在该步进电机的控制器中,电机可以正反转,可以加速、减速,其中电机转速的等级分为十级,为了方便知道电机转速的等级,这里设计了电机转速和电机的工作状态的显示电路。在显示电路中,主要是利用了单片机的P0口接一个两位的共阳极数码管。数码管a、b、c、d、e、f、g、dp分别接P0.0~P0.7口.数码管的公共角1,2分别接p2.0,p2.1。
本次所用的数码管参数和管脚图如下:
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图5 步进电机显示电路
3.5总体电路图
把各个部分的电路图组合成总电路图,如图6所示。
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图6 总体电路图
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4 系统软件设计
4.1软件设计分析
从该系统的设计 要求可知,该系统的输入量为速度和方向,速度应该有增减变化,通常用加减按钮控制速度,这样只要2根口线,再加上一根方向线盒一根启动信号线共需要4根输入线。系统的输出线与步进电机的绕组数有关。这里选的步进电机,该电机共有四相绕组,工作电压为+5V,可以个单片机共用一个电源。步进电机的四相绕组用P1口的P1.0~P1.3控制,由于P1口驱动能力不够,因而用一片2003增加驱动能力。用P0口控制第一数码管用于显示正反转,用P2口控制第二个数码管用于显示转速等级。数码管采用共阳的。
通过分析可以看出,实现系统功能可以采用多种方法,由于随时有可能输入加速、加速信号和方向信号,因而采用中断方式效率最高,这样总共要完成4个部分的工作才能满足课题要求,即主程序部分、定时器中断部分、外部中断0和外部中断1部分,其中主程序的主要功能是系统初始参数的设置及启动开关的检测,若启动开关合上则系统开始工作,反之系统停止工作;定时器部分控制脉冲频率,它决定了步进电机转速的快慢;两个外部中断程序要做的工作都是为了完成改变速度这一功能。下面分析主程序与定时器中断程序及外部中断程序。
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4.2主程序设计
当给系统供电以后,通过单片机复位电路对系统进行上电复位系统经过初始化以后,便开始执行按键查询等待相应的操作,当有按键按下的时候程序便调用并执行相应的子程序,其具体的主流程图4.1如下所示:
开始
系统初始化按键判断YN相应按键子程序相应显示子程序结束图4.1 主程序
系统初始化流程图:
对相应的系统参数进行初始化,包括系统上电默认运行参数设定,包括两相四拍的工作方式,初始速度档位是30转/分,系统中断设定,定时器设定,载入定时器初值和默认的工作参数等,具体流程图如图4.2所示。
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