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用户操作手册说明书
机自专业综合实践Ⅰ2016
题目:
基于单片机的步进电机控制系统设计
作者:
ZJL
日期:
2016年10月11日
1.引言2
1.1编写目的2
1.2读者对象2
1.3环境要求3
2.硬件配置3
2.1硬件分类3
2.2硬件参数3
3.系统综述3
3.1系统简介3
3.2系统流程介绍4
4.操作说明4
5.常见问题解答6
附录:
源程序6
1.引言
1.1编写目的
用户操作手册编写目的是明确本软件的功能、软件的作用、功能的操作,帮助用户理解及操作本软件。
1.2读者对象
本手册只针对使用到本步进电机系统的广泛用户群体。
1.3环境要求
本系统中用到的51单片机所需的程序需要利用windows系统的pc进行编译及烧录。
2.硬件配置
2.1硬件分类
1,步进电机
2,单片机芯片
3,步进电机驱动
4,变压芯片
2.2硬件参数
1,步距角为1.8度的四相八拍永磁式步进电机
2,单片机芯片AT89C51简介
AT89C51的主要参数如表2-1所示:
表2-1AT89C51的主要参数
型号
存储器
定时器
I/0
串行口
中断
速度
(MH)
其它特点
E²PROM
ROM
RAM
89C51
4K
128
2
32
1
6
24
低电压
3,步进电机驱动是ULN2004芯片,ULN2004系列是一款高耐压,大电流达林顿管驱动器,包含7个NPN达林顿管
4,利用LM7812和LM7805芯片得到12V和5V的电压。
3.系统综述
3.1系统简介
本系统是一种基于单片机的步进电机的系统设计,用汇编语言编写出电机的正转、反转、加速、减速、停止程序,通过单片机、电机的驱动芯片ULN2004以及相应的按键实现以上功能,并且步进电机的工作状态要用相应的发光二极管显示出来。
本文内容介绍了步进电机以及单片机原理、该系统的硬件电路、程序组成,同时对软、硬件进行了调试,同时介绍了调试过程中出现的问题以及解决问题的方法。
该设计具有思路明确、可靠性高、稳定性强等特点。
3.2系统流程介绍
系统分为电机正转、电机反转、电机加速与电机减速的几部分组成,其主程序框图如图1-1所示。
图1-1主程序框图
4.操作说明
本系统采用按键操作本次设计选用的是单片机的P0口来控制信号的输入,所以把按键开关和P0口连接起来,当按下开关S1时,相当于给P0.0口一个低电平;当按下开关S2时,相当于给P0.1口一个低电平;当按下开关S3时,相当于给P0.2口一个低电平;当按下开关S4时,相当于给P0.3口一个低电平;当按下开关S5时,相当于给P0.4口一个低电平。
然后通过单片机实行相应的操作。
如图1-2。
图1-2按键部分电路
该系统控制方面由5个按键组成:
按键s1:
按下则步进电机正转(此时按键s3,s4,s5分别起到又使其加速减速停止的作用)
按键s2:
按下则步进电机反转(此时按键s3,s4,s5分别起到又使其加速减速停止的作用)
按键s3:
使步进电机加速
按键s4:
使步进电机减速
按键s5:
停止步进电机
按下每个按键后,这时相应的状态指示电路便会有所反应:
状态指示用P1口控制发光二极管的显示,如果相应端口是低电平,相应的发光二极管就会亮,用它来表示步进电机所处的状态。
如图1-3
图1-3状态指示部分电路
D1-D5亮时分别的指示为:
电机处于正转状态、反转状态、加速状态、减速状态、停滞状态
5.常见问题解答
1.正反转按键s1,s2一起按会出现什么情况?
答:
正转,因为程序设定是先检测p0,0口是否为低电平,若是,则正转,不再检测p0,1口。
附录:
源程序
QIANEQU40H
HOUEQU41H
JIAEQU42H
JIANEQU43H
TINGEQU44H
ORG000H
LJMPMAIN
ORG003H
LJMPDUAN///外部中断0
ORG0030H
MAIN:
///初始化
MOVR0,#0FH
MOV10H,#01H
MOV11H,#03H
MOV12H,#02H
MOV13H,#06H
MOV14H,#04H
MOV15H,#0CH
MOV16H,#08H
MOV17H,#09H
MOV20H,#50
MOV21H,#40
MOV22H,#30
MOV23H,#20
MOV24H,#10
MOV25H,#5
MOVR1,#20H
MOVIE,#10000001B
CLRQIAN
CLRHOU
CLRJIA
CLRJIAN
CLRTING
MOVA,@R1
MOVR2,A
SETBIT0////边沿触发形式
LOOP1:
JNBQIAN,LOOP2
ACALLFRONT1
LOOP2:
JNBHOU,LOOP1
ACALLBACK1
DUAN:
MOVA,P0
CPLA
ANLA,#1FH///去高三位,使按下去的一位为1
CJNEA,#00H,CHA
AJMPDUAN
CHA:
ACALLDELAY10MS
MOVA,P0
CPLA
ANLA,#1FH
JZDUAN///为零转移
ACALLZHAO
RETI
ZHAO:
MOVA,P0//查找是哪一位,下面置1
JNBACC.0,FRONT
JNBACC.1,BACK
JNBACC.2,FAST
JNBACC.3,SLOW
JNBACC.4,STOP
FRONT:
SETBQIAN
RET
BACK:
SETBHOU
RET
FAST:
SETBJIA
RET
SLOW:
SETBJIAN
RET
STOP:
SETBTING
RET
FRONT1:
CLRQIAN
CLRHOU
CLRJIA
CLRJIAN
CLRTING
INCR0///前进子程序R0用于给P2口送不同的值
MOVP2,@R0
MOVA,@R1
MOVR2,A///R2用于延时不同的时间
ACALLDELAY
CJNER0,#17H,XIA
MOVR0,#10H
XIA:
JBQIAN,HUI//回主程序////////XIA子程序用于过度
JBHOU,HUI
JBTING,HUI
JNBJIA,XIA1
ACALLJIA1
XIA1:
JNBJIAN,XIA2///XIA子程序用于过度
ACALLJIAN1
JBTING,HUI
XIA2:
AJMPFRONT1
HUI:
RET//返回主程序
JIA1:
CJNER1,#25H,XIA3///加速
RET
XIA3:
INCR1
RET
BACK1:
CLRQIAN//后退
CLRHOU
CLRJIA
CLRJIAN
CLRTING
CJNER0,#0FH,XIA8
MOVR0,#17H
XIA8:
DECR0
MOVP2,@R0
MOVA,@R1
MOVR2,A
ACALLDELAY
CJNER0,#10H,XIA5
MOVR0,#17H
XIA5:
JBQIAN,HUI
JBTING,HUI
JBHOU,HUI
JNBJIA,XIA6
ACALLJIA1
XIA6:
JNBJIAN,XIA7
ACALLJIAN1
XIA7:
AJMPBACK1
JIAN1:
CJNER1,#20H,XIA4//减速
RET
XIA4:
DECR1
RET
DELAY10MS:
MOVR3,#20
D1:
MOVR4,#250
DJNZR4,$
DJNZR3,D1
RET
DELAY:
MOVR5,#50//根据r2的状态调整步进电机的每一步的时间
D2:
MOVR6,#150
D3:
DJNZR6,$
DJNZR5,D2
DJNZR2,DELAY
RET
END
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