步进电机正反转设计单片机课程设计
单片机课程设计(论文)-开关控制步进电机正反转
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绪论步进电机是机电控制中一种常用的执行机构,它的用途是将电脉冲转化为角位移,通俗地说: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(及步进角)。
在数控机床、医疗器械、仪器仪表、机器人以及其他自动设备中得到了广泛应用,我们使用的计算机外围的一些设备,如软驱、打印机、扫描仪等其运动部件的控制都采用了步进电机。
常见的步进电机分三种:永磁式(PM),反应式(VR)和混合式(HB),永磁式步进一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为7.5度或15度;反应式步进一般为三相,可实现大转矩输出,步进角一般为1.5度,但噪声和振动都很大。
在欧美等发达国家80年代已被淘汰;混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。
它又分为两相和五相:两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。
这种步进电机的应用最为广泛。
目录1 设计目的 (3)2 硬件电路设计及描述 (4)2.1确定元器件的型号及参数 (4)2.1.1 AT89C51 单片机 (4)2.1.2 ULN2003芯片 (6)2.2 步进电机 (7)2.2.1 永磁式步进电机 (7)2.2.2 步进电机原理以及原理图 (10)2.2.3 功能说明 (11)2.2.4步进电机的静态指标术语 (11)2.2.5 步进电机动态指标及术语: (12)3 程序设计 (13)3.1 编程 (13)3.2 流程图 (14)3.3 程序清单 (15)3.3.1 代码详解 (17)3.3.2 程序分析 (17)4 参考文献 (18)5 结束语 (19)1 设计目的步进电机若加入适当的脉冲信号时,转子则会以一定的步数转动。
如果加入连续的脉冲信号,步进电机就会连续转动,转动的角度与脉冲频率成正比,正、反转可由脉冲的顺序来控制。
本程序通过K1、K2和K3三个按钮开关控制步进电机转动和改变转向,电动机使用1-2相激磁,编程时采用制表的方法。
正转和反转的脉冲信号频率是相通的,但由于使用激磁方式不一样,反转使用了1-2相激磁法,故反转速度为正转的一半。
单片机课程设计步进电机正反转
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单片机课程设计课题:单片机控制步进电机正反转设计系别:物理与电气工程学院专业:电气工程与其自动化姓名:陈玉琦(组长)学号:1411540指导老师:陈永超目录一.设计目的··4二.设计要求··4三.总体设计思路··4四.硬件设计··51 系统复位电路··52 系统时钟电路··63 系统电机与驱动部分··74 系统的显示电路··8五.软件设计··91 主程序的设计··92 显示子程序的设计··10六.整体电路图··14七.电路仿真··15八.设计总结··16附录··18参考文献··21步进电机正反转设计一、设计目的目的:系统地运用已学的理论知识解决实际问题的能力和查阅资料的能力。
培养一定的自学能力和独立分析问题、解决问题的能力,能通过独立思考、查阅工具书、参考文献,寻找解决方案;任务:完成所选题目的分析与设计,达到技术性能要求。
提交正式课程设计总结报告一份。
二、设计要求:1.具有速度和转向设定功能。
2.设置开始、停止以与正反转键。
3.转速以与转向由数码管显示。
三、总体设计思路方案与思路因为步进电机的控制是通过脉冲信号来控制的,将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。
所以怎样产生这个脉冲信号和产生怎样的信号是电机控制的关键。
用软件控制单片机产生脉冲信号,通过单片机的P1口输出脉冲信号,因为所选电机是两相的,所以只需要P1口的低四位P1.0~P1.3分别接到电机的四根电线上。
可以通过调整输出脉冲的频率来调整电机的转速,通过改变输入脉冲的顺序来改变转动方向,P0口接LED数码管,可以显示当前的电机转速和转向,设置复位键可使正在转动的电机停止转动,大概可分为如下图所示的几部分。
步进电机单片机课程设计程序
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步进电机单片机课程设计程序7EH 0-1表示正反转 7DH 0-F转速控制7CH-79H步距数ORG 0000HAJMP MAINORG 000BHAJMP IT0PORG 0050HMAIN: MOV SP,#40HMOV 79H,#00HMOV 7AH,#00HMOV 7BH,#00HMOV 7CH,#00HMOV 7DH,#00HMOV 7EH,#00HL4: MOV R1,#7EHL1: ACALL dirLOOP1:ACALL ks1JZ L1ACALL keyiCJNE A,#16H,BBLCALL ZZZBB: CJNE A,#10H,L2AJMP DO1L2: MOV @R1,ADEC R1CJNE R1,#78H,LOOP1AJMP L4DO1: MOV TMOD,#01HMOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HACALL HB1SETB ET0SETB TR0SETB EAHERE: ACALL DIRACALL CF1ACALL ks1JZ l1ACALL keyiCJNE A,#0EH,hereSJMP MAINSJMP HEREORG 0300HIT0P: PUSH PSWPUSH ACCPUSH DPHPUSH DPLMOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HDJNZ 63H,RETURNMOV 63H,#0AHMOV A,#01HADD A,62HDA AMOV 62H,ACJNE A,#60H,RETURNMOV 62H,#00HMOV A,#01HADD A,61HDA AMOV 61H,ACJNE A,#60H,RETURNMOV 61H,#00HMOV A,#01HADD A,60HDA AMOV 60H,ACJNE A,#24H,RETURNMOV 60H,#00H RETURN:POP DPHPOP DPLPOP ACCPOP PSWRETICF1: MOV R5,62HMOV A,R5ANL A,#0F0HSWAP AMOV 7AH,AMOV A,R5ANL A,#0FHMOV 79H,AMOV R5,61HMOV A,R5ANL A,#0F0HSWAP AMOV 7CH,AMOV A,R5ANL A,#0FHMOV 7BH,AMOV R5,60HMOV A,R5ANL A,#0F0HSWAP AMOV 7EH,AMOV A,R5ANL A,#0FHMOV 7DH,ARETHB1: MOV 63H,#0AHMOV A,7AHSWAP AADD A,79HMOV 62H,AMOV A,7CHSWAP AADD A,7BHMOV 61H,AMOV A,7EHSWAP AADD A,7DHMOV 60H,ARETORG 0400Hkeyi: MOV R2,#0FEHMOV R4,#00HLk4: MOV DPTR,#0FFDDH MOV A,R2MOVX @DPTR,AINC DPTRMOVX A,@DPTRJB ACC.0,LONEMOV A,#00HAJMP lkplone: JB ACC.1,ltw0 MOV A,#08HAJMP lkpLTW0: JB ACC.2,LTHR MOV A,#10HAJMP LKPLTHR: JB ACC.3,next MOV A,#18Hlkp: ADD A,R4PUSH ACClk3: ACALL dirACALL ks1JNZ lk3POP ACCMOV DPTR,#tabel1MOVC A,@A+DPTRRETnext: INC R4MOV A,R2JNB ACC.7,kndRl AMOV R2,AAJMP lk4knd: RETks1: MOV DPTR,#0FFDDHMOV A,#00HMOVX @DPTR,AINC DPTRMOVX A,@DPTRCPL AANL A,#0FHRETtabel1:DB 7,4,8,5,9,6,0AH,0BH,1,0,2,0FH,3,0EH,0CH,0DH,0,0,0,0,0,0,16 H,10HORG 0500Hdir: MOV R0,#79HMOV R3,#01HMOV A,R3ld0: MOV DPTR,#0FFDDHMOVX @DPTR,AMOV A,@R0MOV DPTR,#TABMOVC A,@A+DPTRMOV DPTR,#0FFDCHdir1: MOVX @DPTR,AACALL dl1msINC R0MOV A,R3JB ACC.5,ld1RL AMOV R3,AAJMP ld0ld1:RETTAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H DB 82H,0F8H,80H,90H,88H,83HDB 0C6H,0A1H,86H,8EH,8CH,0C1HDB 0CEH,91H,89H,0C7H,0FFHdl1ms:MOV R7,#02Hdl: MOV R6,#0FFHdl6: DJNZ R6,dl6DJNZ R7,dlRETZZZ: MOV A,#00HCJNE A,7EH,FZAJMP ZZFZ: MOV P1,#03HACALL DELAY1MOV P1,#06HACALL DELAY1MOV P1,#0CHACALL DELAY1MOV P1,#09HACALL DELAY1ACALL J1AJMP FZZZ: MOV P1,#09HACALL DELAY1MOV P1,#0CHACALL DELAY1MOV P1,#06HACALL DELAY1MOV P1,#03HACALL DELAY1ACALL J1AJMP ZZDELAY1: MOV A,#03HADD A,7DHRL ARL AMOV R7,ADE1: MOV R6,#0FFHDE2: DJNZ R6,DE2DJNZ R7,DE1ACALL dirRETJ1: MOV R0,#79HJ2: CJNE @R0,#0,ZJ1MOV @R0,#9INC R0CJNE R0,#7DH,J2AJMP JSZJ1: DEC @R0RETJS: DEC SPDEC SPLJMP MAINEND一、系统描述及控制要求要求:设计一个三相六拍环形分配器控制脉冲进而控制步进电机运行。
基于单片机原理的步进电机的正反转程89397460
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电机控制课程设计报告书题目基于单片机原理的步进电机的正反转目录目录 (1)摘要 (1)1.概述 (2)1.1课程设计的任务和要求 (2)1.2设计思路框架 (3)1.3设计方案的模块解释 (3)2.系统硬件设计 (3)2.1单片机最小系统原理介绍 (3)2.1.1 AT89C51的工作原理 (4)2.1.2复位电路的工作原理 (7)2.1.3晶振电路的工作原理 (8)2.2电机驱动电路原理介绍 (9)3.系统软件设计 (10)3.1系统流程图 (10)3.2系统程序分析 (11)4.调试过程与结果 (19)5.总结与体会 (20)6.参考资料 (21)7.附录 (22)摘要介绍了步进电机正反转控制原理及其接口驱动控制电路,编制了基于MCS-51单片机的步进电机正反转控制的子程序,并应用wave软件进行了仿真。
证明在并行口控制中,可以利用软件实现环行脉冲分配,实现程序较简单,同时还可以节省硬件投资。
结合单片机控制步进电动机的实际工作环境,从提高控制系统运行的可靠性角度,讨论了实际应用的软件抗干扰技术。
关键词单片机;步进电机;正反转控制1.概 述1.1课程设计的任务和要求电机控制课程设计是考察学生利用所学过的电机控制专业知识,进行综合的电机控制系统设计并最终完成实际系统连接,能够使学生对电气与自动化的专业知识进行综合应用,培养学生的创新能力和团队协作能力,提高学生的动手实践能力。
最终形成一篇符合规范的设计说明书,并参加综合实践答辩,为后期的毕业设计做好准备。
本次设计考核的能力主要有:专业知识应用能力,包括电路分析、电子技术、单片机、检测技术、电气控制、电机与拖动、微特电机及其驱动、计算机高级语言、计算机辅助设计、计算机办公软件等课程,还包括本专业的拓展性课程如变频器、组态技术、现场总线技术、伺服电机等课程。
项目设计与运作能力,团队协作能力,技术文档撰写能力,PPT 汇报与口头表达能力。
电气与自动化系统的设计与实际应用能力。
单片机课程设计-正反转可控的步进电机
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正反转可控的步进电机1 引言本课程设计目的是为了进一步掌握单片机系统,加强对系统设计和应用能力的培养而开设的综合设计训练环节。
本系统用51单片机和ULN2003A电机驱动芯片并加入控制按钮来实现步进电机的正、反转控制。
2 设计方案及原理步进电机可以对旋转角度和转动速度进行高精度的控制。
作为控制执行部件,广泛应用于自动控制和精密仪器等领域。
例如在仪器仪表、机床设备以及计算机的外围设备中(如打印机和绘图仪),常有对精确的、可控制的回转源的需要。
在这种情况下,使用步进电机最为理想。
2.1 步进电机控制步进电机两个相邻磁极之间的夹角为60°,线圈绕过相对的两个磁极构成一相。
此外各磁极上还有5个分布均匀的锯形小齿。
电机转子上没有绕组。
当某相绕组通电时,响应的两个磁极就分别形成N-S极,产生磁场,并与转子形成磁路。
如果这是定子的小齿与转子的小齿没有对齐,则在磁场的作用下,转子将转动一定的角度,使转子齿与定子齿对齐,从而使步进电机向前“走”一步。
如果通过单片机按顺序给绕组施加有序的脉冲电流,就可以控制电机的转动,从而进行了数字到角度的转换。
转动的角度大小与施加的脉冲数成正比,转动的速度与脉冲频率成正比,而转动方向则与脉冲的顺序有关。
2.2 步进电机驱动方式步进电机常用的驱动方式是全电压驱动,即在电机移步与锁步时都加载额定电压。
为防止电机过流及改善驱动特性需加限流电阻。
由于步进电机锁步时,限流电阻要消耗掉大量的功率。
因此,限流电阻要有较大功率容量,并且开关管也要有较高的负载能力。
步进电机也可以使用软件方法,即使用单片机实现,这样不但简化了电路,同时降低了成本。
使用单片机以软件方式驱动步进电机,不但可以通过编程方法在一定范围之内自由的设定步进电机的转速,往返转动的角度以及转动次数等;还可以方便灵活的控制步进电机的运行状态,以满足不同用户的需求。
因此常把单片机步进电机控制电路称之为可编程步进电机控制驱动器。
课程设计(论文)-基于AT89C51单片机的步进电机控制系统设计模板
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摘要近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制检测日新月益更新。
本次课程设计是用单片机来控制步进电机的定位和正反旋转。
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。
整个系统有89C51单片机控制系统,L298驱动电路,4*4的键盘控制电路,LED显示电路。
用89C51单片机控制两相四线步进电机,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,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。
通过控制脉冲个数即可以控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时通过控制脉冲的相序来改变步进电机的转动方向,从而达到的控制正反转的目的。
本系统采用单片机AT89C51为中心器件来控制步进电机,系统实用性强。
关键字:单片机;步进电机;脉冲;步距角目录1 前言 (3)2 步进电机工作原理 (4)2.1两相步进电机结构 (4)2.2两相步进电机的原理 (4)2.3两相步进电机的供电方式 (5)3 硬件系统设计 (6)3.1系统总体设计框图 (6)3.2单片机系统 (6)3.3时钟信号控制电路 (7)3.4电源电路 (8)3.5驱动电路 (8)3.6显示电路 (9)3.7 4*4键盘电路 (9)4 软件系统设计 (10)4.1主程序流程图及源代码 (10)4.2扫描键盘流程图及源代码............... . (11)4.3 LED显示流程图及源代码 (12)5 开发系统简介.............................. . (14)5.1 W A VE6000编译器简介 (14)5.2 protues仿真平台简介 (14)6 仿真结果及分析 (16)7 课程设计总结 (19)附录 (20)1 前言本次课程设计是以步进电机控制和驱动为要求,用单片机来控制步进电机的定位和正反旋转圈数的显示。
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。
最新单片机课程设计步进电机启动停止正反转
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单片机课程设计步进电机启动停止正反转单片机课程设计报告步进电机控制设计姓名:黄盛海 201030480108詹志勋 201030480125郑榕生 201030480128 班级: 10车辆工程1班指导老师:李震姜晟日期: 2012.6.18~6.20 华南农业大学工程学院摘要:步进电机是机电控制中一种常用的执行机构,它的用途是将电脉冲转化为角位移,它的的驱动电路根据控制信号工作,控制信号由单片机产生。
本次课程设计主要采用AT89S52芯片,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ULN2003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。
控制系统主要由硬件设计和软件设计两部分组成。
其中,硬件设计包括单片机的最小系统模块、电源模块、控制模块、步进电机ULN2003A驱动模块、彩灯显示模块5个功能模块的设计。
并且通过仿真控制系统对硬件、软件进行了调试和改善,实现了上述功能。
本系统具有智能性、实用性及可靠性的特点。
关键词:步进电机单片机电脉冲驱动系统汇编语言目录1、课程设计目的及要求 (4)2、整体系统分析 (4)3、硬件系统分析 (6)4、软件系统分析 (10)5、调试结果 (10)6、结论 (11)7、参考文献 (12)附一:源程序 (12)1. 课程设计目的及要求1.1 课程设计目的①增进对单片机的感性认识,加深对单片机理论方面的理解;②掌握单片机的内部功能模块的应用,如定时器/计数器、中断、存贮器、I/O口、A/D转换等;③了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程及实现方法。
1.2 课程设计要求①设计一个步进电机控制器,要求用多个按键控制电机的启动/停止、加速、减速、反转等控制功能;②用彩灯显示电机的转动状态,如加速就控制彩灯快速闪烁,减速则控制彩灯慢速闪烁等。
2. 整体系统分析2.1步进电机控制工作原理步进电机实际上是一个数字\角度转换器,也是一个串行的数\模转换器。
基于单片机控制的步进电机控制器课程设计
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基于单片机控制的步进电机控制器课程设计任务书一.设计要求(一)基本功能1.实现步进电机的正反转控制。
2.实现步进电机的加速控制。
3.实现步进电机的减速控制。
如过载保护、欠压保护、短路保护和防飞车等功能。
(二)扩展功能任意设定一点为圆心,实现一个直径为10cm的圆形轨迹运动。
二.设计内容(1)画出电路原理图,正确使用逻辑关系;(2)确定元器件及元件参数;(3)进行电路模拟仿真;(4)SCH文件生成与打印输出;三.编写设计报告写出设计的全过程,附上有关资料和图纸,有心得体会。
四.答辩在规定时间内,完成叙述并回答问题。
五.计划完成时间三周1.第一周完成软件和硬件的整体设计,同时按要求上交设计报告一份。
2.第二周完成软件的具体设计和硬件的制作。
3.第三周完成软件和硬件的联合调试。
目录1引言 (1)2总体设计方案 (1)2.1设计思路 (1)2.1.1 硬件设计 (1)2.1.2软件设计 (1)2.2总体设计方框图 (2)3 设计原理分析 (2)3.1 控制按钮分析 (2)3.2 复位电路和晶振电路分析 (3)3.3 保护电路分析 (3)3.4 输出驱动电路 (4)4 总结与体会 (5)参考文献 (6)附录(一) (7)附录(二) (8)基于单片机控制的步进电机控制器摘要:本设计为电子工程专业学生在校期间的单片机课程设计实习。
是基于单片机控制的步进电机控制器。
在科学技术迅速发展的今天,自动化控制技术日益完善和成熟,对步进电机的要求也越来越高,社会上所需这方面的人才也越来越多,通过本次实习,可以提高学生的动手动脑,全面综合的运用所学专业知识的能力,增强学习专业知识和技能的兴趣,掌握单片机的运用方法和技巧,深入了解步进电机的工作原理。
学会用科学技术来解决生活,生产中遇到的实际问题,真正做到学以致用,造福社会。
本设计是通过单片机按顺序给绕组施加有序的脉冲电流,就可以控制步进电机的转动,从而实现数字和角度的转换,转动的角度大小与施加的脉冲数成正比,转动的速度与脉冲频率成正比,而转动方向则与脉冲的顺序有关。
基于单片机原理的步进电机的正反转程设计报告书
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电机控制课程设计报告书题目基于单片机原理的步进电机的正反转目录目录 (1)摘要 (2)1.概述 (3)1.1课程设计的任务和要求 (3)1.2设计思路框架 (3)1.3设计方案的模块解释 (3)2.系统硬件设计 (5)2.1单片机最小系统原理介绍 (5)2.1.1 AT89C51的工作原理 (6)2.1.2复位电路的工作原理 (8)2.1.3晶振电路的工作原理 (9)2.2电机驱动电路原理介绍 (9)3.系统软件设计 (11)3.1系统流程图 (11)3.2系统程序分析 (11)4.调试过程与结果 (20)5.总结与体会 (21)6.参考资料 (21)7.附录 (23)摘要介绍了步进电机正反转控制原理及其接口驱动控制电路,编制了基于MCS-51单片机的步进电机正反转控制的子程序,并应用wave软件进行了仿真。
证明在并行口控制中,可以利用软件实现环行脉冲分配,实现程序较简单,同时还可以节省硬件投资。
结合单片机控制步进电动机的实际工作环境,从提高控制系统运行的可靠性角度,讨论了实际应用的软件抗干扰技术。
关键词单片机;步进电机;正反转控制1.概述1.1课程设计的任务和要求电机控制课程设计是考察学生利用所学过的电机控制专业知识,进行综合的电机控制系统设计并最终完成实际系统连接,能够使学生对电气与自动化的专业知识进行综合应用,培养学生的创新能力和团队协作能力,提高学生的动手实践能力。
最终形成一篇符合规范的设计说明书,并参加综合实践答辩,为后期的毕业设计做好准备。
本次设计考核的能力主要有:专业知识应用能力,包括电路分析、电子技术、单片机、检测技术、电气控制、电机与拖动、微特电机及其驱动、计算机高级语言、计算机辅助设计、计算机办公软件等课程,还包括本专业的拓展性课程如变频器、组态技术、现场总线技术、伺服电机等课程。
项目设计与运作能力,团队协作能力,技术文档撰写能力,PPT汇报与口头表达能力。
电气与自动化系统的设计与实际应用能力。
单片机控制步进电机课程设计
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目录第1章总体设计方案 (1)1.1课程设计的内容和要求 (1)1.2课程设计原理 (1)1.3课程设计思路 (2)1.4实验环境 (3)第2章详细设计方案 (4)2.1实现方法 (4)2.2模块设计 (5)2.2.1 步进电机的驱动 (5)2.2.2 按键电路设计 (5)2.2.3 时钟产生及复位电路 (6)2.3主程序流程图图 (7)第3章调试及结果分析 (8)3.1调试步骤及方法 (8)3.2实验结果及分析 (8)参考文献 (9)附录1(源程序) (10)附录2(系统原理图) (14)附录3(器件清单) (15)第1章总体设计方案1.1 课程设计的内容和要求一、课程设计内容:步进电机是一种将电脉冲转换成角位移或线位移的电磁机械装置,也是一种能把输出解析为唯一增量和输入数字脉冲对应的驱动器件。
步进电机具有快速启动、停止的能力,精度高、控制方便,因此,在工业上得到了广泛应用。
利用单片机控制一个步进电机,而且要满足如下技术指标:(1)开始通电时,步进电机停止转动。
(2)单片机分别接按键开关K1、K2和K3,用来控制步进电机的转向,要求如下:当按下K1时,步进电机正转。
当按下K2时,步进电机反转。
当按下K3时,步进电机停止转动。
步进电机的工作方式有单四拍、双四拍、单双八拍。
二、课程设计要求:1. 独立完成课程设计任务;2. 通过老师当场验收;3. 交出完整的课程设计报告。
1.2课程设计原理步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。
通俗一点讲: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(及步进角)。
可以通过控制脉冲个来控制角位移量,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,从而达到调整节拍的目的。
本次设计是采用步进电机28BYJ48型四相八拍电机,电压为DC5V—DC12V。
当对步进电机施加一系列连续不断的控制脉冲时,它可以连续不断地转动。
步进电机正反转设计
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单片机课程设计课题:步进电机正反转设计系别:电气与电子工程系专业:自动化姓名:学号:河南城建学院2010年12 月29日成绩评定·一、指导教师评语(根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定)。
二、评分评分项目设计报告评分答辩评分平时表现评分合计(100分)任务完成情况(20分)课程设计报告质量(40分)表达情况(10分)回答问题情况(10分)工作态度与纪律(10分)独立工作能力(10分)得分课程设计成绩评定班级姓名学号成绩:分(折合等级)指导教师签字年月日一、 设计目的1.了解单片机的基本控制原理;2.熟悉单片机的步进电机驱动程序设计和调试3.学习并提高单片机应用系统设计调试水平二、 设计要求设计一个单片机控制的步进电机,实现其正反转。
利用单片机的P1口驱动步进电机,通过外部开关电路驱动正反转切换,将软、硬件有机的结合起来,使得系统能够正确的工作实现预期的设计现象。
三、 总体设计1. 主要原理框图图1 2.工作原理1).K0的闭合实现步进电机的停止和运行;2).当步进电机停止后才能对其进行正反转切换,即:K1闭合, K0,K2断开,步进电机正转;K2闭合,K0K1断开,步进电机反转。
四、各部分电路设计1.外部控制电路时钟电路开关输入电路单片机89C 52步进电机通过外部开关K0 ,K1和K2的开关状态来达到对单片机输入信号,进入单片机的程序从而对步进电机进行控制图22.晶振电路及单片机控制电路晶振提供时钟信号;保证单片机的正单片机程序的正常运行;图33.步进电机步进电机的相绕组的通电方式有多种,通常为单拍方式、双拍方式和单双拍方式。
本课程设计采用四相八拍通电方式。
图4五、整体电路图图5六、设计总结1、设计过程中遇到的问题及解决方法在设计此步进电机正反转的课程设计过程中遇到了不少问题,其中最主要的是如下问题,最后都一一解决。
1)由于本人能力的有限,真的不知道如何编写程序。
到图书馆查阅有关这个设计个向相关设计,到书中查找并研究程序,但是当把程序编译进已经做好的Proteus仿真设计后,程序仍然不能运行。
单片机步进电机课程设计
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单片机步进电机课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解单片机的基本原理,掌握步进电机的控制方法;2. 学会使用编程软件编写程序,实现对步进电机的控制;3. 了解步进电机在自动化设备中的应用。
技能目标:1. 能够独立完成单片机与步进电机的硬件连接;2. 能够编写程序,实现步进电机的正反转、速度调节等功能;3. 能够分析并解决步进电机控制过程中出现的问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对单片机及步进电机控制技术的兴趣,提高学生的动手实践能力;2. 培养学生团队协作精神,学会与他人共同解决问题;3. 增强学生对我国自动化产业的了解,激发学生的爱国情怀。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,旨在让学生通过动手实践,掌握单片机与步进电机的控制技术。
学生特点:学生具备一定的电子基础和编程知识,对单片机和步进电机有一定的了解。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,充分调动学生的主观能动性,培养学生的实际操作能力和创新精神。
在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,以便进行教学设计和评估。
二、教学内容1. 单片机基础理论:回顾单片机的组成、工作原理,重点掌握I/O口控制、定时器/计数器等功能;相关教材章节:第一章 单片机概述,第三章 单片机硬件结构。
2. 步进电机原理:学习步进电机的结构、工作原理,了解步进电机的参数及选型;相关教材章节:第六章 步进电机原理及其应用。
3. 硬件连接与编程:学习单片机与步进电机的硬件连接方法,掌握步进电机驱动器的使用,编写控制程序;相关教材章节:第四章 单片机I/O接口技术,第七章 步进电机驱动器及其应用。
4. 步进电机控制实践:设计实际控制电路,实现对步进电机的正反转、速度调节等功能;相关教材章节:第八章 单片机步进电机控制系统设计。
5. 故障分析与调试:学习步进电机控制过程中可能出现的故障及解决方法,提高学生的实际操作能力;相关教材章节:第九章 单片机控制系统故障分析与调试。
单片机课设步进电机控制正反转
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单片机课程设计报告设计题目:步进电机控制系统学院自动化与信息工程学院专业电气工程及其自动化班级姓名学号指导教师王水鱼2010 年秋季学期平时(10%)任务完成(30%)答辩(30%)课设报告(30%)总评成绩目录1.设计目的 (2)2.设计的主要内容和要求 (2)3.题目及要求功能分析 (2)4.设计方案 (5)4.1 整体方案 (5)4.2 具体方案 (5)5.硬件电路的设计 (6)5.1 硬件线路 (6)5.2 工作原理 (7)5.3 操作时序 (8)6. 软件设计 (8)6.1 软件结构 (8)6.2 程序流程 (9)6.3 源程序清单 (9)7. 系统仿真 (9)8. 使用说明 (10)9. 设计总结 (10)参考文献 (11)附录 (12)步进电机的控制1.设计目的(1)熟悉单片机编程原理。
(2)熟练掌握51单片机的控制电路和最小系统。
(3)单片机基本应用系统的设计方法。
2.设计的主要内容和要求(1)查阅资料,了解步进电机的工作原理。
(2)通过单片机给参数控制电机的转动。
(3)通过按钮控制启停及反转。
(4)其他功能。
3.题目及要求功能分析步进电机:步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。
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。
步进电机可以作为一种控制用的特种电机,利用其精度高等特点,广泛应用于各种工业控制系统中。
三相单、双六拍步进电机的结构和工作原理:三相单、双六拍步进电机通电方式:这种方式的通电顺序是:U-U V-V-VW-W-WU-U或为U-UW-W-WV-V-VU-U。
按前一种顺序通电,即先接通U相定子绕组;接着是U、V两相定子绕组同时通电;断开U相,使V相绕组单独通电;再使V、W两相定子绕组同时通电;W 相单独通电;W、U两相同时通电,并依次循环。
单片机课程设计报告 电机正反转
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C51课程设计报告设计课题:正反转可控的直流电动机设计要求:按下K1时可使直流电动机正转,按下K2时可使直流电动机反转,按下K3按钮时停止,在进行相应的操作时,对应LED 将被点亮。
设计目的:通过这次课程设计,进一步巩固我们对单片机编程的掌握,自己学会调试;同时向老师反映我们学习中不足的地方经过调试,最终得到如下程序:#include<reg51.h>sbit K1=P3^0; //正转开关sbit K2=P3^1; //反转开关sbit K3=P3^2; //停止开关sbit P1_0=P1^0;sbit P1_1=P1^1;sbit D1=P0^0;sbit D2=P0^1;sbit D3=P0^2; //端口位定义void main(){P1_0=0; P1_1=0; D3=0;while(1){if(K1==0) //按下正转按钮K1{while(K1==0); //等待K1按下结束,即断开K1P1_1=0; P1_0=1; //禁止反转,启动正转D2=1;D3=1; D1=0; //关闭反转指示灯D2与停止指示灯D3,点亮正转指示灯D1}else if(K2==0) //按下反转按钮K2{while(K2==0); //等待K2按下结束,即断开K2P1_0=0;P1_1=1; //禁止正转,开始反转D1=1;D3=1;D2=0; //关闭穤正转指示灯D1与停止指示灯D3,点亮反转指示灯D2}else if(K3==0) //按下停止按钮K3{while(K3==0); //等待K3按下结束,即断开K3P1_0=0; P1_1=0; //停止正转与反转D1=1; D2=1; //关闭正转与反转指示灯D1与D2D3=0; //点亮停止指示灯D3}}附图学习心得与体会:这次课程设计让我们进一步掌握了单片机编程,并且对以前所学的知识再进行熟识与整理。
这个程序的编写还很顺利,关键在于直流电动机控制电路的搭建,(如上图所示);当A点为低电平时,Q3,Q2截止,Q7,Q1导通,电机左端呈现高电平;当B点为高电平时,Q8,Q4截止,Q6,Q5导通,电机右端呈现低电平,因此当A为0,B为1时,电机正转。
单片机步进电机课程设计
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燕山大学课程设计说明书题目:步进电机控制实验学院(系):年级专业:学号:学生姓名:指导教师:教师职称:电气工程学院《课程设计》任务书课程名称:单片机原理及应用课程设计基层教学单位:自动化仪表系指导教师:张淑清学号0701******** 学生姓名龙万倡(专业)班级07级仪表2班设计题目步进电机控制实验设计技术参数1、独立完成设计任务。
2、编程,上机调试。
3、连接硬件实验电路,实现所要求的功能。
4、完成设计,提交课程设计报告。
设计要求1、用8255扩展端口控制步进电机,编写程序输出脉冲序列到8255的PA口,控制步进电机正转、反转、加速、减速。
2、了解步进电机控制的原理。
3、掌握控制步进电机转动的编程方法。
工作量软件编程与硬件调试相结合,绘制设计流程图,并编程进行硬件实现。
参考资料1)《微型计算机控制系统》赖寿宏,机械工业出版社(教材)2)《过程控制系统及仪表》邵裕森巴筱云编(教材)3)《单片机及应用》李大友,高等教育出版社(教材)4)《机械量测量》机械工业出版社(教材)5)自选其他有关资料周次应完成内容熟悉伟福单片机编程环境绘制流程图进行软件编程和软模拟进行硬件调试撰写课程设计报告指导教师签字基层教学单位主任签字说明:1、此表一式四份,系、指导教师、学生各一份,报送院教务科一份。
2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。
电气工程学院教务科目录设计任务书 (1)第 1 章步进电机概述......... (5)1.1 步进电机的组成: (5)1.2步进电机旋转原理: (5)1.3 步进电机的技术参数与控制 (6)第2章8255A工作原理 (8)2.1 8255A内部结构 (8)2.2 8255A的控制字 (9)2.3 8255A端口的工作方式 (10)第 3 章硬件电路的设计 (11)3.1总体原理 (11)3.2系统复位电路 (11)3.3 时钟电路. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123.4键盘接口电路. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133.5电机与8255A的接口电路. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 第 4 章程序设计 (16)4.1 程序框图 (16)4.2 汇编程序 (17)第五章心得体会 (20)参考文献 (21)摘要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。
基于单片机原理的步进电机的正反转程设计报告
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基于单片机原理的步进电机的正反转程设计报告步进电机是一种电动机,能够精确地控制旋转角度和位置,广泛应用于工业和自动化控制系统中。
本篇报告将介绍基于单片机原理的步进电机的正反转程设计。
步进电机是一种特殊的电动机,每次输入一个脉冲信号,电机就会转动一个固定的角度,称为步距角。
步进电机的控制原理是通过改变相序对电机进行控制,根据不同的相序,电机可以实现正转或反转。
步进电机的正反转程设计涉及到两个方面,一是电机的控制电路,二是单片机的编程控制。
首先,电机的控制电路是步进电机正反转程设计的关键。
常见的控制电路有两种:全桥驱动电路和双H桥驱动电路。
全桥驱动电路由四个开关管组成,通过对不同开关管的开关控制,可以激活不同的相序,实现电机的正反转。
双H桥驱动电路由两个H桥组成,通过对H桥的开关控制,可以激活不同的相序,实现电机的正反转。
根据实际需求和控制方式选择适合的电机控制电路。
其次,单片机的编程控制是步进电机正反转程设计的关键。
单片机可以通过输出脉冲信号控制电机的正反转和转动速度。
编程时需要设置好脉冲信号的频率和方向,可以通过调节脉冲信号的频率来控制电机的转动速度,通过改变脉冲信号的方向来控制电机的正反转。
在步进电机的正反转程设计中,还可以考虑加入其他功能,如限位检测、位置控制等。
限位检测可以通过加入限位开关来实现,当电机转动到限位位置时,限位开关会触发信号,单片机可以根据信号做出相应的处理。
位置控制可以通过加入编码器等位置传感器来实现,单片机可以根据传感器反馈的信号准确控制电机的位置。
最后,步进电机的正反转程设计需要进行实际的调试和测试。
在实际调试和测试中,需要根据预设的参数和要求,进行电机的正反转程测试和性能评估。
根据实际测试结果,可以对设计进行优化和改进,以达到更好的性能和可靠性。
总之,基于单片机原理的步进电机的正反转程设计是一个复杂而关键的任务,需要综合考虑电机控制电路和单片机编程控制两个方面。
在设计过程中,需要理解步进电机的工作原理和控制原理,结合实际需求和要求进行设计和调试,最终实现电机的可靠正反转程控制。
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单片机课程设计题目:步进电机的正反向设计。
系:电气与电子工程系专业:名称:学生编号讲师:设计目的1.增强对单片机的感性认识,加深对单片机理论的理解;2.掌握单片机的一些功能模块的应用,如定时器/计数器、中断、片外存储器、I/O口、A/D、D/A、串口通信等。
3.了解和掌握单片机应用系统软硬件的设计过程、方法和实现;4.了解步进电机控制的基本原理,实现电机的正反转驱动控制,掌握控制步进电机旋转的编程方法。
二。
设计要求1、具有速度和转向设定功能;2.将启动和停止按钮设置为与正反转相关联;3.转速由带旋转方向的数码管显示(本设计采用LCD12864)。
三。
总设计步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的数字控制执行机构。
它把电脉冲信号转换成角位移,即当给定一个脉冲信号时,步进电机就会转动一个角度,所以非常适合单片机控制。
步进电机具有控制简单、定位准确的特点。
随着科学技术的发展,它将在许多领域得到广泛应用。
针对传统脉冲系统便携性差的问题,提出了一种用微机控制系统代替脉冲发生器和脉冲分配器,通过软件产生控制脉冲。
通过软件编程,可以任意设定步进电机的速度、旋转角度、旋转次数和运行状态。
简化控制电路,降低生产成本,提高系统的运行效率和灵活性。
步进电机的角位移与输入脉冲数严格成正比。
因此,当它旋转一次时,没有累积误差,具有良好的跟随性。
由步进电机和驱动电路组成的开环数控系统非常简单、廉价、可靠。
同时还可以形成高性能的闭环数控系统,具有角度反馈功能。
步进电机动态响应快,启停容易,正反转,速度可变。
速度可以在相当宽的范围内平滑调节,低速时仍能保证高扭矩。
步进电机只能用脉冲电源运行,不能直接用交流电源和DC电源。
步进电机有振荡和失步现象,必须对控制系统和机械负载采取相应的措施。
步进电机本身噪声大,振动大,带惯性负载能力差。
步进电机是自动控制系统中常用的执行元件。
步进电机的输入信号是脉冲电流,脉冲电流可以将输入的脉冲信号转换成步进角位移或线位移,所以步进电机可以看作是一个串行的数模转换器。
由于步进电机可以不经D/A转换直接接收数字信号,所以用微机控制步进电机非常方便。
步进电机有以下优点:(1)通常情况下,无需反馈即可控制位置和速度;(2)位置误差不会累积;(3)兼容阵列器件,可以直接接收数字信号;(4)能快速启动和停止。
步进电机的种类和规格很多。
根据它们的结构和工作原理,可以分为四种主要类型:磁阻电机(也称反应式或可变磁阻电机)、混合式电机、永磁电机和特种电机。
步进电机可以在没有位移传感器的情况下精确定位,因此被广泛应用于精确定位系统中。
目前步进电机应用于打字机、电脑外设、数控机床、计算机等设备中。
随着计算机技术的发展,步进电机将发挥其控制方便、精确的特点,在工业控制等领域得到广泛应用。
本设计采用16位单片机AT89C51控制步进电机。
通过I/O 口输出的具有时序的方波作为步进电机的控制信号,该信号通过驱动芯片驱动步进电机。
同时用触发按钮控制电机的状态,用128X64LCD 显示电机的状态和速度。
因为步进电机的控制是由脉冲信号控制的,所以它是一个开环控制元件,将电脉冲信号转换成角位移或线位移。
所以如何产生这种脉冲信号,产生什么样的信号是电机控制的关键。
微控制器由软件控制产生脉冲信号,脉冲信号通过微控制器的P1端口输出。
由于所选电机是两相的,所以只需要将P0口的低四位P0.0-P0.3分别通过ULN2003A 连接到电机的五条线。
您可以通过调整输出脉冲的频率来调整电机的速度,并通过改变输入脉冲的顺序来改变旋转方向。
P2港和P3连接到128X64LCD ,它可以显示当前的电机速度和方向。
设置复位键可以停止旋转的电机,大致可以分为如下图所示的几个部分。
注:由于本设计程序的复杂性,此处不列出程序框图。
程序框图见软件设计。
四。
主要器件介绍和电路设计4.1.步进电机 步进电机概述步进电机是将电脉冲信号转换成角位移或线位移的开环控制元件。
在无过p2.0~p2.7AT89C51 单片微型计算机p3.0~p3.5p0.0~p0.3128X64LCD控制键步进电动驱动器外部晶体图1系统框图载情况下,电机的转速和停止位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,不受负载变化的影响。
当步进驱动器接收到一个脉冲信号时,它驱动步进电机按设定的方向旋转一个固定的角度,这个角度称为“步距角“,它的旋转以固定的角度一步一步地运行。
可以通过控制脉冲的个数来控制角位移,从而达到精确定位的目的。
同时可以通过控制脉冲频率来控制电机的速度和加速度,从而达到调速的目的。
由于脉冲信号的个数与步距角之间的线性关系,以及步进电机只有周期误差而没有累积误差的特性,在速度和位置控制领域,用步进电机进行控制是非常简单的。
步进电机是一种感应电机其工作原理是用电子电路将直流电变成分时供电,多相定时控制电流。
有了这个电流,步进电机才能正常工作,驱动器就是步进电机的分时供电。
多相位定时控制器虽然步进电机已经被广泛使用,但是步进电机不像普通的DC电机,Ac motor在正常条件下使用。
只有由双环脉冲信号和功率驱动电路组成的控制系统才能使用。
所以要用好步进电机并不容易,它涉及到机械、电机、电子、计算机等诸多专业知识。
步进电机作为执行元件,是机电一体化的关键产品之一,广泛应用于各种自动控制系统中。
随着微电子技术和计算机技术的发展,步进电机的需求量日益增加,并在国民经济的各个领域得到了应用。
4.1.2步进电机的工作原理通常,电机的转子是永久磁铁。
当电流流过定子绕组时,定子绕组产生矢量磁场。
磁场会带动转子旋转一个角度,使转子的一对磁场方向与定子一致。
当定子的矢量磁场旋转一个角度时。
转子也随着磁场旋转一个角度。
每输入一个电脉冲,电机就旋转一个角度再走一步。
其输出角位移与输入脉冲数成正比,转速与脉冲频率成正比。
改变绕组通电顺序,电机反转。
因此,可以通过控制脉冲的数量和频率以及电机每相绕组的通电顺序来控制步进电机的旋转。
四相步进电机,由单极DC电源供电。
只要步进电机的各相绕组按照合适的定时通电,步进电机就能一步一步地转动。
图1显示了四个阶段反应式步进电机工作原理图。
图2四相反应式步进电机工作原理图开始时,开关SB接通,SA、SC、SD断开,B相磁极对准转子0号、3号齿。
同时,转子1、4号齿与C、D相绕组磁极交错,2、5号齿与D、A相绕组磁极交错。
当开关SC接通,SB、SA、SD断开时,由于C相绕组的磁力线以及1号和4号齿之间的磁力线,转子旋转,1号和4号齿的磁极与C相绕组对齐。
然而,齿0和3与相A和B绕组交错,而齿2和5与相A和D绕组的磁极交错。
以此类推,如果四相绕组A、B、C、D依次供电,转子将沿A、B、C、D方向旋转。
根据通电顺序的不同,四相步进电机可分为单四拍、双四拍和八拍三种工作模式。
单拍和双四拍的步角相等,但单四拍的转折力矩较小。
八拍模式的步距角是单四拍模式和双四拍模式的一半。
因此,八拍模式不仅可以保持高转矩,还可以提高控制精度。
四拍、双四拍和八拍模式的上电顺序和波形分别如图2.a、B和C所示:a单四拍B双四拍C八拍图3。
步进电机工作顺序波形图4.2 ULN2003ULN是一个集成的达林顿晶体管IC,IC中集成了一个消除线圈反电动势的二极管,可以用来驱动继电器。
它是双排16针封装,NPN晶体管矩阵,最大驱动电压=50V,电流=500mA,输入电压=5V。
它适用于TTL COMS,其驱动电路由达林顿晶体管组成。
ULN是一个集成的达林顿晶体管IC,消除线圈反电动势的二极管也集成在该部分。
其输出端允许通过电流为200mA,饱和压降VCE约为1V,耐压BVCEO约为36V。
根据上述参数可以估算出用户插座的外部负荷。
采用集电极开路输出,输出电流大,可直接驱动继电器或固态继电器,或低压灯泡。
通常单片机驱动ULN2003时,上拉2K的电阻比较合适,同时COM引脚要悬空或接电源。
ULN2003是一个非门电路,包含7个单元,但是单个单元的驱动电流就可以达到350mA。
数据末尾有一个参考电路,可以悬空9个管脚。
例如,1针输入和16针输出,而你的负载连接在VCC和16针之间,而不是9针。
ULN2003的作用:ULN2003是一种大电流驱动阵列,多用于单片机、智能仪表、PLC、数字输出卡等控制电路中。
可以直接驱动继电器等负载。
输入5VTTL电平,输出可达500mA/50V。
ULN2003是一个高耐压大电流的达林顿串,由7个硅NPN达林顿管组成。
这种电路的特点是:ULN2003中的每对达林顿都串联了一个2.7K的基极电阻,在5V的工作电压下可以直接连接TTL和CMOS电路,可以直接处理原本需要的标准逻辑缓冲器。
ULN2003是高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品,具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、负载能力强等特点,适用于各种需要高速大功率驱动的系统。
ULN2003A引脚图和功能如下:图4 ULN2003A引脚图ULN2003是一款高耐压大电流的驱动芯片,由7个硅NPN达林顿晶体管组成。
常用于以下电路中:1.显示激励器2.继电器驱动3.照明灯驱动4.电磁阀驱动5.伺服电机、步进电机驱动等电路。
ULN2003中的每对达林顿都串联了一个2.7K的基极电阻,在5V的工作电压下可以直接连接TTL和CMOS电路,可以直接处理原本需要一个标准逻辑缓冲器才能处理的数据。
ULN2003工作电压高,工作电流大,500mA填充电流,关断时能承受50V电压。
输出也可以与高负载电流并联运行。
ULN2003采用dip-16或sop-16封装。
ULN2003A在各种控制电路中常用作驱动继电器的芯片,其芯片部分由二极管制成,以消除线圈的反电动势。
ULN2003的输出端允许200mA的IC电流,饱和压降VCE约为1V,耐压BVCEO约为36V。
输出电流大,可以直接驱动继电器或固态继电器(SSR)等外部控制器件,也可以直接驱动低压灯泡。
ULN2003可以驱动7个继电器,具有高电压输出特性,共阴极续流二极管使该器件适合开关感性负载。
每个达林顿管的额定集电极电流为500mA,达林顿管也可以并联使用,以达到更高的输出电流能力。
在ULN2003A中,每对达林顿晶体管的基极串联一个2.7 kω电阻,可以直接连接到TTL或5V CMOS器件。
4.3 12864LCD2864a-1汉字图形点阵液晶显示模块,可显示汉字和图形,8192个汉字(16×16点阵,16*8=128,16*4=64,一行只能写8个汉字4行;),128字符(8X16点阵)和64X256点阵显示RAM(GDRAM)。
4.3.1主要技术参数和显示特性如下:电源:VDD 3.3V-5V(带升压电路,不需要负电压);显示容量:128列× 64行(128表示点数)颜色:黄色绿色显示角度:直视6点。