四川大学锦江学院自动化课程研究设计.docVIP

课程设计 题 目 基于18B20与单片机的温度测控系统的设计 专 业 自动化 年级 2008级 学生姓名 陈思羽，杨继波，伍鹏志，范洪博 指导教师 董 慧 2011年月 Software design of speed control and detection system of motor 【Abstract】 【Key words】 绪论 4 1 开发概述 4 1.1 背景 5 1.2 课题来源 6 1.3 国内外研究现状 6 1.4 论文主要工作 7 2总体设计方案 7 2.1方案论证与选择 7 2.1总体架构设计及其功能简述 9 3硬件设计 10 3.1 硬件设计思路 10 3.2 单片机最小系统设计 10 3.3步进电机以及驱动介绍 11 3.4外围电路设计与分析 13 3.4.1 按键电路 13 3.4.2 LCD显示电路 14 3.4.3 电源模块设计 14 3.4.4 检测模块设计电路 14 4 软件设计 15 4.1 软件开发平台 15 4.2 程序设计思路 16 4.3 程序设计流程图 16 4.3.1 主程序流程图 17 4.3.2 定时器T0中断程序设计 17 4.3.2 读键盘子程序流程图 18 4.3.3 显示器程序流程图 19 4.3.4 LCD显示器控制子程序 20 4.3.5 检测电机运行状态设计 21 5 系统调试结论与结果 22 5.1 系统调试与改进 22 5.2 运行结果 23 6总结以及展望 23 参考文献 25 附录：电机的速度控制与检测系统的总电路图与实物图 26 致 谢 27 绪论 　　 在电气时代的今天，电动机一直在现代化的生产和生活中起十分重要的作用。无论是在工农业生产还是在日常生活中的家用电器，都大量地使用着各种各样的电动机，因此对电动机的控制与检测变得越来越重要了。特别是在许多工控设备对电机的位移和角度精确度要求很高，而步进电机在这一点上有无可比拟的优势，由此得到更广泛的应用。 在进行51单片机的学习能够利用51单片机对步进电机进行过简单的控制，在设计中利用ULN2003模块驱动步进电机，通过设定的方向来实现步进电机的方向反转控制，控制电机的速度，也可照设定的转动角度步进电机进行动作，来实现步进电机的实时控制，然后通过LCD液晶屏显示步进电机的设定值与步进电机实际所转过的速度，同时显示步进电机的旋转方向。这次所进行的步进电机转速控制系统是对步进电机的另一种控制，即实现步进电机的角度控制而不是单单的速度和方向控制。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。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。通过控制脉冲个数即可以控制角位移量，从而达到准确定位的目的。同时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。在通过传感器的检测，将其信号输入单片机，通过计算判断也可测出电机的整个运转状态。 1 开发概述 传统的电机作为机电能量转换装置，电动机是将电能转换为机械能，主要光线它的力能指标，即机电能量转换的效率。随着生产技术的发展，除了要求电动机完成机电能量转换的功能还提出运用控制与检测方面的要求，控制的目标是角速度和角位移等，现代高性能运动控制电动机通常认为是：步进电动机、无刷直流电机和交流伺服电动机。其中不经电动机最早成为适应计算机控制的运动控制电动机。 步进电机是一种重要的执行装置，广泛用于工业控制和各种办公设备中，步进电机的稳定可靠运行直接关系到工业控制的精度和设备的质量，特别是在高精度数控系统中更是要求步进电机能够精确运行。如何实现对步进电机的精确可靠控制成为工业控制等系统中的关键技术。多年来很多专家学者研制出很多性能较好的步进电机控制系统，然而，早期的步进电机控制系统体积大，使用的多，这给系统的可靠运行带来了较大的隐患。随着电技术的发展，很多功能单元都走向模块化和数字化，并且具有体积小，重量轻，工作可靠性高，成本低等优点，而且能够实现多轴控制，这给步进电机控制系统的设计带来了很大的方便。ULN2003是高压大电流阵列系列产品,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。1830年至1860年间。1870年前后开始以控制为目的尝试，应用于氢弧灯的电极输送机构中。这被认为是最初的步进电动机。此后，在电话自动交换机中广泛使用了步进电动机。特别是在交流电源的船舶和飞机等独立系统中广泛使用。 20世