Proteus角度限位器的51单片机检测电路设计+电路图(4)
2 总体设计方案
2.1 系统设计原理
该系统以AT89C51单片机为系统核心，围绕单片机最小系统构建步进电机驱动模块、按键控制步进电机模块，角度限位器位置检测模块、液晶显示电路电路模块，构成完整的角度位置控制与监测系统。此系统的工作过程与设计思路大致如下：单片机控制，并以驱动电路驱动步进电机旋转，而步进电机则带动角度限位器进行转动。由于角度限位器相当于一个拥有多触点的开关，转动到一定角度相应产生一个位置信号，该信号就反映了角度限位器当前的角度信息。角度限位器发出的信号则由单片机来进行处理，并通过显示模块来显示处理的结果。角度位置信号检测功能实现的过程: 本设计假设角度限位器共有3个触点位置，即有三个已经固定的角度作为检测点。限位器公共端施以同样的电平，而三个触点各有一条信号线接入到单片机I/O端口，当某一个触点被接通时，公共端与该触点引出端便被接通，从而可在相应端口检测到电平变化。限位器转动部分转过的角度由步进电机来决定，当控制步进电机使其转过那三个已经设定的角度时，单片机应当能在一定的精度（某一角度范围内）在相应的端口检测到信号，若信号正常（即在允许的误差范围内检测到到位信号）则说明角度限位器能正常工作，并在显示屏上显示到位信号，反之如果工作异常也要在显示器上做出相应的显示。
2.2 系统总体设计框图
图2-1 系统总体设计框图
如图2-1所示，系统步进电机按键控制电路与角度限位器模拟电路作为系统的输入，而步进电机以及PG160128A液晶显示屏作为系统的输出装置，AT89C51单片机最小系统作为中心处理装置，ULN2003A则为步进电机的驱动装置。
3 系统硬件模块的组成
3.1 单片机控制模块
本设计的核心是AT89C51单片机，整个系统都是在单片机最小系统的基础上建立起来的。单片机作为微控制器，控制着步进电机、液晶显示等模块的正常工作，同时保证各模块间工作的协调。设计的主要内容就是对单片机进行编程，通过设置控制按钮来控制其他模块的工作。可以说单片机就是系统的大脑，设计最主要的工作就是围绕着单片机而进行的。
3.1.1 AT89C51单片机基本情况
AT89C51是美国ATMEL公司的一款产品，它是一种CMOS8位微处理器，具有低压，高性能的特点。其中含有大小为4k的可以反复擦写的FLASH存储器（FPEROM）还有128 字节的数据随机存取存储器（RAM）。在制造方面，AT89C51单片机使用了高密度、非易失性存储器制造技术来进行生产，而在兼容性方面，它兼容工业80C51系列产品的指令与引脚。AT89C51中含有的CPU是一种通用8位中央处理器，能满足许多场合的功能需要。现如今，在众多单片机类型中可以说AT89C51是一种高性价比的单片机，它可灵活地应用于各种控制领域满足控制需求。
如今单片机的种类非常多，如Motorola 单片机、凌阳单片机、PIC单片机、AVR单片机等等。单片机的功能正在变得越来越强大，使用的场合也越来越广。8051单片机最早是由Intel公司推出的，后来Intel公司将80C51内核使用权出让给世界许多著名IC制造厂商，使基于8051改进的单片机成为了世界上使用最为广泛的单片机之一。51系列的单片机作为一种国内使用非常广泛的单片机，其资料相对较多，成本低，使用也相对简单。所以结合设计需要，选用了一款较为简单AT89C51单片机来进行设计。
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