安徽工程大学毕业设计（论文） VCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7 图3-7 LED内部结构原理图 本次设计中要求作到3组LED显示，LED显示器的控制方式为静态显示和动态显示两种，因此在选择LED驱动时，一定要先确定显示方式。 若选择静态显示，则LED驱动器的选择较为简单，只要驱动器的驱动能力与显示器电流相匹配即可。而且只须要考虑段的驱动因为共阳极接+5V，而共阴接地，所以位的驱动不要考虑。 动态显示则不同，由于一位数据的显示是由段选和位选信号共同配合完成的，因此，要同时考虑段和位的驱动能力，而且段的驱动能力决定位的驱动能力。 本论文选择的接线是动态显示：将LED的引脚直接接到单片机的P0口虽然占据了资源，但是电路比较简单而且可行。LED与单片机的接线如图3-8所示： 2- 21 - 3基于单片机步进电机控制器的设计 8*1K12345678161514131211109P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7ABCDEFGH10KP1.5VCCVCCVCC10KP1.610KP1.7 图3-8 LED数码管显示与单片机连接图 TitSizB3.5 按键设计 2345DaFil在设计中，使用了3按键，采用了直接和单片机口线相连，采用的是独立式键盘结构。它们分别控制着步进电动机的加速、减速和快速停机。将3个按键分别通过上拉电阻接到单片机的P1.2、P1.3和P1.4口上，其电路图如图3-9所示。
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安徽工程大学毕业设计（论文） VCC10K10K10KS1P1.2S2P1.3S3P1.4 图3-9 按键与单片机连接图 3.6 传感器电路设计 3.6.1 霍尔效应和霍尔元件 霍尔效应是因为通电半导体片中的载流子在磁场产生的洛仑兹力的作用下，分别向片子横向两侧偏转和积聚，因而形成一个电场，称作霍尔电场。霍尔电场产生的电场力和洛仑兹力相反，它阻碍了载流子的继续堆积，直到霍尔电场力和洛仑兹力相等。这时，片子两侧建立起一个稳定的电压，这就是霍尔电压。 在片子上作四个电极，其中C1、C2间通以工作电流I，C1、C2称为电流电极，C3、C4间取出霍尔电压VH，C3、C4称为敏感电极。将各个电极焊上引线，并将片子用塑料封装起来，就形成了一个完整的霍尔元件（又称霍尔片）。如图3-10所示： 23
图3-10 霍尔效应和霍尔元件
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基于单片机步进电机控制器的设计
霍尔元件基本原理是：在步进电机的转盘上加装霍尔元件和磁铁，即可构成基于磁电转换技术的传感器。霍尔元件固定安装在转盘附近，永磁铁安装在转盘上，当转盘每转一圈，永磁铁经过霍尔元件一次即在信号端产生一个计量脉冲。 3.6.2 应用霍尔元件测速
如上所述，在步进电机转盘上固定一块永久性磁铁，然后在其对应的位置放置一块霍尔元件。从而转盘每转一圈就会产生一个脉冲，脉冲经过差分放大器放大，然后输入单片机，从而给单片机发一个脉冲。
本次毕业设计成功的实现了用单片机实现对步进电机的控制，并且通过键盘操作对步进电机进行加减速和正反转控制，用霍尔元件检测其速度，同时在LED数码管上显示。具体过程为：
先用单片机设定并开定时中断（假设10秒），然后通过程序对在这段时间内霍尔元件所发脉冲进行计数，通过程序计算得出速度值，即步进电机的转速（单位：转/秒），然后送LED数码管显示。
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第4章 软件设计
此设计中的软件设计包括主程序、定时中断子程序、键盘扫描子程序、LED显示子程序、按键子程序、步进电动机速度检测服务程序以及步进电动机速度中断程序。 4.1 步进电动机的主流程图
主程序完成的功能是启动AT89C52单片机检测步进电动机初始状态开启定时器，用按键来改变步进电动机的运行状态，并通过数码显示来显示其状态。主程序流程图见图4-1所示：
定时器初始化计算输入速度值定时器初始化开定时器扫描键盘键盘去抖及连击处理数码显示N有键按下Y键处理结束 图4-1 主程序流程图
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