P89C668单片机控制的步进电机运动控制系统

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"步进电机运动控制系统设计" 步进电机运动控制系统设计是一个综合性的工程实践,主要涉及微处理器技术、电机控制理论以及嵌入式软件开发。在这个项目中,基于P89C668单片机的系统被用于实现对步进电机的精确控制。P89C668是Philips公司生产的增强型8051系列单片机,具有高性能和广泛的应用范围。 在设计过程中,首先需要了解课题背景,即在数字电子计算机普及的背景下,单片机如何在各个领域发挥作用。开发环境的选择对于项目的实施至关重要,这里选择了Protel DXP2004作为电路设计和PCB布局的工具,以及uVision2作为嵌入式软件开发的IDE。这两款工具的组合可以方便地完成从硬件设计到软件编程的全过程。 系统方案设计阶段,硬件选型是关键。步进电机因其定位精度高、响应速度快等特点,在许多需要精密定位的场合得到广泛应用。选择合适的步进电机及驱动器,配合P89C668单片机,能够实现对电机的启停、正反转以及速度的控制。开发工具如Protel DXP2004用于绘制电路原理图和PCB板,而uVision2则提供了编写和调试汇编语言程序的平台。 在硬件设计环节,电路设计包括单片机与步进电机驱动器之间的接口、按键输入电路以及电源管理等部分。这些设计确保了单片机能正确接收来自按键的指令,并通过控制驱动器来改变步进电机的运行状态。此外,还需要进行硬件调试,确保所有组件都能正常工作,这通常涉及到信号检测、电压测量以及故障排除等步骤。 在软件层面,使用汇编语言编程可以更直接地控制单片机的硬件资源,提高程序的执行效率。通过编写控制程序,实现步进电机的运动控制逻辑,包括电机的启动、停止、正反转以及加减速等操作。这部分内容通常涉及脉冲宽度调制(PWM)技术,以实现平滑的速度变化。 关键词:单片机,步进电机,8051 基于P89C668单片机的步进电机运动控制系统设计是一项结合了硬件设计、软件编程和电机控制技术的综合性任务。通过这个项目,不仅可以掌握单片机的使用,还能深入了解步进电机的工作原理和控制方法,对于提升嵌入式系统的开发能力具有重要意义。
2012-12-13 上传
一、 课程设计的目的 课程设计是本科教学全过程中的重要环节。《微机应用系统设计与综合实验(实践)》课程设计主要培养我们自动化专业学生,运用所学知识解决计算机应用领域内实际问题能力,进一步提高学生运用计算机编程语言综合编程能力、程序调试技能和微机系统接口综合应用及电路设计能力。 1、学习在PC系统中扩展简单的I/O接口的方法。 2、熟练掌握和运用汇编和C语言编写程序控制8255各口的输入输出,并正确带动数码管及步进电机;能熟练运用汇编和C语言实现8254的定时功能,以确保8255输出的脉冲频率稳定。 3、熟练掌握ISA总线配置方式下硬件实验的调试,并能独立的排除故障,以确保实验的顺利进行。 二、 设计的题目名称及要求 设计题目:小型步进电机控制系统设计。 设计要求: 1、编程语言为C语言或汇编语言。 2、硬件电路基于80x86微机小键盘和数码显示接口。 3、控制性能要求,实现步进电机启动、方向、速度调节和停止功能选择,并且在计算机屏幕上及数码管上实时显示步进电机当前参数及工作状态。编程语言为汇编语言或C语言。 三、实验设备 PC机一台(装有TDPIT软件)、唐都AEDK8688ET实验箱。 四、设计的思想和实施方案 由于本次课程设计控制的对象是步进电机,首先我得通过查阅相关资料对步进电机有个初步的了解和认识。所谓步进,就是指每给步进电机一个递进脉冲,步进电机各绕组的通电顺序就改变一次,即电机转动一次(一定的角度),本次课程设计控制的是四项八拍步进电机。在了解了步进电机的工作原理后,我的初步想法是用8255给步进电机传送脉冲,用8254控制传送脉冲的频率,以实现对步进电机转速的控制。 8255内部包含3个8位的输入输出端口A、B和C,端口A和端口B都可以用作一个8位的输入口或8位的输出口,端口C既可以作为一个8位的输入口或8位的输出口,又可以作为两个4位的输入输出口(C口上半部分和C口下半部分)使用,还可以配合A口和B口工作,分别用来产生A口和B口的输出控制信号和输入A口和B口的端口状态信号。 本次设计,我对8255的使用是这样的:8255工作于方式0,A口低四位接键盘及数码管显示单元的X1~X4;C口低四位接键盘及数码管显示单元的Y1~Y4; C口高四位接步进电路的驱动电路,使电机转动起来;B口接数码管的A、B、C、D、E、F、G和DP,以使数码管显示电机的转向和转速。8255的A口高四位本次课程设计没有用到。