基于红外遥控步进电机的设计.doc

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1、基于红外遥控步进电机的设计班级：B140415摘要：随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增，它广泛用于打印机、电动玩具等消费类产品以及数控机床、工业机器人、医疗器械等机电产品中，其在各个国民经济领域都有应用。研究步进电机的控制系统，对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。步进电机是一种能将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件，步进电机控制系统主要由步进控制器，功率放大器及步进电机等组成。采用单片机控制，用软件代替上述步进控制器，使得线路简单，成本低，可靠性大大增加。软件编程可灵活产生不同类型步进电机励磁

2、序列来控制各种步进电机的运行方式。介绍了一种基于AT89C51单片机的红外遥控步进电机的设计,系统分为红外遥控编解码、LCD显示和驱动步进电机三个模块,设计的系统能通过遥控器来控制步进电机，并且步进电机的状态能通过LCD液晶模块实时显示出来，使人们直观的看出步进电机的运行状态。本报告对该系统的工作原理、硬件电路和软件进行了详细介绍。关键词：红外遥控、LCD显示、步进电机、单片机一、引言本系统是基于单片机控制的综合系统，单片机通过对红外信号的解码来实现步进电机的变速及LCD实时显示步进电机的转速。它综合了电子技术和单片机软硬件技术，本设

3、计采用AT89c51单片机为核心包含红外接收电路、LCD显示电路和步进电机驱动电路。通过红外遥控器发射不同的码值来控制步进电机的正转反转、加速减速以及启动停止并通过LCD显示出步进电机的状态。二、系统功能分析根据系统要求设计各个模块。本设计中控制芯片采用AT89c51单片机，各个功能通过不同模块来得以实现，主要有：红外接收模块、步进电机驱动和LCD显示模块。系统基本架构原理如图1所示图一基本架构原理图各个模块具体实现方式如下：1.红外发射模块：本设计采用的是通过遥控器发射不同的码值，红外接收电路将接收到得信号送给单片机的外部中断0，单

4、片机接收到信号后通过解码程序对接收到得信号进行处理，使得这些信号成为相应的码值。经过处理后这些信号就可以去控制步进电机的正转反转、加速减速以及启动停止并在LCD上显示出来。遥控发射器采用士兰半导体的TC9012编码芯片进行红外遥控发射电路的搭建。TC9012是一块用于红外遥控系统中的专用发射集成电路，采用CMOS工艺制造。它可外接32个按键，其中有三组双重按键。工作电压在2。其编码方式采用一帧码中含有一个引导码，16位的用户码和8位的键数据码。键数据码的反码也同时被传送，数据反码的传送可以大大减小系统的误码率。引导码由一个9ms的载波

5、波形和4.5ms的关断时间构成，编码采用脉冲位置调制方式（PPM）。利用脉冲之间的时间间隔来区分“0”和“1”。具体的遥控发射应用电路图如图2-1.图2-2所示图2-1TC9012结构框图图2-2发射器结构原理图2.红外接收模块：本系统采用的接收模块其核心是与TC9012相对应的1308红外接收头。1308是一颗集接收电路、调制解调电路、低通滤波、放大电路和控制电路为一体的集成接收头，一共有三个引脚输出其中一个是电源一个是接地另一个则是输出，这样就大大方便了我们的使用。1308内部结构如图3所示图3由于1308内部集成了强大的信号处理

6、功能，所以在本系统中使用这个1308的接收头的时候我们只需要在外部加上一个滤波电路就可以了，这个RC滤波电路是为了滤除电源端的干扰信号。具体应用电路图如图4所示图43.液晶显示模块在本系统中我们采用1602字符型液晶显示模块来显示步进电机的转速、起停以及正反转等步进电机的状态。字符型液晶显示模块是专门用于显示字母、数字、符号等的点阵型液晶显示模块。分4位和8位数据传输方式。提供5*7点阵+光标和5*10点阵+光标的显示模式。可以显示两行每行8个字符。提供内部自动上电复位电路，+5V工作电压。一共有16个引脚，其中一对电源引脚、一对LE

7、D背光电源引脚、LCD驱动电压引脚、一个模式选择引脚、一个读写操作引脚、一个使能引脚以及7个数据引脚。其中LCD驱动电压V0可通过滑动变阻器进行调节，一般V0为零伏。具体应用电路图如图5所示图54.步进电机驱动模块本系统采用额定电压为5VDC,相数为4相的步进电机，驱动方式为4相8拍。一共有5跟线连接，其中红色的为电源线。采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。由于单片机P口输出的电流比较弱不能驱动步进电机，所以要加一个ULN2003芯片来放大电流使之能驱动步进电机工作。ULN2003

8、是高耐压、大电流达林顿陈列，由七个硅NPN达林顿管组成。ULN2003的每一对达林顿都串联一个2.7K的基极电阻,在5V的工作电压下它能与TTL和CMOS电路。ULN2003工作电压高，工作电流大，灌电流可达500mA，