内容发布更新时间 : 2024/12/24 3:17:46星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

基于红外遥控步进电机的设计

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B140415 摘要：随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增，它广泛用于打印机、电动玩具等消费类产品以及数控机床、工业机器人、医疗器械等机电产品中，其在各个国民经济领域都有应用。研究步进电机的控制系统，对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。

步进电机是一种能将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件，步进电机控制系统主要由步进控制器，功率放大器及步进电机等组成。采用单片机控制，用软件代替上述步进控制器，使得线路简单，成本低，可靠性大大增加。软件编程可灵活产生不同类型步进电机励磁序列来控制各种步进电机的运行方式。

介绍了一种基于AT89C51单片机的红外遥控步进电机的设计,系统分为红外遥控编解码、LCD显示和驱动步进电机三个模块,设计的系统能通过遥控器来控制步进电机，并且步进电机的状态能通过LCD液晶模块实时显示出来，使人们直观的看出步进电机的运行状态。本报告对该系统的工作原理、硬件电路和软件进行了详细介绍。

关键词：红外遥控、LCD显示、步进电机、单片机 一、引言

本系统是基于单片机控制的综合系统，单片机通过对红外信号的解码来实现步进电机的变速及LCD实时显示步进电机的转速。它综合了电子技术和单片机软硬件技术，本设计采用AT89c51单片机为核心包含红外接收电路、LCD显示电路和步进电机驱动电路。通过红外遥控器发射不同的码值来控制步进电机的正转反转、加速减速以及启动停止并通过LCD显示出步进电机的状态。 二、系统功能分析

根据系统要求设计各个模块。本设计中控制芯片采用AT89c51单片机，各个功能通过不同模块来得以实现，主要有：红外接收模块、步进电机驱动和LCD显示模块。系统基本架构原理如图1所示

LCD显示 红外接收晶振电路 AT89C51红外发射复位电路 步进驱动 图一 基本架构原理图

各个模块具体实现方式如下： 1. 红外发射模块：

本设计采用的是通过遥控器发射不同的码值，红外接收电路将接收到得信号送给单片机的外部中断0，单片机接收到信号后通过解码程序对接收到得信号进行处理，使得这些信号成为相应的码值。经过处理后这些信号就可以去控制步进电机的正转反转、加速减速以及启动停止并在LCD上显示出来。遥控发射器采用士兰半导体的TC9012编码芯片进行红外遥控发射电路的搭建。TC9012是一块用于红外遥控系统中的专用发射集成电路，采用CMOS工艺制造。它可外接32个按键，其中有三组双重按键。工作电压在2。其编码方式采用一帧码中含有一个引导码，16位的用户码和8位的键数据码。键数据码的反码也同时被传送，数据反码的传送可以大大减小系统的误码率。引导码由一个9ms的载波波形和4.5ms的关断时间构成，编码采用脉冲位置调制方式（PPM）。利用脉冲之间的时间间隔来区分“0”和“1”。具体的遥控发射应用电路图如图2-1.图2-2所示

图2-1TC9012结构框图

图2-2发射器结构原理图

2. 红外接收模块：

本系统采用的接收模块其核心是与TC9012相对应的1308红外接收头。1308是一颗集接收电路、调制解调电路、低通滤波、放大电路和控制电路为一体的集成接收头，一共有三个引脚输出其中一个是电源一个是接地另一个则是输出，这样就大大方便了我们的使用。1308内部结构如图3所示

图3