基于单片机升降控制系统的设计

基于单片机升降控制系统的设计

摘要：本文主要完成对某雷达升降控制系统的设计，描述在步进电机的驱动系统中用软件的方法实现环行脉冲分配器的设计，对步进电动机进行驱动。步进电机驱动电路的核心部分是环行脉冲分配器，本文以单片机作为步进电机驱动电路控制核心，并通过单片机的应用程序控制和功能扩展，实现系统相关参数的输入和输出，使步进电机得到了有效的控制。

系统主要由主控制盒、电机控制盒、显示盒、步进电机、接近开关、行程开关等相关部件组成。完成防坠机构的闭锁与解锁；上升与下降电磁阀的控制；升降液压电机的自动启停控制及紧急手动控制；液压电机的启停控制；自动手动加温控制；各工况状态显示。本文还对系统的抗干扰问题进行了研究，保证了系统安全准确的运行。

关键字：单片机；步进电机；环形脉冲分配器；I/O扩展

目   录

摘要： I

Abstract: II

第1章  绪 论 1

1.1 单片机的概述 1

1.2 单片机的特点与应用 1

1.2.1 单片机的特点： 1

1.2.2 单片机的应用 2

1.3 AT89C51单片机的基本组成 3

1.3.1 AT89C51单片机的特性及管脚功能 3

1.3.2 单片机最小系统构成 5

1.4 电力电子器件的概述 8

1.4.1 IGBT的工作原理 8

1.4.2 IGBT的工作特性 8

1.5 电磁阀的应用 10

1.6 课题的主要内容及发展前景 11

1.6.1 课题的主要内容 11

1.6.2 课题研究现状 11

1.6.3 课题的发展现状与前景展望 12

第2章  步进电机概述 13

2.1 步进电机及其发展 13

2.2 步进电动机在控制上的特点 13

2.3 步进电机的主要特性 14

2.4 步进电机的应用 15

2.5 步进电机的类型 15

2.6 步进电机的控制原理 16

2.7 环形分配器的设计 18

第3章　系统总体设计 20

3.1 系统设计方案 20

3.2 系统控制原理 21

3.3 系统各模块方案选择 21

3.3.1单片机型号的选择 21

3.3.2 步进电机型号的选择 22

3.3.3 步进电机的脉冲控制方式选择 22

3.3.4电机控制算法的选择 23

3.3.5 步进电机转速和步数检测设计 24

第4章  硬件设计 27

4.1 I/O口的扩展 27

4.1.1 8255A的介绍 27

4.1.2 并行口功能分配 29

4.1.3 8255A芯片地址的确定 30

4.1.4 存储器地址空间的分配 30

4.2 步进电机驱动电路的设计 30

4.3　显示电路设计 31

4.4 信号采集电路的设计 34

4.5 单片机对电磁阀的控制设计 36

4.6 键盘的设计 37

4.7 硬件电路的合成 38

第5章  软件设计 38

5.1 步进电机驱动程序的设计 39

5.2　键盘及显示程序设计 39

5.3 主程序的设计： 40

第6章　系统调试、抗干扰设计 41

6.1 系统调试 42

6.2 单片机应用系统中常见的干扰现象及影响 42

6.3 系统的抗干扰设计 43

总  结 45

参考文献 46

致  谢 47

附录1 主要元件一览表 48

附录2 主程序设计 49

附录3 系统总图 55