基于红外遥控的步进电机智能控制电路设计方案

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1、基于红外遥控的步进电机智能控制电路设计方案第一章概述步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的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，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，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以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。根据步进电机驱动方式，我们想到了用单片机输出频率，但是单片机输

2、出电压不够，需要升压，于是在单片机的外围电路上加上高速光耦电路在去驱动步进电机，本设计最大的优点在于可以远程遥控，步进电机的转动的频率。本课题最大的意义，是突出机电一体化（电子技术）专业的精华，弱电控制强电，强弱相结合，智能控制。在确定设计方向后，我们这个设计小组就讨论在分步分模块设计电路，然后整体结合。还是一步就把整个电路做出来。在解教授的指导下，我们明白设计需要严谨，电路不能一步成功，而是一步一个脚印，步进式的设计电路，分模块做电路和写程序。于是我们设计和调试都是分部进行的，每个成员做一个擅长的模块，然后再整体结合，虽然在结合过程中

3、，有许多困难，但是在解教授的指导下，一一攻破。最后设计完成液晶时间显示，红外线发射，红外线接收，输出频率。使步进电机智能控制正常运行。第二章系统硬件设计2.1红外线发射部分总电路红外线发射部分总电路如图2.1所示。43图2.1电路采用了AT89S52低功耗单片机，红外线发射二极管，DS1302时钟芯片，LCD1602液晶显示屏，矩阵按键。2.2微机系统电路：AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公

4、司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。AT89C52采用工业标准的C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52相同。主要管脚有：XTAL1（19脚）和XTAL2（18脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz晶振。RST/Vpd（9脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。VCC（40脚）和VSS（20脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。P0~P3为可编程通用I/O脚，其功能用途由软件定义。AT89C

5、52引脚图如图2.2所示。43图2.22.2LCD1602液晶显示屏电路：显示使用了1602液晶屏显示，液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点，在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。LCM1602A采用标准的16脚接口，其中VSS为地电源，VDD接5V正电源，V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，为使显示达到最佳效果，实训电路在V0与VCC之间串接一10K的电位器进行对比度调节。VSS与BLK接三极管NPN，三极管NPN做开关，控制液晶

6、屏的开关，用于省电模式。RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。D0~D7为8位双向数据线。LCD1602引脚图如图2.3.1所示。图2.3.143LCD1602与单片机相接图如图2.3.2所示。图2.3.22.2DS1302时钟芯片电路时间计算使用了DS13

7、02时钟芯片，DS1302包括时钟/日历寄存器和31字节（8位）的数据暂存寄存器，数据通信仅通过一条串行输入输出口。实时时钟/日历提供包括秒、分、时、日期、月份和年份信息。闰年可自行调整，可选择12小时制和24小时制，可以设置AM、PM。只通过三根线进行数据的控制和传递：RST，I/O，SCLK。通过备用电源可以让芯片在小于1MW的功率下运作。主要工作原理：移位寄存器，控制逻辑，晶振，时钟和RAM。在进行任何数据传输时，RST必须被制高电平（注意虽然将它置为高电平，内部时钟还是在晶振作用下走时的，此时，允许外部读写数据），在每个SCLK

8、上升沿时数据被输入，下降沿时数据被输出，一次只能读写一位，适度还是写需要通过串行输入控制指令来实现（也是一个字节），通过8个脉冲便可读取一个字节从而实现串行输入与输出。最初通过8个时钟周期载入控制字节到移位