基于单片机at89c51系统的步进电机控制所有专业(编辑修改稿)

基于单片机at89c51系统的步进电机控制所有专业(编辑修改稿)内容摘要：

阵式键盘工作原理： 4行 4列键盘工作原理如图 所示 : 键盘上的字符 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 键值 81H 82H 42H 22H 84H 44H 24H 88H 48H 28H 18H 14H 12H 11H 21H 41H 第二章 硬件设计 11 图 4 4 简单键盘结构 由图可见， 16 个键分两部分，十个数字键 0~9；六个命令键 A～ F。 对按键的识别由软件来完成。 用两个并行 I／ O 接口电路，采用步进式行扫描法。 CPU 每次通过接口对某一行 Xi输出扫描信号 0，然后输入列线 Yj 的状态来确定键闭合的位置。 列线 Y 接 +5 V。 无按键时，行 X 和列 Y 线断开，列线 Y1～ Y4呈现高电平。 当某一按键闭合时，该键所在行、列线短接。 若该行线输出为 0，则该列线电平被拉成 0(其余 3根列线仍为 1)，此时 CPU 可判断出按键闭合所在行、列及键号。 (2) 本控制系统的键盘设计如下图 所示 键 盘 键 盘 内 码 图 控制步进电机键盘的设计 1 2 3 A 4 5 6 B 7 8 9 C * 0 D 01 02 03 0C 04 05 06 0D 07 08 09 0E 0A 00 0B 0F 并行口输出行信号输入列信号C P UC P U列Y4Y3Y2Y17 8 9 A4 5 6 B1 2 3 C10 F E D＋ 5 VX4X3X2X1行5. 1 k  4贵州航天职业技术学院毕业论文 12 光电耦合器与驱动系统 (1) 4N25 光电耦合器 光电耦合器是把发光器件和光敏器件组装在一起，通过光线实现耦合，构成电一光一电的转换器件。 将电信号送入光电耦合器输入端的发光器件时，发光器件将电信号转换成光信号，光信号经光接收器接收，并将共还 原成电信号。 由于输出与输入之间没有直接的电气联系，信号传输是通过光耦合的，所以也称为光电隔离器。 其结构如图 图 光电耦合器机构图 光电耦合器由发光源和受光器两部分组成，并封闭在同一不透明的管壳内由绝缘的透明树脂隔开，发光源引出的管脚为输入端，受光器引出的管脚为输出端 . 光电隅合器的发光源常用砷化镓红外发光二极管，受光器常用光电三极管、光敏晶闸管和光敏集成电路等。 光电耦合器具有以下特点，首先其信号传递采取电一光一电的形式，发光部分和受光部分不接触 ，因此具有很高的绝缘电阻，可以达到 1010 欧姆以上。 并能承受 2020 伏以上的高压，因而被耦合的两个部分可以自成系统．也不需要“ 共地 ” ，绝缘和隔离性都很好，能够避免输出端对输入端可能产个的反馈和干扰。 其次光电耦合器的发光二极管是电流驱动器件，动态电阻很小，对系统内外的噪音干扰信号形成低阻抗旁路，所以有很强的抑制噪音下扰能力。 最后光电耦合器作为开关应用时，具有耐用、可靠性高和速度快等优点，响应时间一般为数 us以内，高速型光电耦合器的响应时间有的甚至小于 10ns。 光电耦合器的用途很多，如作为高压开关，信号隔离转换．脉冲系统间的电平匹配以及各种逻辑电路等。 (2) 在设计中为了抗干扰， 或避免一旦驱动电路发生故障，造成功率放大器中的高电平信号进入微型机而烧毁器件， 通常在驱动器与微型机之间加一级第二章 硬件设计 13 光电隔离器， 其原理接口电路如图 317 和 318所示。 在 XXXXXXX 微型机与驱动器之间增加一级光电隔离。 当 输出为 1，发光二极管不发光，因此光敏三极管截止， 从而使达林顿管导通， A相绕组通电。 反之，当 =0 时，经反相后，使发光二极管发光， 光敏三极管导通 ， 从而使达林顿管截止， A 相绕组不通电。 图 达林顿管 达林顿管又称复合管。 它将二只三极管适当的连接在一起，以组成一只等效的新的三极管。 这等效于三极管的放大倍数是二者之积。 在电子学电路设计中，达林顿接法常用于功率放大器和稳压电源中。 达林顿管广泛应用于音频功率输出。 开关控制。 电源调整。 继电器驱动。 高增益放大等电路中。 继电器驱动电路与高增益放大电路中使用的达林顿管，可以选用不带保护电路的中。 小功率普通达林顿晶体管。 而音频功率输出。 电源调整等电路中使用的达林顿管，可选用大功 率。 大电流型普通达林顿晶体管或带保护电路的大功率达林顿晶体管。 显示快 74LS47 的功能 本设计采用 74LS47 作为七段数码管的驱动器。 74LS47 的功能用于将 BCD码转化成数码块中的数字 ,通过它解码， 可以直接把数字转换为数码管的显示数字， 从而简化了程序，节约了 单片机的 IO 开销。 因此是一个非常好的芯片。 但是由于目前从节约成本的角度考虑， 此类芯片已较少用， 大部份情况下都是用动态扫描数码管的形式来实现数码管显示。 74LS47 译码器原理： 译码为编码的逆过程。 它将编码 时赋予代码的含义“翻译”过来。 实现译码的逻辑电路成为译码器。 译码器输出与输入代码有唯一的对应关系。 74LS47 是输出低电平有效的七段字形译码器，它在这里与数码管配合使用 贵州航天职业技术学院毕业论文 14 图 74LS47 译码器 7 段 LED 显示器结构与原理 7段 LED 显示器由 7个发光二极管组成显示字段，并按 “ 8” 字形排列。 这7 段发光管分别称为 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g，有的还带有一个小数点 dp， 7 段LED 由此得名。 将 7段发光二极管阴极都连在一起， 称为共阴极接法，当某个字段的阳极为高电平时， 对应的字段就点亮。 共阳极接法是将 LED 显示器的所有阳极并接后连到 +5 V 电源上，当某一字段的阴极为 0 时，对应的字段就点亮， 如图所示。 图 7 段 LED 显示器结构与原理 第二章 硬件设计 15 显示字符 共阴极段选 码 共阳极段选 码 显示字符 共阴极段选 码 共阳极段选 码 0 3FH C0H 4 66H 99H 1 06H F9H 5 6DH 92H 2 5BH A4H 6 7DH 82H 3 4FH B0H 7 07H F8H 表 LED 段选码 和显示字符之间的关系 点亮 LED 显示器有两种方式：静态显示和动态显示 , 下面以共阴极接法为例说明。 LED 静态显示方式： 所谓静态显示就是将 N 位共阴极 LED 显示器的阴极连在一起接地，每一位 LED 的 8 位段选线与一个 8 位并行口相连，当显示某一个字符时，相应的发光二极管就恒定地导通或截止。 所谓动态显示就是用扫描方式轮流点亮 LED 显示器的各个位。 特点是将多个 7 段 LED显示器同名端的段选线复接在一起，只用一个 8 位 I／ O控制各个 LED显示器的公共阴极轮流接地，逐一扫描点亮， 使每位 LED 显示该位应当显示的字 符。 恰当地选择点亮 LED 的时间间隔 (1～ 5 ms)，会给人一种视觉暂停效应， 似乎多位 LED 都在 “同时 ”显示。 单片机与步进电机的接口电路图 由于步进电机的驱动电流较大，所以微型机与步进电机的连接都需要专门的接口及驱动电路。 驱动器可用大功率复合管，也可以是专门的驱动器。 总之，只要按一定的顺序改变 P0 口输出的 脉冲 信号，从而改变步进电动机四端 通电的状况，即可控制步进电机依选定的方向步进。 由于步进电机运行时功率较大，可在微型机与驱动器之间增加一级光电隔离器（一是抗干扰，二是电隔离。 ）以防强功率的干扰信号 反串进主控系统。 贵州航天职业技术学院毕业论文 16 电路图如下所示： 图 单片机与步进电机的接口电路图 X1X2P 1 . 0P 1 . 1P 1 . 2P 1 . 3P 1 . 4P 1 . 5P 1 . 6P 1 . 7X1X21234567843217658d1e1f1g1e1c1b1a1a2b2c2d2e2f2g2g2f2e2d2c2b2a2a1b1c1d1f1g1CDABz h s hz h s hP 1 . 3P 1 . 2P 1 . 1P 1 . 0P 1 . 7 P 1 . 6 P 1 . 5 P 1 . 4ABCDA7QA13B1。