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第6章 单片机各种应用设计 福州大学 电子信息类 廖一鹏 6.1 单片机控制步进电机的设计 6.2 单片机控制直流电机 6.3 频率计的制作 C 目 O N T 录 E 6.4 8位竞赛抢答器设计 N T S 6.5 基于时钟/ 日历芯片DS1302的电子钟设计 6.1 单片机控制步进电机的设计 步进电机是将脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控 制元件。 非超载的情况下，电机转速、停止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，给电机加一脉 冲信号，电机则转过一个步距角。因而步进电机只有周期性 误差而无累积误差，在速度、位置等控制领域有较为广泛的 应用。 6.1 单片机控制步进电机的设计 1. 控制步进电机的工作原理 驱动步进电机由单片机通过对每组线圈中的电流的顺序 切换来使电机作步进式旋转，切换是单片机输出脉冲信号来 实现。 调节脉冲信号频率就可改变步进电机转速；改变各相脉 冲先后顺序，就可改变电机旋转方向。 步进电机驱动可采用双四拍 （AB→BC→CD→DA→AB） 方式，也可采用单四拍 （A→B→C→D→A）方式。为使步 进电机旋转平稳，还可采用单、双八拍方式 （A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A）。各种工作方式 时序见图。 6.1 单片机控制步进电机的设计 1. 控制步进电机的工作原理 图 各种工作方式时序图 6.1 单片机控制步进电机的设计 1. 控制步进电机的工作原理 脉冲信号是高电平有效，但实际控制时公共端是接在 VCC上，所以实际控制脉冲是低电平有效。 6.1 单片机控制步进电机的设计 2. 电路设计与编程 【例1】单片机对步进电机控制的原理电路见图。编写 程序，用四路I/O口输出实现环形脉冲分配，控制步进电机 按固定方向连续转动。同时，通过“正转”和“反转”两个 按键来控制电机的正转与反转。按下“正转”按键，步进电 机正转；按下“反转”按键，步进电机反转；松开按键，电 机停止转动。 6.1 单片机控制步进电机的设计 2. 电路设计与编程 ULN2003是高耐压、大电流达林顿阵列系列产品，7个 NPN达林顿管组成。多用于单片机、智能仪表、PLC等控制 电路中。在5V电压下能与TTL和CMOS电路直接相连,可直 接驱动继电器等负载。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。输入5V的TTL电平，输出可 达500mA/50V。适于各类高速大功率驱动的系统。 6.1 单片机控制步进电机的设计 2. 电路设计与编程 单片机控制步进 电机接口电路 6.1 单片机控制步进电机的设计 2. 电路设计与编程 参考程序： #include reg51.h #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define out P2 sbit pos=P0^0; //定义检测正转控制位P0.0 sbit neg=P0^1; //定义检测反转控制位P0.1 void delayms(uint); uchar code turn[]={0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08,0x09,0x01,0x03}; //步进脉冲数组 6.1 单片机控制步进电机的设计 2. 电路设计与编程 void main(void){ uchar i; out=0x03; while(1) {