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的B值为正值。由图2-6看出，当B=0时，V0为高电平；当外磁场增至BOP时，输出V0由高电平转为低电平。外磁场由BOP降至BrP时，输出V0由低电平反向，BrP被称为释放点。对于UGN3020，BOP=0.022T，BRP=0.0165T，VOL=80～150mV，VOH=4V，工作电压为4.5V～24V。
UGN3020可组成转速计探头。该探头由霍尔元件UGN3020和磁钢组成测量电路。将具有10个齿的圆盘固定于被测对象的旋转主轴上。当圆盘齿经过测量磁路的间隙时，霍尔元件输出高电平，其他时间输出为低电平；这样圆盘每转一周，电路输出10个脉冲，脉冲经过分频后，用频率计即可测出被测对象的实际转速。
本设计采用的测速电路原理图如下图2-7所示：
图2-7 测速电路
1.3.5 步进电机驱动电路
本系统的设计目的为了高效控制步进电机的转动，因此需要将单片机发出的脉冲转化为步进角度，才能控制步进电机转动，我们在这里采用ULN2003为步进电机提供脉冲信号。ULN2003七NPN达林顿连接晶体管是低逻辑电平数字电路（如TTL,CMOS或PMOS/NMOS）和大电流高电压要求的灯、继电器、打印机锤和其他类似负载间的接口的理想器件。广泛用于计算机，工业和消费类产品
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中。所有器件有集电极开路输出和用于瞬变抑制的续流箝位二极管。ULN2003的设计与标准TTL系列兼容。它的管脚连接图如图2-8所示:
图2-8 ULN2003管脚连接图
图2-9 ULN2003芯片内部结构
其主要特性为：
参数名称 输入电压 输入电流 功 耗 工作环境温度 贮存温度 符号 VIN IIN PD Topr Tstg 数值 30 25 1 -20to +85 -55to+150 单位 V mA W ℃ ℃ 表2-3 ULN2003主要特性表
ULN2003芯片概述与特点：
ULN2003芯片是高耐压、大电流达林顿阵列，由7组达林顿晶体管阵列和相应的电阻网络以及钳位二极管网络构成，具有同时驱动7组负载的能力，为单片双极型大功率高速集成电路。功率电子电路大多要求具有大电流输出能力，以便于驱动各种类型的负载。功率驱动电路是功率电子设备输出电路的一个重
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要组成部分。ULN2003芯片高压大电流达林顿晶体管阵列产品属于可控大功率器件。
步进电机驱动电路的工作过程是：首先从P1口输出00000001B，由于单片机与ULN2003连接只用到了P1.0—P1.3，所以ULN2003与单片机连接的四个管脚中每时刻只有一个管脚处于导通状态（采用单拍方式对步进电机控制），其他管脚处于断开状态。这样就使得与ULN2003连接的步进电机只有一个引出端导通。该系统驱动原理图如图2-10：
图2-10 步进电机驱动原理图
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1.3.6 电源设计
在此系统中因要用到两路电源，再三考虑购买了一个输出为交流9V（电压表实测电压在12V左右）的适配器，然后通过4个IN4007（图中未标出）搭建的整流桥，分出两路一路引出供驱动器，另一路再经LM7805降为5V，完全符合要求，同时避免了电路设计中电路板上存在的大电源干扰等问题。
电路电源设计如下图所示：
图2-11 电源原理图
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第二章 控制系统软件分析与设计
2.1 程序设计思路
步进电机控制系统的软件需要同时完成读取键盘、处理键盘、控制步进电机转动、控制数码管动态显示等任务，这就必须通过中断技术来实现。
在本设计中，主程序采用查询方式扫描键盘端口，检测按键动作是否发生，若有按键动作则处理键盘，根据按键值修改相应参数值，实现键盘的实时处理功能。定时器0中断服务程序控制步进电机的转动：根据当前显示的速度进行键盘手动改变T0定时时间常数，设置TH0和TL0的值，达到对转速精确控制的目的；根据转动方向控制位的值，控制脉冲信号循环移动的方向，达到对转动方向控制的目的。
说明如下：
1.单片机接受键盘信息，改变系统内部变量值。 2.单片机输出脉冲信号，控制步进电机转动。
3.单片机根据步进电机实际转动值，控制数码管显示。
2.2程序流程图
2.2.1 主程序流程图
步进电机控制系统的主程序在对整个系统初始化后主要完成读键盘和处理键盘的功能，如图3-1所示：
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