11課程設(shè)計(jì)題目

22目錄----課程設(shè)計(jì)題目題目1智能電子鐘（LCD顯示）題目2電子時鐘（LCD顯示）題目3秒表題目4定時鬧鐘題目5音樂倒數(shù)計(jì)數(shù)器題目6基于數(shù)字溫度傳感器的數(shù)字溫度計(jì)題目7基于熱敏電阻的數(shù)字溫度計(jì)題目8十字路口交通燈控制題目9波形發(fā)生器設(shè)計(jì)題目10電容、電阻參數(shù)單片機(jī)測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3題目11數(shù)字頻率計(jì)題目128位競賽搶答器的設(shè)計(jì)題目13單詞記憶測試器程序設(shè)計(jì)題目14數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)題目15可編程作息時間控制器設(shè)計(jì)題目16節(jié)日彩燈控制器的設(shè)計(jì)題目17雙機(jī)之間的串行通信設(shè)計(jì)題目18電子琴設(shè)計(jì)題目19數(shù)字音樂盒的設(shè)計(jì)題目20單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)題目21單片機(jī)控制直流電動機(jī)4題目1秒表1.設(shè)計(jì)要求用STC89C51設(shè)計(jì)一個2位的LED數(shù)碼顯示作為“秒表”：顯示時間為00—99秒，每秒自動加1，另設(shè)計(jì)一個“開始”鍵和一個“復(fù)位”鍵。同時設(shè)計(jì)一個記錄按鍵，能夠?qū)⒂涗浀拿?，按照順序存儲在單片機(jī)的EEPROM中，實(shí)現(xiàn)斷電仍然能夠讀取。2.實(shí)驗(yàn)原理題目難點(diǎn)在于通過對鍵盤的掃描對時鐘的走時/停止進(jìn)行控制，項(xiàng)目采用定時器T0作為計(jì)時器，每10ms發(fā)生一次中斷，每100次中斷加1s。在此期間，如“開始”按鍵按下，程序方將TR0置為1，從而開啟中斷，時鐘開始走時；如“45復(fù)位”按鍵按下，程序?qū)R0置為0，同時將存儲時間的變量清零，從而中斷停止，并實(shí)現(xiàn)復(fù)位。本題目采用專用數(shù)碼管顯示控制芯片MAX7219。MAX7219是美國MAXIM公司生產(chǎn)的串行輸入/輸出共陰極顯示驅(qū)動器，該芯片最多可驅(qū)動8位7段數(shù)字LED顯示器或個LED和條形圖顯示器。其引腳圖及引腳功能參見有關(guān)參考資料。難點(diǎn)在于EEPROM斷電保護(hù)數(shù)據(jù)功能的實(shí)現(xiàn)。56MAX7219的典型應(yīng)用參考電路673.電路設(shè)計(jì)（Proteus軟件仿真通過）8

4.Proteus仿真加載目標(biāo)代碼文件打開元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“keil-2.hex”；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為11.0592MHz。啟動仿真，按下按鍵1后，可發(fā)現(xiàn)led停止閃爍，即時鐘停止走時，時鐘停在當(dāng)前時刻，按下按鍵2和按鍵3后，可改變時間，按下按鍵4后，時鐘復(fù)位到修改后的時間，時鐘重新開始運(yùn)轉(zhuǎn)，如下頁圖所示。910題目2定時鬧鐘1.設(shè)計(jì)要求使用STC89C51單片機(jī)結(jié)合字符型LCD顯示器設(shè)計(jì)一個簡易的定時鬧鐘LCD時鐘，若LCD選擇有背光顯示的模塊，在夜晚或黑暗的場合中也可使用。定時鬧鐘的基本功能如下：同時設(shè)置一個夜晚的全芯片休眠功能，當(dāng)定時時間到后，激活單片機(jī)同時啟動報(bào)警，以起到一個節(jié)能的作用。顯示格式為“時時：分分”。由LED閃動來做秒計(jì)數(shù)表示。一旦時間到則發(fā)出聲響，同時繼電器啟動，可以擴(kuò)充控制家電開啟和關(guān)閉。1011程序執(zhí)行后工作指示燈LED閃動，表示程序開始執(zhí)行，LCD顯示“00：00”，按下操作鍵K1～K4動作如下：

(1)K1—設(shè)置現(xiàn)在的時間。(2)K2—顯示鬧鐘設(shè)置的時間。(3)K3—設(shè)置鬧鈴的時間。(4)K4—鬧鈴ON/OFF的狀態(tài)設(shè)置，設(shè)置為ON時連續(xù)三次發(fā)出“嘩”的一聲，設(shè)置為OFF發(fā)出“嘩”的一聲。設(shè)置當(dāng)前時間或鬧鈴時間如下。

(1)K1—時調(diào)整。

(2)K2—分調(diào)整。

1112(3)K3—設(shè)置完成。(4)K4—鬧鈴時間到時，發(fā)出一陣聲響，按下本鍵可以停止聲響。本項(xiàng)目的難點(diǎn)在于4個按鍵每個都具有兩個功能，以最終實(shí)現(xiàn)菜單化的輸入功能。采用通過逐層嵌套的循環(huán)掃描，實(shí)現(xiàn)嵌套式的鍵盤輸入。以對小時的設(shè)置的流程為例，其流程如下頁圖。121314142.參考電路（Proteus軟件仿真通過）153.Proteus仿真加載目標(biāo)代碼文件打開元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“keil-3.hex”；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為12MHz。啟動仿真，下頁圖示為按下“開始”按鍵后的情況，在按下前，數(shù)碼管無顯示。期間如果按下“復(fù)位”按鍵，則LED顯示歸零，走時停止。1617題目3音樂倒數(shù)計(jì)數(shù)器1.設(shè)計(jì)要求利用STC89C51單片機(jī)結(jié)合字符型LCD顯示器設(shè)計(jì)一個簡易的倒數(shù)計(jì)數(shù)器，可用來煮方便面、煮開水或小睡片刻等。做一小段時間倒計(jì)數(shù)，當(dāng)?shù)褂?jì)數(shù)為0時，則發(fā)出一段音樂聲響，通知倒計(jì)數(shù)終了，該做應(yīng)當(dāng)做的事。同時輸出控制一個繼電器吸合，繼電器驅(qū)動一個3W的大功率LED燈，亮度可以由單片機(jī)控制從50%～100%連續(xù)可調(diào)。定時鬧鐘的基本功能如下。字符型LCD（16

2）顯示器。顯示格式為“TIME分分:秒秒”。171818用4個按鍵操作來設(shè)置當(dāng)前想要倒計(jì)數(shù)的時間。一旦按下鍵則開始倒計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)為0時，發(fā)出一陣音樂聲。程序執(zhí)行后工作指示燈LED閃動，表示程序開始執(zhí)行，按下操作鍵K1～K4動作如下。

K1—可調(diào)整倒計(jì)數(shù)的時間1～60分鐘。K2—設(shè)置倒計(jì)數(shù)的時間為5分鐘，顯示“0500”。K3—設(shè)置倒計(jì)數(shù)的時間為10分鐘，顯示“1000”。K4—設(shè)置倒計(jì)數(shù)的時間為20分鐘，顯示“2000”。復(fù)位后LCD的畫面應(yīng)能顯示倒計(jì)時的分鐘和秒數(shù)，此時按K1鍵，1919則在LCD上顯示出設(shè)置畫面。此時，若：

a.按操作鍵K2—增加倒計(jì)數(shù)的時間1分鐘。

b.按操作鍵K3—減少倒計(jì)數(shù)的時間1分鐘。

c.按操作鍵K4—設(shè)置完成。鍵盤實(shí)現(xiàn)菜單功能的方法，已在題目4詳細(xì)說明，不再贅述。本題目最大難點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)音樂的播放。作者利用定時計(jì)數(shù)器，通過載入不同的計(jì)數(shù)初值，產(chǎn)生頻率不同的方波，輸入到蜂鳴器（SOUNER）中，使其發(fā)出頻率不同的聲音。本設(shè)計(jì)中單片機(jī)晶振為1.0592MHz，通過計(jì)算各音階頻率，可得1、2、3、4、5、6、7共7個音應(yīng)賦給定時器的初值為64580、64684、64777、64820、64898、64968、65030。20在此基礎(chǔ)上，可將樂曲的簡譜轉(zhuǎn)化為單片機(jī)可以“識別”的“數(shù)組譜”，進(jìn)一步加入對音長、休止符等的控制量后，可以實(shí)現(xiàn)音樂的播放。3.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過）本題目制作的帶有LCD顯示的音樂倒數(shù)計(jì)數(shù)器電路原理圖，如下頁圖所示。

2021224.Proteus仿真加載目標(biāo)代碼文件打開元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“keil-5.hex”；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為11.0592MHz。啟動仿真如下頁圖所示，當(dāng)鬧鐘到達(dá)時，可以聽見蜂鳴器演奏的樂曲。再次提示，本題目必須選用蜂鳴器SOUNDER，否則不能發(fā)出聲音。232324題目4

基于熱敏電阻的數(shù)字溫度計(jì)1.設(shè)計(jì)要求使用熱敏電阻類的溫度傳感器件利用其感溫效應(yīng)，將隨被測溫度變化的電壓或電流用單片機(jī)采集下來，將被測溫度在顯示器上顯示出來：測量溫度范圍?50℃～110℃。精度誤差小于0.5℃。LED數(shù)碼直讀顯示。24252.實(shí)驗(yàn)原理本題目使用鉑熱電阻PT100，其阻值會隨著溫度的變化而改變。PT后的100即表示它在0℃時阻值為100歐姆，在100℃時它的阻值約為138.5歐姆。廠家提供有PT100在各溫度下電阻值值的分度表，在此可以近似取電阻變化率為0.385Ω/℃。向PT100輸入穩(wěn)恒電流，再通過A/D轉(zhuǎn)換后測PT100兩端電壓，即得到PT100的電阻值，進(jìn)而算出當(dāng)前的溫度值。采用2.55mA的電流源對PT100進(jìn)行供電，然后用運(yùn)算放大器LM324搭建的同相放大電路將其電壓信號放大10倍后輸入到AD0804中。利用電阻變化率0.385Ω/℃的特性，計(jì)算出當(dāng)前溫度值。2526263.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過）274.Proteus仿真首先加載目標(biāo)代碼文件打開元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“keil-7.hex”；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為12MHz。啟動仿真如圖所示，其中，PT100旁邊的數(shù)字窗口顯示的為測定的環(huán)境溫度，通過調(diào)整上下溫度，可以實(shí)現(xiàn)對環(huán)境溫度的改變。值得注意的是，由于本項(xiàng)目使用的核心測溫器件PT100對溫度存在一定的響應(yīng)時間，故啟動程序后一段時間測定的溫度才能穩(wěn)定下來。28本題目測溫誤差主要由以下幾點(diǎn)引發(fā)：ADC0804為8位ADC芯片，精度有限；程序假定PT100為完全線性的器件，而即使是廠家推薦的線性值也會存在一定誤差；運(yùn)放電路并非絕對線性。如使用12位ADC芯片，采用“三線制”的PT100接法，采用查表法測定溫度值，將極大提高溫度的測量精度。同時應(yīng)該進(jìn)行溫度傳感器的標(biāo)定，和零點(diǎn)的誤差標(biāo)定。293030題目5十字路口交通燈控制1.設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個十字路口交通燈控制器。用單片機(jī)控制LED燈模擬指示。模擬東西方向的十字路口交通信號控制情況。東西向通行時間為80s，南北向通行時間為60s，緩沖時間為3s。2.實(shí)驗(yàn)原理本項(xiàng)目為典型的LED顯示和中斷定時電路。利用定時器T0產(chǎn)生每10ms一次的中斷，每100次中斷為1s。對兩個方向分別顯示紅、綠、黃燈，已經(jīng)相應(yīng)的剩余時間即可。值得注意的31是，需要意識到，A方向紅燈時間=B方向綠燈時間+黃燈緩沖時間這一常識。本項(xiàng)目使用的MAX7219芯片使用方法請參考題目3。3.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過）本項(xiàng)目制作的十字路口交通燈控制電路原理圖，如下頁圖：323233334.Proteus仿真34題目6

波形發(fā)生器設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個能產(chǎn)生正弦波、方波、三角波、梯形波、鋸齒波的波形發(fā)生器。2.實(shí)驗(yàn)原理產(chǎn)生指定波形可以通過DAC來實(shí)現(xiàn)，不同波形產(chǎn)生實(shí)質(zhì)上是對輸出的二進(jìn)制數(shù)字量進(jìn)行相應(yīng)改變來實(shí)現(xiàn)的。本題目中，方波信號是利用定時器中斷產(chǎn)生的，每次中斷時，將輸出的信號按位反即可；三角波信號是將輸出的二進(jìn)制數(shù)字信號依次加1，達(dá)到0xff時依次減1，并實(shí)時將數(shù)字信號經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換得到；鋸齒波信號是將輸出的二進(jìn)制數(shù)字信號依次3435加1，達(dá)到0xff時置為0x00，并實(shí)時將數(shù)字信號經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換得到的；

梯形波是將輸出的二進(jìn)制數(shù)字信號依次加1，達(dá)到0xff時保持一段時間，然后依次減1直至0x00，并實(shí)時將數(shù)字信號經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換得到的；

正弦波是利用MATLAB將正弦曲線均勻取樣后，得到等間隔時刻的y方向上的二進(jìn)制數(shù)值，然后依次輸出后經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換得到。3.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過）本波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)電路原理圖，如下頁圖所示：363637題目7數(shù)字頻率計(jì)1.設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個以單片機(jī)為核心的頻率測量裝置。使用STC89C51單片機(jī)的定時器/計(jì)數(shù)器的定時和計(jì)數(shù)功能，外部擴(kuò)展6位LED數(shù)碼管，要求累計(jì)每秒進(jìn)入單片機(jī)的外部脈沖個數(shù)，用LED數(shù)碼管顯示出來。(1)被測頻率fx＜110Hz，采用測周法，顯示頻率×××.×××；fx＞110Hz，采用測頻法，顯示頻率××××××。(2)利用鍵盤分段測量和自動分段測量。38(3)完成單脈沖測量，輸入脈沖寬度范圍是100s～0.1s。(4)顯示脈沖寬度要求如下。Tx＜1000s，顯示脈沖寬度×××。Tx＞1000s，顯示脈沖寬度××××。2.實(shí)驗(yàn)原理測量頻率有測頻法和測周法兩種。

(1)測頻法，利用外部電平變化引發(fā)的外部中斷，測算1s內(nèi)的波數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對頻率的測定；(2)測周法，通過測算某兩次電平變化引發(fā)的中斷之間的時間，實(shí)現(xiàn)對頻率的測定。簡而言之，測頻法是直接根據(jù)定義測定頻率，測周法是通過測定周期間接測定頻率。3839理論上，測頻法適用于較高頻率的測量，測周法適用于較低頻率的測量。經(jīng)過調(diào)校，在測量低頻信號時，本項(xiàng)目中測頻法精度已高于測周法，故舍棄測周法，全量程采用測頻法。3.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過）以單片機(jī)為核心的頻率計(jì)電路原理圖，如下頁圖所示：394041414.Proteus仿真加載目標(biāo)代碼文件打開元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“keil-16.hex”；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為12MHz。啟動仿真如后兩頁圖（a)和圖（b)所示:4242圖（a)仿真14343圖（b)仿真244題目8

單詞記憶測試器程序設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個以單片機(jī)為核心的單詞記憶測試器：實(shí)現(xiàn)單詞的錄入（為使程序具有可演示性，單詞不少于10個），錄入后的單詞能夠?qū)崿F(xiàn)斷電保護(hù)，當(dāng)系統(tǒng)斷電后，仍然能調(diào)出閱讀。單詞用按鍵控制依次在屏幕上顯示，按鍵選擇認(rèn)識還是不認(rèn)識，也可以直接進(jìn)入下一個或者上一個。單詞背完后給出正確率。2.實(shí)驗(yàn)原理本題目實(shí)質(zhì)上是一個具有一定復(fù)雜程度鍵盤掃描程序，可45將單詞存儲在一個二維數(shù)組中，按“確定”鍵開始程序后，次顯示0行的數(shù)組，即第一個單詞。之后按下“向上”按鍵，顯示上一行數(shù)組，即上一個單詞；按下“向下”按鍵，顯示下一行數(shù)組，即下一個單詞。當(dāng)顯示的行數(shù)超過9時，程序結(jié)束，并通過按“確認(rèn)”的次數(shù)，計(jì)算出正確率。3.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過）本項(xiàng)目制作的單詞記憶測試器程序設(shè)計(jì)電路如下頁圖所示。46474.Proteus仿真加載目標(biāo)代碼文件打開元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“keil-18.hex”；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為11.0592MHz。啟動仿真如下頁圖(a)-(c)所示:48圖（a）單詞記憶測試器程序設(shè)計(jì)啟動界面仿真效果圖圖（b）單詞記憶測試器程序設(shè)計(jì)測試界面仿真效果圖圖（c）單詞記憶測試器程序設(shè)計(jì)正確率顯示界面仿真效果49題目9

數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)要求以單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)一個跟隨顯示的數(shù)字電壓表。采用中斷方式，對1路0～5V的模擬電壓進(jìn)行循環(huán)采集，采集的數(shù)據(jù)送LED數(shù)碼管顯示，并存入內(nèi)存。另外設(shè)計(jì)一個擴(kuò)展的DA輸出采集到的模擬電壓值，要求輸入和輸出的電壓實(shí)現(xiàn)跟隨，盡量減少誤差。當(dāng)輸入電壓超過界限時指示燈閃爍。2.實(shí)驗(yàn)原理本題目本質(zhì)上是以單片機(jī)為控制器，ADC0809為ADC器件的AD轉(zhuǎn)換和DAC轉(zhuǎn)換電路，設(shè)計(jì)要求的電壓顯示，是對ADC采集所得信號的進(jìn)一步處理。為得到可讀的電壓值，需根據(jù)ADC的原理，對采集所得的50信號進(jìn)行計(jì)算，并顯示在LED上。本項(xiàng)目中ADC0809的參考電壓為+5V，根據(jù)定義，采集所得的二進(jìn)制信號addata所指代的電壓值為:

而若將其顯示到小數(shù)點(diǎn)后兩位，不考慮小數(shù)點(diǎn)的存在（將其乘以100），其計(jì)算的數(shù)值為：。將小數(shù)點(diǎn)顯示在第二位數(shù)碼管上，即為實(shí)際的電壓。51本示例程序?qū)?.25V和2.5V作為兩路輸入的報(bào)警值，反映在二進(jìn)制數(shù)字上，分別為0x40和0x80。當(dāng)AD結(jié)果超過這一數(shù)值時，將會出現(xiàn)二極管閃爍和蜂鳴器發(fā)聲。3.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過）本單片機(jī)數(shù)字電壓表電路原理圖，如下頁圖所示：52534.Proteus仿真加載目標(biāo)代碼文件打開元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“xxxxx.hex"；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為12MHz。ADC0809的時鐘信號設(shè)置為640kHz。啟動仿真，如下頁圖所示，當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器時，可觀察到顯示的電壓發(fā)生變化，且兩路輸入電壓的測算值交替顯示.。當(dāng)任一路電壓輸入超過預(yù)設(shè)值時，LED顯示器閃爍，蜂鳴器發(fā)聲。由于8位AD芯片精度有限，其誤差大約在幾十mV左右。5455題目10雙機(jī)之間的串行通信設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)要求兩片單片機(jī)利用串行口進(jìn)行串行通信：串行通信的波特率可從鍵盤進(jìn)行設(shè)定，可選的波特率為1200、2400、4800和9600bit/s。串行口工作方式為方式1的全雙工串行通信。2.實(shí)驗(yàn)原理兩個單片機(jī)之間進(jìn)行通訊波特率的設(shè)定，最終歸結(jié)到對定時計(jì)數(shù)器T1計(jì)數(shù)初值TH1、TL1進(jìn)行設(shè)定。故本題目本質(zhì)上是通過鍵盤掃描得到設(shè)定的波特率，從而載入相應(yīng)的T1計(jì)數(shù)初值TH1、TL1實(shí)現(xiàn)的。示例程序中將0xaa從主機(jī)傳輸?shù)綇臋C(jī)，56并顯示在從機(jī)的數(shù)碼管上實(shí)現(xiàn)串口通訊的驗(yàn)證。如串口通訊線路過長，可考慮采用MAX232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，以延長傳輸距離。值得注意的是，為了減少計(jì)算載入初值時的誤差，本項(xiàng)目最好采取11.0592MHz的晶振。3.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過）兩個單片機(jī)之間的串行通信接口設(shè)計(jì)電路原理圖，如下頁圖所示：數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收格式如下所示，要求實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的發(fā)送，并做CRC校驗(yàn)。5758594.Proteus仿真加載目標(biāo)代碼文件打開元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“master.hex”或"slave.hex"；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為11.0592MHz。啟動仿真如下頁圖所示，當(dāng)二極管間隔點(diǎn)亮?xí)r，表明通訊成功:6061題目11單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)1.設(shè)計(jì)要求采用單片機(jī)控制一個42步進(jìn)電機(jī)工作。步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向由正反轉(zhuǎn)控制信號控制。步進(jìn)電機(jī)的步數(shù)由鍵盤輸入，可輸入的步數(shù)分別為3、6、9、12、15、18、21、24和27步，且鍵盤具有鍵盤鎖功能，當(dāng)鍵盤上鎖時，步進(jìn)電機(jī)不接受輸入步數(shù)，也不會運(yùn)轉(zhuǎn)(用手捏感覺鎖定）。只鍵盤鎖打開并輸入步數(shù)時，步進(jìn)電機(jī)才開始工作。電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的時候有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)指示燈指示。并實(shí)現(xiàn)電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，如果過熱，則電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，同時62紅色指示燈亮，同時警報(bào)響。本題目的關(guān)鍵之處是：如何生成控制步進(jìn)電機(jī)的脈沖序列。2.實(shí)驗(yàn)原理步進(jìn)電機(jī)的不同驅(qū)動方式，都是在工作時，脈沖信號按一定順序輪流加到三相繞組上，從而實(shí)現(xiàn)不同的工作狀態(tài)。由于通電順序不同，其運(yùn)行方式有三相單三相拍、三相雙三拍和三相單、雙六拍三種（注意：上面“三相單三拍”中的“三相”指定子有三相繞組；“拍”是指定子繞組改變一次通電方式；“三拍”表示通電三次完成一個循環(huán)。“三相雙三拍”中的“雙”是指同時有兩相繞組通電）。63（1）三相單三拍運(yùn)行方式：下頁圖所示為反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)工作原理圖，若通過脈沖分配器輸出的第一個脈沖使A相繞組通電，B,C相繞組不通電，在A相繞組通電后產(chǎn)生的磁場將使轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生反應(yīng)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子的1、3齒將與定子磁極對齊，如果圖（a）所示。第二個脈沖到來，使B相繞組通電，而A、C相繞組不通電；B相繞組產(chǎn)生的磁場將使轉(zhuǎn)子的2、4齒與B相磁極對齊，如圖（b）所示，與圖（a）相比，轉(zhuǎn)子逆時針方向轉(zhuǎn)動了一個角度。第三個脈沖到來后，是C相繞組通電，而A、B相不通電，這時轉(zhuǎn)子的1、3齒會與C組對齊，轉(zhuǎn)子的位置如圖（c)所示，與圖（b)比較，又逆時針轉(zhuǎn)過了一個角度。64圖反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)工作原理圖65當(dāng)脈沖不斷到來時，通過分配器使定子的繞組按著A相--B相--C相--A相……的規(guī)律不斷地接通與斷開，這時步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子就連續(xù)不停地一步步的逆時針方向轉(zhuǎn)動。如果改變步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向，只要將定子各繞組通電的順序改為A相--C相--B相--A相，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向即改為順時針方向。單三拍分配方式時，步進(jìn)電動機(jī)由A相通電轉(zhuǎn)換到B相同點(diǎn)，步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個角度，稱為一步。這時轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度是30度。步進(jìn)電動機(jī)每一步轉(zhuǎn)過的角度稱為步距角。66

（2）三相雙三拍運(yùn)行方式三相雙三拍運(yùn)行方式：每次都有兩個繞組通電，通電方式是AB--BC--CA--AB……，如果通電順序改為AB--CA--BC--AB……則步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)。雙三拍分配方式時，步進(jìn)電動機(jī)的步距角也是30度

（3）三相單，雙六拍運(yùn)行方式：三相六拍分配方式就是每個周期內(nèi)有六個通電狀態(tài)。這六中通電狀態(tài)的順序可以使A--AB--B--BC--C--CA--A……或者A--CA--C--BC--B--AB--A……六拍通電方式中，有一個時刻兩個繞組同時通電，這是轉(zhuǎn)子齒的位置將位于通電的兩相的中間位置。在三相六拍分配方式下，轉(zhuǎn)子每一步轉(zhuǎn)過的角度只是三相三拍方式下的一半，步距角是15度。67單三拍運(yùn)行的突出問題是每次只有一相繞組通電，在轉(zhuǎn)換過程中，一相繞組斷電，另一相繞組通電，容易發(fā)生失步；另外單靠一相繞組通電吸引轉(zhuǎn)子，穩(wěn)定性不好，容易在平衡位置附近震蕩，故用的較少。雙三拍運(yùn)行的特點(diǎn)是每次都有兩相繞組通電，且在轉(zhuǎn)換過程中始終有一相繞組保持通電狀態(tài)，因此工作穩(wěn)定，且步距角與單三拍相同。六拍運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換時始終有一相繞組通電，且步距角較小，故工作穩(wěn)定性好，但電源較復(fù)雜，實(shí)際應(yīng)用較多。3.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過）本單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)電路原理圖，如下頁圖所示：68694.Proteus仿真加載目標(biāo)代碼文件打開元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“keil-1.hex”；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為12MHz。啟動仿真，各按鍵功能如下頁圖所注，根據(jù)題目要求，只有當(dāng)開關(guān)合上時，步進(jìn)電機(jī)才工作。7071題目12單片機(jī)控制直流電動機(jī)1.設(shè)計(jì)要求采用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個控制直流電機(jī)并測量轉(zhuǎn)速的裝置。單片機(jī)擴(kuò)展有A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0809和D/A轉(zhuǎn)換芯片DAC0832。（1）通過改變A/D輸入端可變電阻來改變A/D的輸入電壓，D/A輸入檢測量大小，進(jìn)而改變直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。（2）手動控制。在鍵盤上設(shè)置兩個按鍵—直流電動機(jī)加速鍵和直流電機(jī)減速鍵。在手動狀態(tài)下，每按一次鍵，電機(jī)的轉(zhuǎn)速按照約定的速率改變。（3）鍵盤列掃描（4

6）。722.實(shí)驗(yàn)原理本題目難點(diǎn)是對直流電機(jī)的控制。與步進(jìn)電機(jī)類似，直流電機(jī)也可精確地控制旋轉(zhuǎn)速度或轉(zhuǎn)矩。直流電機(jī)是通過兩個磁場的互作用產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。其結(jié)構(gòu)如下頁圖所示，固定部分（定子）上，裝設(shè)了一對直流勵磁的靜止的主磁極N和S，在旋轉(zhuǎn)部分（轉(zhuǎn)子）上裝設(shè)電樞鐵心。定子與轉(zhuǎn)子之間有一氣隙。在電樞鐵心上放置了由A和X兩根導(dǎo)體連成的電樞線圈，線圈的首端和末端分別連到兩個圓弧形的銅片上，此銅片稱為換向片。73圖

有刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖74換向片之間互相絕緣，由換向片構(gòu)成的整體稱為換向器。換向器固定在轉(zhuǎn)軸上，