而设计一种简易的按摩机控制系统，以实现基本按摩功
12、能。本按摩机传动控制电路可实现市面上各类型按摩机的基本功能，并且结构简单，成本低廉，体积不大，可满足人体腰部，足部以及颈部的按摩需要。1.2 按摩机的结构本按摩机利用AT98C51单片机完成系统总体控制功能，并利用按键、L12864液晶显动芯片L298等外围设备为用户提供服务，实现人机交互，实现其按摩功能；通过按键，用户可以让按摩机工作在最具舒适的按摩工作方式和振动速度上；利L12864液晶屏显示电机当前的转速快慢正反转等。本按摩机由步进电机的转动形成振动，而单片机可以通过控制振动的方式和时间来按用户的需要进行按摩，其具体按摩描述如下：1. 可以有10 档速度进行按摩，按摩机选用调速性能较好的
13、进步电机，利用按键s3和s4对进步电机进行调速，共设10 档速度。按键s3可以实现对步进电机加速；按键s4可以实现对步进电机加速。2. 用户可根据个人喜好利用按键调节速度档次以及按摩方式。按摩机提供了4个按键：两个调速按键，分别完成降档调速，升档调速；一个启停转换按键；一个正反转按键。3.通过液晶显示当前按摩状态及速度变化情况。4.通过蜂鸣器提示超时运转。5.当按摩机正常运转后，发光二极管一直点亮。2 控制器的核心AT89C51及步进电机AT89C51是一种高性能的8位单片机。片内带有一个4KB的Flash可编程,可擦除只读存储器(EPROM)，它采用了COMS工艺和公司ATMEL的高密度非易
14、失性存储器(NURAM) 技术,而且其输出引脚和指令系统都与MSC51兼容。片内的Flash存储器允许在系统内改编程序或常规的非易失性存储器编程器来编程。因此AT89C51是一种功能强,灵活性高,且价格合理的单片机,可方便地应用在各种控制领域。2.1 AT89C51的主要性能4KB可改编程序Flash存储器(可经受1000次的写入/擦除).全静态工作:0Hz24MHz.3级程序存储器保密.1288字节内部RAM.32条可编程I/O线.2个16位定时器/计数器.6个中断源.可编程串行通道.片内时钟振荡器.另外,AT89C51是用静态逻辑来设计的,其工作频率可下降到0Hz,并提供两种可用软件来选择
15、的省电方式空闲方式(Idle Mode)和掉电方式(Power Down Mode).在空闲方式中,CPU停止工作,而RAM,定时器/计数器,串行口和中断系统继续工作.在掉电方式中,片内振荡器停止工作,由于时钟被“冻结”,使一切功能都暂停,故只保存片内RAM中的内容,直到下一次硬件复位为止。2.2 AT89C51引脚功能说明图21是AT89C51的引脚结构图,有双列直插封装(DIP)方式和方形封装方式,下面分别叙述这些引脚的功能. (1).主电源引脚 VCC电源端.GND:接地端.(2).外接晶体引脚XTAL1和XTAL2XTAL1：接外部晶体的一个引脚.在单片机内部，它是构成片内振荡器的反相放大器的输入端。当采用外部振荡器时，该引脚接受振荡器的信号，即把此信号直接接到内部时钟发生器的输入端。XTAL2：接外部晶体的另一个引脚。在单片机内部，它是上述振荡器的反相放大器的输出端.，采用外部振荡器时,此引脚应悬浮不连接。单片机外接电路片内电路与片外器件就构成一个时钟产生电路，CPU的所有操作均在时钟脉冲同步下进行。片内振荡器的振荡频率非常接近晶振频率，一般多在1.2MHz12MHz之间选取。C1、C2是反馈电容，其值在5pF30pF之间选取，典型值为30
