单片机温控步进电机电路及程序设计

1．通过本设计，使学生综合运用《单片机原理及应用》及电子技术等课程的内容，为以后从事基于单片机的检测与控制工作奠定一定的基础。

2．主要掌握芯片DS18B20、ULN2803等器件的使用,掌握步进电机的使用。

3．学会用Keil C51语言编写一个完整的程序。

4．掌握单片机应用开发的全过程：分析需求、设计原理图、选用元器件、布线、编程、调试、撰写报告等步骤。

5．掌握Proteus软件的应用。

二．课设内容：

采用单片机内部定时器，设计1s定时，每秒检查一次由温度传感器输入的当前温度。设置温度的上限(t2)和下限(t1),假定当前温度为t。由此可知：

若t≥t2，则控制步进电机顺时针旋转；

若t≤t1，则控制步进电机逆时针旋转；

若t1＜t＜t2，步进电机停止转动。

三．问题分析及设计思路：

由设计要求可知，需要通过由温度传感器采集的温度来控制步进电机的转动，因此可以在源程序中加入相应的语句加以实现。电路原理图的设计思路如下：

1．单片机P1.0接温度传感器DS18B20，采集外界的当前温度。DS18B20的电源和地线分别接VCC和GND。

2．单片机P2.0～P2.3接74LS04，74LS04的输出接ULN2803，ULN2803的输出通过电阻接步进电机。

3．设计程序每秒检查一次由温度传感器输入的当前温度，根据设置的温度控制步进电机转动的方向或停止步进电机。

四．电路原理图：

• 程序流程图：
  

   

• 遇到的问题及解决方法：
  

1.在使用Proteus软件绘制电路图时，遇到的器件名称不唯一的问题。

解决方法：在绘制电路图时，必须保证器件名称唯一，否则就会仿真时就会提示出错。需进行修改使其唯一。

2.绘制电路图时，器件的安放及线路连接问题。

解决方法：由于该电路涉及的功能模块比较多，故器件排布及线路连接有些复杂。在进行了多次修改之后，确定了比较合理的布局方式，使电路图看起来较为整洁有条理。

     3.在编写源程序时，出现的某些函数无法进行调用的问题。

解决方法：在对老师所给的代码进行分析之后，发现若需要在主程序中对函数进行调用，则应该在代码前面对其进行声明，否则编译时会出现错误。

• 仿真结果：
  

1.若读取的温度大于20度且小于25度，则电机停止转动：

2.若读取的温度大于等于25度，则电机反转：

3.若读取的温度小于等于20度，则电机正转：

• 课设小结：
  

   通过本次课设，熟悉了proteus软件的使用方法，了解了Keil C51语言编写程序的相关知识。在老师的指导下，解决了课设过程中出现的一些问题，加深了自己对有关知识的理解。特别是使用proteus软件绘制电路图时的一些收获，让我觉得受益匪浅，也对该软件的使用变得更加熟练。在使用Keil C51语言编写程序时，也学习了对单片机源程序编写的一些技巧。在编写单片机源程序时，要设计好各个功能模块，以及延时子程序、相关芯片的复位、显示等。在对各个功能函数进行调用之前，需对其进行初始化。通过本次课设，也对之前学习的知识有了一个回顾和总结，收获很多。

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