基于ARM的步进电机控制课程设计.doc

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1、《基于ARM的步进电机控制》课程设计报告目录1.设计目的与要求…………………………………………………………21.1设计目的…………………………………………………………21.2设计要求……………………………………………………………22.方案设计与论证……………………………………………………………22.1设计分析…………………………………………………………………22.2方案论证……………………………………………………………………22.3方案选择……………………………………………………………………23.硬件

2、电路………………………………………………………………23.1硬件结构………………………………………………………………………33.2器件连接说明…………………………………………………………………44.软件设计………………………………………………………………………55调试……………………………………………………………………………76.结论与心得……………………………………………………………………77.参考文献………………………………………………………………………7附录程序……………………………………………

3、……………………81、设计的目的与要求1.1设计目的（1）本次课程设计是在学习了《深入浅出ARM7——LPC213X/214X》课程之后综合利用所学知识完成一个计算机应用系统设计并在实验室实现。（2）通过课程设计，巩固和加深了对“微机原理与接口技术”课程中所学的理论知识和实验能力，基本掌握计算机接口应用电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力。（3）加深对计算机软硬知识的理解，获得初步的应用经验，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。1.2设计要求（1）设计一个步进电机的控制系统。（2）可通

4、过键盘设定转速和方向。（3）能够显示当前的转速。2、方案的设计与论证2.1设计分析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件。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，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。本次课程设计所设计的步进电机的控制系统可通过键盘设定转速和方向，并能显示转速。2.2方案论证方案一：采用ARM7的脉宽调制器PWM产生脉冲对步进电机进行控制。方案二：利用定时器定时中断进行步进电机的控制。2.3方案选择第一种方案中PWM技术是采

5、用脉宽调制技术，即占空比不同的方波电压产生不同的平均电流使步进电机转动，通过调节占空比即可调节电机转速。虽然很精确，但设置较繁琐。第二种方案中采用定时器定时中断的方式，只需要几条简单的指令就可以产生具有一定频率和数目的脉冲信号，而且在整个脉冲产生过程中，CPU可用来处理其他工作，大大提高了系统的实时处理能力。考虑到系统的实时性及程序的繁简程度我选择了第二种方案。3、硬件电路3.1硬件结构（1）EasyARM2138开发板是周立功公司设计的EasyARM系列开发套件之一，采用了PHILIPS公司基于AR

6、M7TDMI-S核、单电源供电、LQFP64封装的LPC2138，具有JTAG仿真调试、ISP编程等功能。开发板上提供了一些键盘、LED、蜂鸣器等常用功能部件，还具有RS232接口电路、I2C存储器电路。另外，用户也可以更换兼容的CPU进行仿真调试，如LPC2132、LPC2138、LPC2142等。灵活的跳线组合（开发板使用的所有I/O均可断开连接），还有用户I/O接口，极方便了用户进行32位ARM嵌入式系统的开发实验。（2）定时器（3）中断LPC2138通过向量中断控制器（VIC）管理中断。外设中

7、断信号需要经过2个开关才能到达ARM核，真正产生异常，逻辑示意图如下图所示。如果在VIC中使能了相应外设的中断，外设中断才能到达VIC并向核发送中断请求；只有使能了核中断IRQ或者FIQ，核才能真正产生异常。硬件图如下中断的过程示意图如下：（4）按键的连接图不按下时为高电平，按下时变为低电平。（5）UART0特性：管脚描述：(6)步进电机接口由于LPC2138的GPIO驱动能力有限，必须通过ULN2003达林顿集成驱动芯片驱动步进电机，在步进电机和驱动电路间连接了电阻，防止控制紊乱而造成的电机损坏。3

8、.2器件连接说明（1）在EasyARM2138开发板上，当跳线JP6分别选择TXD0和RXD0端时方可进行UART0通信实验。（2）KEY1连接P0.16；KEY2连接P0.17；KEY3连接P0.18，KEY4连接P0.19，KEY5连接P0.20，KEY6连接P0.21。（3）步进电机的四个输入端口分别接EasyARM2138开发板上P2.2~P2.5四个端口。4、软件设计系统软件采用C语言编程，程序详情请参见附录。程序的流程图如下：开始初始化参数：