华北水利水电大学 课程设计说明书
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2.5所示:
图3-6 ULN2003管脚连接图
其主要特性为：
表3-1 ULN2003主要特性表
极限值（若无其他规定，Tamb=25℃） 参数名称 符号 数值 单位 输入电压 VIN 30 V 输入电流 IIN 25 mA 功耗 PD 1 W 工作环境温度 Topr -20to +85 ℃ 贮存温度 Tstg -55to+150 ℃ 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P2.4—P2.7，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3-7所示:
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U2123456161514131211abcdVCC12345J1蓝粉黄橙71089ULN2003VCC红D1D2D3D4R2R3R4R51K1K1K1KVCC
图3-7 步进电机驱动原理图
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第四章 控制系统软件分析与设计
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。
4.1 主程序流程图
系统分为电机正转、电机反转、电机加速与电机减速的几部分组成，其主程序框图如图4-1所示：
开始 初始化 调按键、显示子程序 调用正反转子程序 调按键子程序 停止 调用加减速子程序
图4-1 步进电机控制系统主程序流程图
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4.2 读按键子程序流程图
按键采用扫描的方法，与初始值比较，相等则说明没有键按下，不相等则软件消抖，以便确认是否真的有键按下。延时10ms后再次扫描，第二次与初始值比较，若相等则表明前一次比较不相等是由抖动产生；如果相等则表明确实有键按下。执行键盘之程序里的指令，将相应的变量值改变，为键盘处理子程序做准备。如图4-2所示:
启动 否
是否有键按下 是 处理键盘子程序
图4-2 扫描键盘字程序流程图
4.3 按键处理子程序流程图
按键处理子程序流程图如图4-3所示：
步进电机的启停控制通过启停定时器T0来实现，因为定时器T0控制着脉冲信号的输出，关闭定时器T0也就阻止了脉冲信号的输出。
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