《基于单片机的步进电机正反转控制系统设计》12000字（论文）

基于单片机的步进电机正反转控制系统设计目录TOC\o"1-3"\h\u5170摘要 1224581绪论 354371.1选题背景及意义 313601.2国内外研究状况 4144471.3系统任务和内容 42硬件部分52.1PC上位机62.2电源模块72.3LMO16L模块82.4非易失存储模块102.5485通信112.6主控芯片11239323软件部分 1265983.1系统的开发软件 13282893.2主程序的设计 13285973.3AT89C52的非易失性存储功能 17228793.4显示设计LM016L 17210623.5上位机通信 194系统测试205总结21摘要电机被发明并出现在我们的生活中，当然我们的日常生活根本离不开各种各样的电机控制系统，例如空调，电风扇等等，没有这些东西我们的生活水平将大大下降。但是，只有这些日常生活用具能够用到电机吗？当然不是，在船舶、煤矿、石化、冶金、电力甚至是重型机械等绝大多数的工业领域，都会涉及到大量的电机，并且这些电机也是处于核心地位，必不可少一旦出现问题，将会导致无法完成作业，甚至导致整个运行系统的损坏崩溃。从这里不难看出，对于电机要实现控制是那么的重要，不过这么久以来，世界各地的学者也对电机的控制展开了很多，很深的研究，其中对于电动泵的研究，就是一个很有价值的课题。电动泵不仅可以用来控制液体，也可以用来控制气体，运用的范围极其广泛，本课题，就是为了研究电动泵的工作控制原理，成立的这一项课题。电动泵，泵，顾名思义，是指可以去吸入或者排除流体的一种机械，流体又可以分为液态流体和气态流体，能够去把流体抽出，或者是压入某一个指定的容器里面，抽出和压入通常也是能把液体提起送入高处，或者是加速送入完成快速加油或者是紧急送气送水等等任务，通常有水泵，气泵，油泵等等。泵的输送出液体或者气体的量，是可以控制的，比如要给一个多大的油箱加油，然后在多久的时间内能够将其加满，这些要实现的功能，都需要电动泵的控制系统来进行实现，然而电动泵的本质是一个步进电机，怎样的吸气，压气，在步进电机的内部相当于是去控制电机的正转，或者反转。怎样的量，多大的容器，需要多大的量，在步进电机里面等同于控制电机转动的圈数，甚至可以通过计算来控制好每转一圈所会输入的量，严格的来根据指定容器所需要的容量，来得到需要电机转动的圈数，然后控制电机的转动圈数来完成精准的容量输入。怎样的速度，需要在多快的时间内完成指定量流体的输入，例如紧急用水，需要多快，多久的时间内将指定量的传输任务完成，亦或者是紧急加油，在由于缺乏供油而造成的事故前，多少时间内将传输任务完成，这样涉及到的就是电机的转速问题，所以就还要在电机里面设置好电机的转速调档。那么，这次设计的主要内容根据以上的要求来得到的是：要选用AT89C52单片机用来作为整个控制系统的主芯片，来进行程序的编写，并且选择一个显示屏，来明显的检测到电动泵的运行状态，是正转还是反转，以怎样的速度，去转几圈，都能够在这样的一个显示屏上一目了然。然后设计一个上位机，在上位机上能够让操作者根据实际的情况来通过按键来实现对流量的输入或者排出的控制，包括流量的速度控制，和整体的量的控制。最后再完成一个通信功能，并且最后把所有的模块组装起来，最后就可以完成一整个对于电动泵的控制系统。1绪论1.1选题背景及意义泵是可以用作为输送液体亦或者是用来能够让液体的液体压力增加的器械。电动泵也是属于泵类的其中一种,是属于电动机与机械泵的合体产品.液体在化工部门或者是在石油部门的生产中多半都是存在以原料、半成品或者是成品的形式。在后续的将半成品与原料加工成成品则需要使用到电动泵，而电动泵在这些过程中起到了非常重要的作用，可以用来输送液体或者用来提供化学反应所需要的压力流量，另外，电动泵不仅于此，在有些地方甚至需要电动泵来控制温度。农业生产中的灌溉，很多也都是需要电动泵来实现。我国虽然发展的非常之快，但是农村依然也是占据非常大的比例，所以，一大部分的泵使用量都是被农村所占有。上面说过泵同样在矿业或者是冶金工业中也是被使用的非常多的一种器械。例如矿井工程中的排水，冶炼，选矿等等的过程中也都需要泵来排水供应。而且在更多更加重要的场合也都会用到电动泵，甚至是在国防建设中也会大量的使用到泵，而且有些地方还会对泵有着极高的要求，就例如用于高压，或者有放射性液体的地方，会要求泵不能有任何的泄露等等。总之，不管是工业还是日常的生活中到处都会需要用到电动泵，所以，泵会成为通用机械，是非常重要的一类产品，可以用来维持汽车发动机在燃油上所需要的油的压力，甚至是航空火箭的涡喷发动机是否能够持续喷油也需要电动泵，还有食品机械中也有需要给输液增压的地方，那么此处也同时需要用到电动泵。电动泵的本质不过就也就是对于其内部的步进电机的控制。如果我们用传统的方式来控制电机的转速，那么就需要安装到测速装置。其中就有三种测速装置，有霍尔传感器、光电式转速表和磁阻式磁传感器，这三种传感器都有一个共同的缺点，就是会带给电机让电机的成本变高亦或是让电机的体积变大。同时带来的缺点还有就是会让电机的效率降低或者式让电枢电流增大，这些缺陷都会很容易因为一点点的小误差而造成，进而会引起电机的发热问题，那么发热又会对电机的制造生产的工艺难度提高等等的一系列问题。那么最后对电动泵的原理和内部结构进行研究之后，只有对电动泵内部的步进电机的控制，区别于传统的方式，让此研究变得更加有意义。1.2国内外研究状况近些年来，美国、日本。德国的很多公司都会在液压系统中有着成熟的对于电动泵的产品的运用，都在电动泵的应用研究领取有了较大的进步。美国Vickers公司最近就新研发了一种新型的电动泵产品，将交流异步电机作为电机并且用封闭的组合让液压泵和电机进行了优化和一体化的设计，并且还能以液压泵作为指定的变量泵或者定量泵然后用油冷的方式来对整个步进电机机体进行散热处理，这样的设计是非常实用的。通过上面所说的创新设计，让电机的优化不仅能够让电机工作变得更加的可靠，还能缩小整个系统的体积，这些在传统的电机上就做到了非常大的改进。整个电动泵的外部和内部均使用O形橡胶密封圈进行严格密封。让电动泵整个都处于密封的状态，并且能够用到油的地方比如电机的轴承润滑油全都用的是液压油，那么这么多的改进带来的好处是让电机运行的噪音降低了10分贝以上。对于电动泵的这样的改进让电动泵都具有了很优异的变化，比如工作噪音低、体积小、并且将工作介质用来作为对电机的散热冷却处理相当于优化了散热系统、还有对泵和电机控制器的一体化的设计还有最后让电机转速的控制精准度变高，稳定性变好的原因是对电机转速处以闭环式的控制。此外，在捷克共和国和法国等国家/地区，小型涡轮喷气发动机可用于燃料控制系统。用以电动泵的技术来实现，并且里面的数字控制器来控制电机的专属，直流无刷电机来带动油泵，来实现他们设计的功能，并且能够让压力和燃油的流量供给都能达到对于发动机性能的指标。我国相对于西方国家和美国对于电动泵的研究晚了一点，所以在技术的储备、创新的机制和设计的开发理念等方面都有着一定的差距。我国对于电动泵的研究开发主要都有下面的一些特点：第一点是应用范围窄，并且电机的驱动功率相对较小；第二点是一般会采用直流有刷的电机，那么有刷电机有一个非常显著的缺点，那就是在运行时的电刷会在电刷换向或者电枢的磨损式产生火花，这样会让电机容易发生故障；第三点是电机的转速不能够进行闭环的控制或是根据实际需求来调整转速，因为转速一般都是难以调整的。我国的华中科技大学、上海交大、西北工业大学、北京航空航天大学等高校以及航空三院这样的一些工业部门都展开了不同程度的对于电动泵应用的研究工作。并且对部分产品的随机抽取展开验证，运行稳定性和系统的控制精度都得到了认可。1.3系统任务和内容本系统利用C#作为设计语言，实现对步进电机的正反转控制；控制电动泵（注射器）的抽气、压气和停机；利用485接口实现网络通信，采用MODBUSRTU协议实现对电动泵（注射器）的抽气、压气、停机、工作状态和泵活塞位置的测控；还应能利用通用地址实对电动泵的设备地址、抽气、压气、停机、工作状态和泵活塞位置的操作。下位机利用单片机作为主控芯片，实现对步进电机的正反转控制；具有停机、推（打气）、拉（抽气）控制按钮，控制电动泵（注射器）的抽气、压气和停机；同时应能对关键信息的非易失性保存。2硬件系统设计与实现对于电动泵的控制系统，相当于要实现对于控制步进电机，需要实现电动泵的抽气、压气、停机，相当于控制步进电机的正转、反转和停机。设计一个控制系统，控制器则是最重要的一环，用PC上位器来输入状态，通过单片机来实现对电动泵的控制，然后选用一个LM016L液晶显示器，来显示电动泵的运行状态从而达到检测工作状态的目的，同时能够对系统的主要参数进行非已失性保存。通过单片机收到PC上位器的指令来发出信号给驱动电路从而实现对电动泵的控制。系统图如图所示。2.0系统结构框图2.1PC上位器利用PC上位机这个模块来实现对整个电动泵控制系统的控制。运用仿真中的的COMPIM模块完成和PC上位机的通信，PC上位通过串口来发出控制指令给到控制系统，从而实现对步进电机的控制。有着现代数据通信技术的迅速发展以及电脑windows网络的广阔使用，电脑数据通信技术伴随着使用而越来越成熟。同时作为传统的计算机数据通信方式的串口通信，该通信拥有电路连接线路简单，应用方式灵活，通信时的可靠性高的多个优点。在众多的通信技术中长期以来应用颇为广泛。在计算机和下位机的数据通信，以及通信故障的检测，计算机的远程控制等方面都有着非常广泛的应用价值。同时，尤其是Windows操作系统下的串行通讯可以充分利用Windows操作系统下的软硬件资源与单片机的串口进行通讯。串行通信模式主要有两种通信模式：串行通信和并行通信。串行通信模式是指在通信过程中一点一点地传输数据的方式。串行通信模式使用更多的线路。较少的，而且串口通信时所要通信成本较低，其中特别是在远距离进行数据传输，为了让多条线路通信时的导致的数据不一致性，较少的通信线就有着不可掩盖的优势。而在串口和电脑的通信媒介中上位机起着非常重要的作用。根据系统的控制要求，控制系统需要去设置能完成电动泵的抽气控制，压气控制和停止控制，这三个状态的控制按钮分别设置三个控制状态栏，然后通过输入指令代码来控制步进电机从而来完成对电动泵的抽气控制，通过K2来完成对电动泵的压气控制，通过K3来完成对电动泵的停机控制。即通过第一个状态栏来控制转动方向的正反，第二个状态栏来控制转动的速度，第三个状态栏来控制转动的圈数。2.2电源模快电动泵控制模块中所包含的电源电路部分根据需要，其中是有要给AT89C52主控芯片进行供电，我通过查阅官方手册可以知道，要想主控芯片正常工作芯片的工作电压必须在4.5V到5.5V之间。而要想芯片工作在最好的运行状态芯片的运行电压必须在5V左右，并且手册中规定电压的波动应在0.1V以内。通过以上信息我们可以得出芯片供电需要的参数，因此我们选用ULN2003A，用做供电给主控芯片。是在低压差电压调节器系列中ULN2003A扮演着非常重要的角色。ULN2004A和ULQ2004A的基本10.5kΩ串联电阻允许直接从CMOS器件从6V至15V的ULN/ULQ2004A所需输入电流，使用的电源电压低于该ULN/ULQ2003A，所需的电压是小于ULN2002A要求。ULN2003内部是有七个硅NPN达林顿管，并且还是大电流达林顿陈列，同时能够耐高压。诸如电路之类的电路还具有以下特性：他的每一对达林顿管都是由串联的基极的电阻所构成的，而且可以连接到电脑主板上的一块可读写的RAM芯片和TimetoLive等等种类的电路只要在工作电压下就可以完成。他还有一个很方便的点，那就是可以直接处理数据根据你的需求在逻辑缓冲区进行完成。最后，由于ULN2003这个驱动的模块他需要的工作条件都需要达到较高的水准，所以在关键的时候能够承受住高达50V的电压，其灌电流可达到500mA，即使在高负载下，输出也可并行运行电流的情况下，所以ULN2003通常取用SOP-16或者是DIP-16来作为塑料封装。2.3LM016L显示模块液晶显示其在我们的生活中是非常常见的。现在有很多的点在产品都会用液晶显示模块来作为通过器件在非常多的日常产品上面都能够看到，例如，万用表，电子表等主要用于显示特殊符号或图形或数字。通常，输出将通过以下方式进行：LCD，发光管，LED数字管等，它们都用在单片机的人机通信接口中。即，没有闪烁，并且液晶显示器的图像质量高。因为数字接口和SCM系统之间的接口可以更方便，更简单和更可靠，所以LCD的接口是全数字的。液晶显示器简介：①液晶显示原理能够通过电压来对显示屏进行局域性的控制是液晶的主要的性质。通电后它们才能够进行显示,这样它们才能够很好地显示和输入出来的图形,那么现在的液晶显示器就是采用的这样一种物理学和化学特性。该液晶电视机的主要特点之一是厚度非常薄、容易显示全色彩并且适用于大范围去直接驱动集成电路。目前的引用范围也是非常的广阔,例如手提电脑的屏幕、摄像机等很多的领域范围。②液晶显示器的分类它们可以使用字符式、段型、点阵式等把液晶电视机的显示形式划分为许多种。而且液晶显示不仅会有彩色和多灰度的显示特征,也会带有黑白两种的显示模式。它也可以通过各种矩阵驱动方式进行分类。③介绍了液晶显示器各种图形性能的基本原理：使用线段进行显示在整个电脑屏幕顶部都将会分别出现的是一条由8段明亮辐射线和8条黑暗辐射线相互连接而来组成的圆形虚线。这也是即便是用地图显示的一个根据点和基本原理。指令3:显示光标和图像显示标准模式会自动设定一个指令还能自动检查显示屏幕上的所有矩形图像光标是否在左移或右移。高电平符号代替数位符号数字表示有效,低电平符号代替数字符号表示不具有效。指令5:可以移动其他光标或者在屏上显示低于高电压水平s/c时可以移动其他光标所需要显示的光标图像,低于高电平时可以移动其他光标。指令6:主要操作功能分别是自动设置一个总线命令数字de低和高电的4个总线，并且高电时是单和双行分别自动显示命令f：在低和高级别上，它是一行，以自动显示两个5x7的点阵和阵列字符命令10：写入数据。1602液晶显示模块可以直接与微控制器AT89C52连接。2.4非易失性存储模块在整个系统中能对关键信息进行及时的储存，在这个系统能够运用到的重要又复杂的场合里面是至关重要的，就是为了防止以外的发生例如停电等这样的情况的发生导致的重要信息丢失。在大型复杂的场合里面关键信息的丢失将会造成重大的损失。在AT89C52单片机中有掉电模式和特殊功能寄存器，由这两个单片机自带的功能就能组成AT89C52的非易失性存储模块，对于掉电模式的解释是这样的，他会把RAM和特殊寄存器都冻结住，并且也会让振荡停止工作，如果想要退出掉电模式那么只有一个办法，那就是将使用复位的方法，而且在复位操作完成后不需要改随机存取存储器里面的内容，还可以直接重新对特殊存储器进行定义。只要Vcc恢复正常电流之后。复位才能有效，而且为了能够让振荡器能够重启并稳定工作还要保持一定的时间。如果未定义，则读取的数据将不确定，并且写入的数据也将丢失，因此对未定义单位的读取和写入将无效。因为这些单元会在未来的产品中肯能被赋予新的功能，那么在这种情况下，复位之后的单元总会是“0”所以不该将数据“1”写进没有定义的单元。2.5485通信模式由于工业的环境越来越复杂，环境对应于通信其实是有一定的干扰的，但是现在工业环境越来越复杂，对于通信的干扰也变得越来越严重。既然数据的传送会遇到这么大的干扰，那么就需要一个通信方式能够有扛干扰强的特性。我所能找到的两种具有强抗干扰特性的通信协议就是RS232和RS485这两种通信方式，其中在工业中应用的比较广泛的则是RS485串行通信的方式，那么可以采用远程数据传输以及远程学习的方式传输来实现工程控制上的远距离通信。而RS232的通信方式就在一定程度上强度没有RS485通信高所以通常只被应用在一些简单的环境里面。RS485的通信方式是在美国的加利福利亚电子工业协会EIA定制的通常也称EIA-485，是一种接口的标准也是一种串行物理连接的标准。而且一般会使用两条线进行传输。数据传输的原理是利用两线传输之间的电压的电压差来执行的传输。这种通信的方式就是会有很强的抗干扰能力并且能够用在对传输参数速度要求很高的地方并且还可以实现长距离的通信。他还能够满足现代网阔的要求，因为通过总线对智能控制设备的连接可以形成网络状的拓扑结构。他的通信效率也非常的高，因为它可以用一台主机来同时控制多台主机，从而也节约了通信的成本。接下来开始介绍关于RS485-RTU-CRC的通信基本特点：第一个是他的逻辑高电平两线的电压差是2伏特到6伏特。而他的逻辑低电平的两线电压差则是-2伏特到-6伏特。如果不加信号中转的话裸线传输的最大距离，在RS485-RTU-CRC里面这个数据传输是一千多米并且速度能够高达10兆帕每秒。这个速度是非常的快的，所以如果要传输到更远的距离的话就需要在中间加入通信的中间继电站才能达到目的距离。它抗共模的干扰能力是非常强的因为它的通信采用的是差分式的接收器与平衡驱动器的组合体，所以他的抗扰动性能在通信方式里面是非常强的。485通信中对他的数据协议没有做任何的规定，仅仅只规定了用来发送数据和接受数据的端的电气特性。为了通讯的协议必须达到RS485通信的数据传输要求，在通信的方案里面的通信协议就要做另外的设计。我们设计了让数据能够通过两根输电线来实现向两个目标的传输就是在原通讯方式下选择两根通讯线来实现程序的传输体系，但是同时也出现了很明显的缺点，那就是它无法同时实现两个目标的传输和获取这也就是半双工通讯体系的体现。与其相对应的就是全双工通讯，他们的区别在于全双工通讯可以实现两条线路的传送与获取的同时进行。但是半双工的通讯体系会在工业设备和日常生活中得到更多的运用，因为这种体系采用的是衔接的方式，能够应用一个上位机的通讯线能够和目标站进行通信上的连接来实现上对下的传输，这也就满足了我对设计的需求。2.6主控芯片AT89C52是ATMEL公司研发的一个51单片机系列的型号。从我所查找的资料来看，AT89C52所需的工作电压不超过5.5V。由于它的工作特性AT89C52是具有很好的性能的一种芯片。他的内部拥有可以任意次数擦写的RAM和ROM，并且是由ATMEL公司所生产的。采用了高端技术比如高密度技术，同时它也使得数据很难丢失。因为它的功能很广泛，所以在许多较为重要的场合都有被用到。从AT89C52引脚部分来看，共有40个引脚（32个外部I/0端口），在实际操作使用过程中需要将每个引脚的功能完全了解，我们才能开始课题方案的设计。这个主芯片它的特点也是非常的好，就比如它可以写入8k快闪存储器不仅能写入，还能重复的擦除非常多次搞达千次以上，接下来再进行一下具体的介绍，里面有256X8个的内部随机存储存取器，32个双方向I/O端口，还有3个16位的可编写的中断，还有两个串行中断也是可编写的通道。40脚p是8位有源通用双核微处理器，带有双行单行电源串联接口。它使用基于国际电子行业设计标准的8个xc51内核在内部控制电源引脚的功能和结构。分布与八位通用8xc52相同，其主要功能是在调节气体会聚温度时控制其内部功能。功能组件的介绍主要包括所有主要功能部件的自动初始化，例如所有会聚相机主板的内部数据寄存器，数据接口ram和外部数据接口，会聚相机调节器的控制，会聚相机测试电路图的自动控制，红外激光器远程传感器控制信号的接收，接收和输出的编解码器以及与会聚摄像机的所有主板数据的数据通信。3软件部分在对电动泵的控制系统的设计中，整个系统要对电机的实时运行进行显示。并且还能够用上位机的串口软件以485通讯协议作为支撑对整个系统发送指令和控制数据。还能够对通信数据进行修改和系统的通信地址进行修改。可以直接在输入口直接输入指令来控制电机的正传或者反转，转速和转动的速度，来实现对步进电机的控制，实现推气和压气的量以及速度。同时能用485通信接口来实现通信，同时遵守MODBUS-RTU协议实现对于运行的状态的参数设置，参数选择，还有工作状态的控制。3.1系统的开发软件在进行AT89C52主芯片的程序编写时，使用的是KeilU-Vsion5-MDK软件进行的程序编写。这个软件是2019年9月15日发行的，他的界面为了能够让新用户能够很快的掌握对于软件的应用而采用的是软件通用的的窗口的管理界面。从而让软件在后期能够有一个简介又高效的环境。虽然到现在都还没有中文版本但是在国内有百分之九十九以上的软件工程师和几乎所有的理工科的大学生都用得事Keil-MDK系列的软件。用这个软件编写的程序生成的HEX的文件占用空间小并且也非常的高效，有这样的优点那么在制作大型的产品和大型的软件编写也将会具有非常大的可行性。并且为了能够在调试过程中更加的快捷方便，里面有一个专门对于高级语言的调试修改的软件语言性的调试器。所以综合考虑就选用这个软件来进行程序的编写。在对于上位机的程序编写时，用的是Visual-Studio-2019.3.65最新版。这个编程软件是在2019年2月15日正式上市。为了能够让新用户更快的能够熟悉并且编写代码流程，软件会默认让你安装LiveShare程序代码来协作服务项目。而且新版本的改进也很大，新版本包括了整个系统软件所需要的几乎所有的软件共工具都进行了搜索功能的大幅提升。综合考虑，最后选用了这个软件，并且在编写上位机程序的时候运用的是C#语言。3.2主程序的设计整个系统中最主要的控制部分就是利用485的通信方式来加强系统的传输数据时的抗干扰能力。通过上位机来实现对步进电机的正反装控制，从而实现推气和压气，总所周知，当使用到电动泵时对气的推或者压，都会涉及到一个量的问题，那么量，需要实现对量的控制，可以人工进行，去手动控制，但是涉及到人工就会有失误，或者无法严谨的控制好量的问题，所以就要加入对于量的问题的设计即加入固定的圈数控制此时可以控制电机转的圈数，从而能够严格，准确的控制推气和压气的量。届时，涉及到圈数和正反转则必然也会有转速的问题，并且在推气压气时的速度也涉及到设泵所能承受的压力强度问题，而且转速也会涉及到推气压气的完成速度，所以在这里也加入了能够控制电机转速的设计，从而能让电动泵在必要的情况下能够准时的完成推气或者压气的任务，让整个设计变得更加严谨，更加优良。首先时对LED的初始化，然后在对所用的串口进行初始化，然后检测数据是否接受完毕，如果没有接收完毕则等待数据接受完毕，当数据接受完毕之后得到正反转的标志位和转动的速度还有转动的圈数。然后按照输入的圈数和速度来执行步进电机的正传或者反转，最后在LED上进行显示。系统流程图如图所示。3.3AT89C52的非易失性存储功能该芯片是一款掉电不丢失的存储性芯片。AT89C52是一个采用ATMEL公司的高密度和非易失性储存技术来生产的，并且失一个低电压高性能CMOS8为单片机，内涵256bytes的随机存取数据存储器（RAM）和8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器。也就是说AT89C52它本身就带有非易失性存储的功能，使用这款芯片就不用担心会在意外的情况下丢失重要的数据，所以整个设计的软件设计里面就不必要再去在使用了AT89C52的情况下再去额外的设计非易失性存储的功能模块了。3.4显示设计LM016LLM016L液晶显示器在日常或者是工业的控制中都有很多机会让他派上用场，而且也非常收大家的喜欢。LM016L液晶显示器可以自行取模来显示汉字也可以自己取模来实现自己设计的点阵图案当然也是可以显示最基本的英文字符的，所以他对于当接触这个显示屏的新手还是很友好的。如果要使用此显示器来显示字符，它将更加复杂，因为字符通常由6X8或8X8点矩阵组成，然后如果为“0”，则不会亮起，但如果为“1”，则亮起，然后可以形成一个指定的字符。如果字符显示变得更容易，则将控制器与自己的字符生成器一起使用，可以直接输入代码就能完成在文本模式下的控制工作，只需要根据他的具体位置找出显示的随机存取存储器，然后对应设置光标就能直接操作了，非常的简单，但是汉字的话就会比较的复杂，仅为汉字的输入需要他的原始点阵代码，然后也是像前面一样找到对应的随机存取存储器就可以完成对汉字的显示，只不过汉字显示要分为左右侧，然后有一定的规则顺序，这是尤其需要注意的。下面是他的主要参数：16×2的字符芯片容量，最佳的工作电压是5V，能够让他正常工作的电流一般是2毫安。在设计中我们用LM016L液晶显示器来对所检测到的运行状态进行实时显示。在这个电动泵控制系统的设计里面，用LM016L液晶显示器来显示步进电机的运动状态，相当于把整个指令即步进电机需要达到的状态，显示在频幕上，分为两行，第一行是英文字符代码，FX代表的是电机的转向即是正传还是反转，ZS代表的是旋转的速度，QS代表的是需要旋转的圈数，然后第二排就是用来显示具体的指令，对应的FX正下方会有显示Z或者是F，显示Z是在指令里面输入顺时针的转动即正转，如果显示F是在指令里面输入的逆时针即反转，相对应的是电动泵的压气和抽气，然后第二个就是ZS的正下方会显示出1-9的数字再向后是A-F分别对应的是在指令里面输入的1-15的速度对应到的速度等级，紧接着后面就是在QS的正下方所显示的数字反别是001-015，这些数字对应的是输入的圈数的指令，对应的是1-15圈的圈数。在程序编写里面编辑好的代码对应的是转向，00/01对应的是正转和反转，转速对应的是，00-0f，圈数对应的是1-0f还有跟在后面的ff作为校验位，并且在初始状态的时候转动方向的显示是N然后转速的下方显示的是XX，转动的圈数下面显示的是XXX。其中我还加入了中断程序，中断程序它能够满足实时处理要求以及替工故障现场处理的手段，能够维持这个显示屏的可靠正常工作，还能够提高这个显示系统的效率。能够让显示屏如果下运行中出现意外情况的话，能够然后跟他自动停止正在运行的程序并且能够转入处理新情况的程序，处理完之后再返回到被暂停的程序里继续运行。3.5上位机通信在这个控制系统中我是采用上位机来对整个系统进行控制，在对于上位机的设计中我用的是Visualstudio-2019这个软件来编写上位机的程序，这个软件非常好上手，也很适合大型的团队开发，它有灵活的软件建模系统和非常高效的结构指导，而且还有非常全的源代码指令，虽然对于这个软件的应用从来都没用过，并且对程序的编写也没有那么的熟悉，最重要的是在学校也没有学过类似的课程，所以有在网上找到了相关的课程进行学习才能够在最后完成运用C#这种程序语言对于上位机的设计并且同时满足我的设计的要求，并且最后运用满足485协议的虚拟端口将上位机成功的与整个仿真完成通讯。它能够通过虚拟端口与仿真链接然后输入转动给方向的正反，转动的圈数和转动的速度，从而控制步进电机的运行，并且能够灵活的选择通讯端口来配合虚拟端口与仿真进行通讯。4系统测试通过前面对系统进行的详细介绍，相信对于系统的基本功能及使用方法都有了一定的了解。整个系统的测试都是在仿真的环境下运行。通过上位机和下位机，下位机自身的按键来对系统进行测试。整个系统开始之后，用上位机来输入指令，来控制步进电机的运行状态，指令是正向或反向旋转，转动的圈数，转动的速度。然后显示屏上面的FX下面的字母及表示转动的正向或者反向F为逆时针，Z为顺时针。ZS下面的数值表示的是步进电机转动的速度，QS下面表示步进电机转动的圈数。首先测试输入指令：顺时针旋转两圈，速度为2然后测试输入指令：逆时针转5圈，速度为1第一个指令相当于是让电动泵以2的速度向指定容器里面注入电机转动两圈的流体量。第二个指令相当于是让电动泵以1的速度向指定容器里面抽出电机转动5圈的流体量。5总结整个毕业设计已经完成，真是经历了太多，解决了太多太多的困难，这一个毕业设计让我学会了太多的东西，就比如增强了我的学习能力，理解能力，以及很多很多的专业知识，就比如进一步的学会了C#语言的编写和Proteus这个软件的运用，甚至还自己学到了新的知识，就比如VisualStudio这个软件根本就从来都没学过，为了做出上位机，完成整个设计的需求，完成整个设计的功能，我不仅自己摸索，到网上搜索想更换的视频，甚至是不停的向老师询问，学习这个软件，最后甚至请教了我的舅舅，他可是这方面的专家，不得已去请教他可真是无路可走了。不管怎样，真的收获了太多太多。在初期，第一次选到C#类的课题，我的内心是忐忑的，毕竟我对于C#这方面的知识可谓是非常的缺乏，也就决定豁出去了，就这个，为了能够强迫自己进步！对，没有压力就没有动力，就算是第一个任务，开题报告，都把我闹得一头雾水，从最开始连任务书都看不懂，不知道电动泵的本质，根本无从下手，最后在我的指导老师皮大能的细心指导下，终于明了我的整个设计的本质，那就是控制他的核心，步进电机，然后复杂的任务书被我一层层的解开。然后在弄懂了整个设计的本质之后，紧接着就是开始整个设计的思维构架，首先要选好设备型号，做出仿真，然后设计出上位机，来对仿真进行控制，思维框架有了，真正的困难，才刚刚开始。对于Proteus这个软件，毕竟已经学过很久了，也忘的很多了，在库存里面寻找我做选好的设备都是无从下手。而且使用起来特备生疏，甚至在接线上面也出现了困难，更别提调试了，对于主芯片AT89C52的调试都经历了甚至上百次，为了能够让整个系统能够动起来，串口调试助手都跟我成了好朋友。对于程序的编写，也真是费劲了心思，大一学的C语言，整个设计只要涉及到的程序编写全都要运用C#，为了能够顺利的完成编写，我甚至在网上找相关的课程经过细心的学的，在通过学霸室友不停的指导，还有指导老师皮大能教授的点拨，终于历经接近一个月的时间，怀里抱着书，经过无数次的编写错误，修正，错误，修正，终于才能够将仿真完成，虽然结果看似简单，但是却克服了无数的困难才能将其完成，硬件型号的选择，仿真软件程序的编写，整个仿真的调试，全都完成之后，我信心满满拿给老师看，谁知道真正的噩梦才刚刚开始，我的仿真一直都是使用串口调试助手进行的指令输入，但是为了完成整个设计的控制，必须要有指定指令的上位机才行。这涉及到的是我从未涉及过的软件设计，需要从零开始学习VisualStudio这