(論文)基于單片機系統(tǒng)的步進電機控制論文(2013年優(yōu)秀畢業(yè)設計論文)

特別說明特別說明 此資料來自百度文庫（/） 您目前所看到的文檔是使用的抱米花百度文庫下載器抱米花百度文庫下載器所生成 此文檔原地址來自 感謝您的支持 抱米花 /lotusbaob h t t p :/w e n k u .b a i d u .c o m /v i e w /e 05370d 6c 1c 708a 1284a 4433.h t m l 業(yè)文 文 目：基于片機基于片機基于片機基于片機系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)的步電機控制的步電機控制的步電機控制的步電機控制 業(yè) 域： 電氣自動化技電氣自動化技電氣自動化技電氣自動化技指 教 ： 作 者 姓 名： 班 學 號： 二O 一 O 年 十 月 十 日 摘 要 I 摘摘摘摘 要要要要 片算機即片微型算機。由 RAM ,ROM,CPU 構(gòu)成，定，和多種接口于一體的微控制器。它體小，成本低，功能強，廣泛用于智能業(yè)和工業(yè)自動化上。 本文主要研究基于AT89C51 片機的步電機的動器控制,動系統(tǒng)采用74LS04和達林管，使步電機可在智能化程序控制下完成正、反、設定等各種操作。文中在片機與動器之間增加一光電隔離可使步電機具有更高的性能,同把字電路與動電路隔離,避免了步電機運行所生的沖電和電流干擾片機。要想達到步電動機的快速啟停、高精度步運行從而實工業(yè)生的控制，采用片機控制系統(tǒng)可大大的化。不能化路，降低成本，而且能大大的提高其可靠性。 整個系統(tǒng)采用模塊化設，構(gòu)，可靠，通人機交互接口可實各功能設置，操作，易于掌握。系統(tǒng)可用于步電機在機電一體化控制等大多合。 實明，基于片機控制的步電機比統(tǒng)的步控制器具有更好的性 能，更加、方便、可靠。本設的主要研究象就是伺服系統(tǒng)中最常用的行器件 步電機。 在科技越越發(fā)達的代，人步電動機控制技的要求也越越高。運用片機其高精度和智能化控制一直備受注，其高新技的發(fā)持不，片機系統(tǒng)控制的研究具有很大的發(fā)潛能！ ： AT 89C51 ，步電動機，智能化控制，片機。 目 II 目目目目 前 言 1 第一章 系統(tǒng)方案. 2 1.1 系統(tǒng)基本功能. 2 1.2設方案介 . 2 1.3 系統(tǒng)設 3 第二章 硬件設 . 4 2.1 元模塊設. 4 2.1.1 片機AT89C51介 . 4 2.1.2 步電動機工作原理 . 8 2.1.3 輸入塊 10 2.1.4 光電耦合器與動系統(tǒng) 12 2.1.5 示快 13 2.2 片機與步電機的接口電路 15 第三章 控制系統(tǒng)的件設 17 3.1 程序設流程 17 3.2 程序 . 18 第四章 仿真與 22 第五章 果分析 22 第六章 總 23 致 . 24 參考文獻 . 25 前言 1 前前前前 言言言言 步電機又脈沖電動機或躍電動機，它是基于最基本的電磁感作用，電脈沖信號變角位移或位移的控制元件。片機控制的步電機廣泛地用于工業(yè)自動控制、控機床、合機床、機器人、算機外設備、照相機，大型望，星天定位系統(tǒng)等等。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，技的步和電子技的發(fā)展，步電機的用域更加廣，同也步電機的運行性能提出了更高的要求。 1950 年后期晶體管的發(fā)明也逐用在步電機上，于字化的控制變得更容易。到 20 世 60 年代后期，在步電機本體方面隨著永磁材料的發(fā)展，各種實用性步電機運而生。步電機往后經(jīng)不改良，使得今日步電機已廣泛運用在需要高定位精度、高分解能、高響性、信性等靈活控制性高的機械系統(tǒng)中。在生程中要求自動化、省人力、效率高的機器中，我很容易發(fā)步電機的蹤跡，尤其以重視速度、位置控制、需要精確操作各指令動作的靈活控制性合步電機用得最多。 步電機作字式行元件，相于一個電脈沖信號變角位移或位移的控制元件。在非超的情況下，電機的速、停止的位置只取決于脈沖信號的率和脈沖，而不受變化的影響，即電機加一個脈沖信號，電機一個步距角。一性系的存在，加上步電動機具有構(gòu)、成本低、易于控制、累差和算機接口方便等優(yōu)點，使得在速度、位置等控制域用步電機控制變的非常的，被廣泛用于各種自動化控制系統(tǒng)中，但統(tǒng)的控制電路存在多不足之處，如低振、易發(fā)等缺點、噪聲大、步距角大、分辨率低等，往往足不了工業(yè)上的精確定位和大扭矩控制。 目前 , 生步電機的廠家的確不少，但具有業(yè)技人，能夠自行發(fā)，研制的廠家卻非常少，大部分的廠家只一、二十人，最基本的設備都有。處于一種盲目的仿制段。就戶在品型、使用中造成多麻。然步電機已被廣泛地用，但步電機并不能像普通的直流電機，交流電機在常下使用。 各界都運用片機行控制，并行不更新和完善，本研究主要采用AT80C51片機控系統(tǒng)，并采用光電隔離技，其一步的設和研究。 州航天業(yè)技學院業(yè)文 2 第一章第一章第一章第一章 系統(tǒng)方案系統(tǒng)方案系統(tǒng)方案系統(tǒng)方案 1.1 1.1 1.1 1.1 系統(tǒng)基本功能系統(tǒng)基本功能系統(tǒng)基本功能系統(tǒng)基本功能 設的步電機控制器。要求能從上輸入步電機，控制步電機的正反及啟停，并示。具體要求如下： (1) 設 09: 字。 *：正逆設定完成后，按“*”啟動步電動機。 #：清除設定正及00。 A：設定正逆。按“A”LED指示燈亮，表示逆，再按LED只是等，表示正。 (2) 控制程 送電，設定正，示器示“00”。 輸入，示器示輸入的，按“A”設定正逆，LED指示燈亮表示逆，LED指示燈表示正，然后按“*”步電動機始運行。 步電機每一，示器減1，直至00，步電動機停止運。 1.2設方案介設方案介設方案介設方案介 根據(jù)功能設的要求本設采用AT89C51片機系統(tǒng)控制運用矩式作輸入控制端動系統(tǒng)采用74LS04和達林管，使步電機可在智能化程序控制下完成正、反、設定等各種操作。文中在片機與動器之間增加一光電隔離?？墒共诫姍C具有更高的性能,同把字電路與動電路隔離,避免了步電機運行所生的沖電和電流干擾片機。 第一章系統(tǒng)方案 3 1.3 1.3 1.3 1.3 系統(tǒng)設系統(tǒng)設系統(tǒng)設系統(tǒng)設 要想實以上述的功能只要通 P1 口的輸入并按一定的序改變 P0 口輸出的脈沖信號，從而改變步電動機四端通電的況，即可控制步電機依定的方向步。同通示器同步的示相據(jù)。依據(jù)以上描述可畫出控制系統(tǒng)的構(gòu)框如 1.1所示 1.1 步電機控制器構(gòu)框 控制系統(tǒng)包括：輸入模塊、示、指示模塊以及步電機控制及動模塊。輸入模塊主要完成據(jù)輸入及控制輸入，示模塊完成的示。步電機模塊主要是由片機輸出控制到動機構(gòu)控制步電動機的運。 片片片片 機機機機 示示示示 步電機控制步電機控制步電機控制步電機控制 州航天業(yè)技學院業(yè)文 4 第二章第二章第二章第二章 硬件設硬件設硬件設硬件設 2.1 2.1 2.1 2.1 元模塊設元模塊設元模塊設元模塊設 2.1.1 2.1.1 2.1.1 2.1.1 片機片機片機片機AT89C51AT89C51AT89C51AT89C51介介介介 AT89C51 是一種4K 字可程可擦除只存器（ FPEROMFa l s h Pr o g r a m m a b l e a n d Er a s a b l e Re a d On l y Me m o r y ）的低電，高性能CMOS8 位微處理器， 俗片機。器件采用ATMEL 高密度非易失存器制造技制造，與工業(yè)準的 MCS-51 指令集和輸出管腳相兼容。由于多功能8 位CPU 和存器合在個 芯片中，ATMEL 的AT89C51 是一種高效微控制器，很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 2.2 是常用的一種片機，型號AT89C51，它算機的功能都集成到個芯片部去了，就么一個小小的芯片就能構(gòu)成一臺小型的電，因此叫做片機。 2.2 AT89C51 芯片 它有40 個管腳，分成兩排，每一排各有20 個腳，其中左下角有箭頭的第1 腳，然后按逆方向依次第2 腳、第3 腳第40 腳。在40 個管腳中，其中有32 個腳可用于各種控制，比如控制小燈的亮與、控制電機的正與反、控制電梯的升與降等，32 個腳叫做片機的“端口”，在片機技中，每個端口都有一個特定的名字，比如第一腳的那個端口叫做“P1.0”。 第二章硬件設 5 AT89C51 片機的功能： 1主要特性： 與MCS-51 兼容 4K 字可程存器 壽命：1000 /擦循 據(jù)保留間：10 年 全工作：0Hz -24Hz 三程序存器定 128*8 位部RAM 32 可程I/O 兩個16 位定器/器 5 個中源 可程串行通道 低功耗的置和掉電模式 片振器和鐘電路 2管腳明（2.3）： 2.3 AT89C51 管腳分布 州航天業(yè)技學院業(yè)文 6 VCC：供電電， GND：接地。 P0 口：P0 口一個8 位漏路雙向I/O 口，每腳可吸收8TTL 門電流。P1 口的 管腳第一次1 ，被定義高阻輸入。P0 能夠用于外部程序據(jù)存器，它 可以被定義據(jù)/地址的第八位。在FIASH 程，P0 口作原輸入口， FIASH 行校，P0 輸出原，此P0 外部必被拉高。 P1 口：P1 口是一個部提供上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P1 口沖器能接收輸出 4TTL 門電流。P1 口管腳入1 后，被部上拉高，可用作輸入，P1 口被外部 下拉低電平，輸出電流，是由于部上拉的故。在FLASH 程和校 ，P1 口作第八位地址接收。 P2 口：P2 口一個部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 口沖器可接收，輸出4 個 TTL 門電流，P2 口被“1”，其管腳被部上拉電阻拉高，且作輸入。并因此 作輸入，P2 口的管腳被外部拉低，輸出電流。是由于部上拉的故。P2 口 用于外部程序存器或16 位地址外部據(jù)存器行存取，P2 口輸出地址的高八 位。在出地址“1”，它利用部上拉優(yōu)，外部八位地址據(jù)存器行 ，P2 口輸出其特殊功能寄存器的容。P2 口在FLASH 程和校接收高八位地 址信號和控制信號。 第15 頁共35頁 P3 口：P3 口管腳是8 個部上拉電阻的雙向I/O 口，可接收輸出4 個TTL 門電流。P3 口入“1”后，它被部上拉高電平，并用作輸入。作輸入，由于外部下拉低電平，P3 口輸出電流（ILL）是由于上拉的故。 P3 口也可作AT89C51 的一些特殊功能口。 P3 口管腳備功能： P3.0 RXD（串行輸入口） 第二章硬件設 7 P3.1 TXD（串行輸出口） P3.2 /INT0（外部中0） P3.3 /INT1（外部中1） P3.4 T0（器0 外部輸入） P3.5 T1（器1 外部輸入） P3.6 /WR（外部據(jù)存器通） P3.7 /RD（外部據(jù)存器通） P3 口同程和程校接收一些控制信號。 RST：復位輸入。振器復位器件，要保持RST 腳兩個機器周期的高電平間。 ALE/PROG：外部存器，地址存允的輸出電平用于存地址的地位字 。在FLASH 程期間，此引腳用于輸入程脈沖。在平，ALE 端以不變的率周期輸出正脈沖信號，此率振器率的1/6。因此它可用作外部輸出的脈沖或用于 定目的。然而要注意的是：每用作外部據(jù)存器，跳一個ALE 脈沖。如想禁止ALE 的輸出可在SFR8EH 地址上置0。此， ALE 只有在行MOVX，MOVC 指令是ALE 才起作用。另外，引腳被略微拉高。如果微處理器在外部行ALE 禁止， 置位無效。 PSEN：外部程序存器的通信號。在由外部程序存器取指期間，每個機 器周期兩次/PSEN 有效。但在外部據(jù)存器，兩次有效的/PSEN 信號不出。 EA/VPP：/EA 保持低電平，在此期間外部程序存器（0000H-FFFFH）， 不管是否有部程序存器。注意加密方式1 ，/EA 部定 RESET；/EA 端保持高電平，此間部程序存器。在FLASH 程期 間，此引腳也用于施加12V 程電源（VPP）。 XTAL1：反向振放大器的輸入及部鐘工作電路的輸入。 XTAL2：自反向振器的輸出。 3振器特性： XTAL1 和XTAL2 分反向放大器的輸入和輸出。反向放大器可以配置 片振器。石晶振和陶瓷振均可采用。如采用外部鐘源動器件， XTAL2 不接。有余輸入至部鐘信號要通一個二分觸發(fā)器，因此外部 鐘信號的脈無任何要求，但必保脈沖的高低電平要求的度。 州航天業(yè)技學院業(yè)文 8 4芯片擦除： 整個PEROM 列和三個定位的電擦除可通正確的控制信號合，并保 持ALE 管腳處于低電平10m s 完成。在芯片擦操作中，代列全被“1” 且在任何非空存字被重復程以前，操作必被行。 此外，AT89C51 設有，可以在低到零率的條件下，支持 兩種件可的掉電模式。在置模式下，CPU 停止工作。但RAM，定器， 器，串口和中系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM 的容并且振 器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位止。 2.1.2 2.1.2 2.1.2 2.1.2 步電動機工作原理步電動機工作原理步電動機工作原理步電動機工作原理 (1) 步電機控制系統(tǒng)成如下2.4 2.4用微型機控制步電機原理系統(tǒng) 與統(tǒng)步控制器相比有以下優(yōu)點： 1、 用微型機代替了步控制器把并行二制成串行脈沖序列，并實方向控制。 2、只要是在步電機允的范之，每個脈沖使電機動一個固定的步距角度。3. 根據(jù)步距角的大小及實際走的步，只要知道初始位置，便可知道步電機的最位置。(2) 步電機控制系統(tǒng)原理 A、脈沖序列的生成 第二章硬件設 9 2.5 脈沖的生成 脈沖幅值：由字元件電平?jīng)Q定。 TTL 0 5V CMOS 010V 接通和間可用延的法控制。要求：確保步到位。 B、方向控制 步電機旋方向與部的通電序相。三相六拍，通電序 : 正 : AB BC CD DA AB 反 : AD DC CB BA AD 改變通電序可以改變步電機的向 C、脈沖分配 實脈沖分配（也就是通電相控制）的方法有兩種：件法和硬件法本設通件法實脈沖分配，件法是完全用件的方式，按照定的通電相序，通片機的 IO 向動電路發(fā)出控制脈沖。 步電機一四相步電機，采用極性直流電源供電。只要步電機的各相按合適的序通電，就能使步電機步動。左是電機工作原理示。 始，SB接通電源，SA、SC、SD，B相磁極和子0、3號齒齊，同，子的1、4號齒就和C、D相 磁極生齒，2、5號齒就和D、A相磁極生齒。 SC接通電源，SB、SA、SD，由于C相的磁力和 1、4號齒之間磁力的作用，使子動，1、4號齒和C相的磁極齊。 而0、3號齒和A、B相生齒，2、5號齒就和A、D相磁極生齒。依次類推，A、B、C、D四相輪流供電，子會沿著A、B、C、D方向動。 州航天業(yè)技學院業(yè)文 10 2.6 步電動機工作原理 四相步電機按照通電序的不同，可分四拍、雙四拍、八拍三種工作方式。四拍與雙四拍的步距角相等，但四拍的動力矩小。八拍工作方式的步距角是四拍與雙四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持高的動力矩又可以提高控制精度。 2.1.3 2.1.3 2.1.3 2.1.3 輸入塊輸入塊輸入塊輸入塊 (1) 矩式接非 矩式又行列式。 在按量多，可以少占用IO。用IO成行、列構(gòu)，行、列不相通， 而是通一個按設置在行、列交叉點上通。 若需要設置 N M 個按，需要 M N 根IO 矩式工作原理：4行4列工作原理如2.7所示: 上的字符 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 值 81H 82H42H22H84H44H24H88H48H28H18H14H12H11H21H41H 第二章硬件設 11 2.7 44構(gòu) 由可見，16個分兩部分，十個字0 9；六個命令AF。 按的由件完成。 用兩個并行IO接口電路，采用步式行描法。CPU每次通接口某一行Xi 輸出描信號0，然后輸入列Yj 的確定合的位置。 列Y接+5 V。無按，行X和列Y，列Y1Y4呈高電平。某一按合，所在行、列短接。若行輸出0，列電平被拉成0(其余3根列仍1)，此CPU可判出按合所在行、列及號。 (2) 本控制系統(tǒng)的設如下2.8所示 2.8 控制步電機的設 1 2 3 A 4 5 6 B 7 8 9 C * 0 # D 01 02 03 0C 04 05 06 0D 07 08 09 0E 0A 00 0B 0F 并行口輸出行信號 輸入列信號 CPUCPU 列 Y 4 Y 3 Y 2 Y 1 789A456B123C10FED 5 VX 4 X 3 X 2 X 1 行 5.1 k 4 州航天業(yè)技學院業(yè)文 12 2.1.4 2.1.4 2.1.4 2.1.4 光電耦合器與動系統(tǒng)光電耦合器與動系統(tǒng)光電耦合器與動系統(tǒng)光電耦合器與動系統(tǒng) (1) 4N25光電耦合器 光電耦合器是把發(fā)光器件和光敏器件裝在一起，通光實耦合，構(gòu)成電一光一電的器件。電信號送入光電耦合器輸入端的發(fā)光器件，發(fā)光器件電信號成光信號，光信號經(jīng)光接收器接收，并共原成電信號。由于輸出與輸入之間有直接的電氣聯(lián)系，信號輸是通光耦合的，所以也光電隔離器。其構(gòu)如2.9 2.9 光電耦合器機構(gòu) 光電耦合器由發(fā)光源和受光器兩部分成，并封在同一不透明的管殼由的透明脂隔，發(fā)光源引出的管腳輸入端，受光器引出的管腳輸出端. 光電隅合器的發(fā)光源常用砷化外發(fā)光二極管，受光器常用光電三極管、光敏晶管和光敏集成電路等。 光電耦合器具有以下特點，首先其信號遞采取電一光一電的形式，發(fā)光部分和受光部分不接觸，因此具有很高的電阻，可以達到1010姆以上。并能承受2000伏以上的高，因而被耦合的兩個部分可以自成系統(tǒng)也不需要“共地”，和隔離性都很好，能夠避免輸出端輸入端可能個的反和干擾。其次光電耦合器的發(fā)光二極管是電流動器件，動電阻很小，系統(tǒng)外的噪音干擾信號形成低阻抗旁路，所以有很強的抑制噪音下擾能力。 最后光電耦合器作用，具有耐用、可靠性高和速度快等優(yōu)點，響間一般u s 以，高速型光電耦合器的響間有的甚至小于10n s 。 光電耦合器的用途很多，如作高，信號隔離脈沖系統(tǒng)間的電平匹配以及各種電路等。 (2) 在設中了抗干擾， 或避免一旦動電路發(fā)生故障，造成功率放大器中的高電平信號入微型機而毀器件， 通常在動器與微型機之間加一 第二章硬件設 13 光電隔離器， 其原理接口電路如3-17和3-18所示。 在XXXXXXX微型機與動器之間增加一光電隔離。P1.0輸出1，發(fā)光二極管不發(fā)光，因此光敏三極管截止， 從而使達林管通，A相通電。反之，P1.0=0，經(jīng)反相后，使發(fā)光二極管發(fā)光， 光敏三極管通， 從而使達林管截止，A相不通電。 2.10 達林管 達林管又復合管。它二只三極管適的接在一起，以成一只等效的新的三極管。等效于三極管的放大倍是二者之。在電子學電路設中，達林接法常用于功率放大器和電源中。 達林管廣泛用于音功率輸出?？刂啤ｋ娫凑?。電器動。高增益放大等電路中。電器動電路與高增益放大電路中使用的達林管，可以用不保護電路的中。小功率普通達林晶體管。而音功率輸出。電源整等電路中使用的達林管，可用大功率。大電流型普通達林晶體管或保護電路的大功率達林晶體管。 ..5 示快示快示快示快 74LS4 74LS4 74LS4 74LS47的功能的功能的功能的功能 本設采用 74LS47 作七段管的動器。 74LS47 的功能用于 BCD 化成塊中的字 , 通它解， 可以直接把字管的示字， 從而化了程序，了 片機的 IO 。 因此是一個非常好的芯片！但是由于目前從成本的角度考， 此類芯片已少用，大部份情況下都是用動描管的形式實管示。 74LS47 器原理： 的逆程。它予代的含義“翻”。實的電路成器。器輸出與輸入代有唯一的系。 74LS47 是輸出低電平有效的七段字形器，它在里與管配合使用 州航天業(yè)技學院業(yè)文 14 2.11 74LS47 器 7777段段段段LEDLEDLEDLED示器構(gòu)與原理示器構(gòu)與原理示器構(gòu)與原理示器構(gòu)與原理 7段LED示器由7個發(fā)光二極管成示字段，并按“8”字形排列。 7段發(fā)光管分a 、b 、c 、d 、e 、f 、g ，有的有一個小點d p ，7段LED由此得名。7段發(fā)光二極管極都在一起， 共極接法，某個字段的陽極高電平， 的字段就點亮。共陽極接法是LED示器的所有陽極并接后到+5 V電源上，某一字段的極0，的字段就點亮， 如所示。 2.127 段 LED 示器構(gòu)與原理 第二章硬件設 15 示字符 共極段共陽極段 示字符 共極段共陽極段 0 3FH C0H 4 66H 99H 1 06H F9H 5 6DH 92H 2 5BH A4H 6 7DH 82H 3 4FH B0H 7 07H F8H 表 2.1 LED 段和示字符之間的系 點亮 LED 示器有兩種方式：示和動示 , 下面以共極接法例明。 LED 示方式：所示就是 N 位共極 LED 示器的極在一起接地，每一位 LED 的 8 位段與一個 8 位并行口相，示某一個字符，相的發(fā)光二極管就恒定地通或截止。 所動示就是用描方式輪流點亮 LED 示器的各個位。特點是多個 7 段 LED 示器同名端的段復接在一起，只用一個 8 位 I O 控制各個 LED 示器的公共極輪流接地，逐一描點亮，使每位 LED 示位示的字符。恰地點亮 LED 的間間隔 (1 5 m s ) ，會人一種視停效，似乎多位 LED 都在 “ 同 ” 示。 2.2 2.2 2.2 2.2 片機與步電機的接口電路片機與步電機的接口電路片機與步電機的接口電路片機與步電機的接口電路 由于步電機的動電流大，所以微型機與步電機的接都需要門的接口及動電路。動器可用大功率復合管，也可以是門的動器。 總之，只要按一定的序改變 P0 口輸出的脈沖信號，從而改變步電動機四端通電的況，即可控制步電機依定的方向步。由于步電機運行功率大，可在微型機與動器之間增加一光電隔離器（一是抗干擾，二是電隔離。）以防強功率的干擾信號反串主控系統(tǒng)。 州航天業(yè)技學院業(yè)文 16 電路如下所示： 2.13 片機與步電機的接口電路 X1 X2 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 X1 X2 1 2 3 4 5 6 7 8 4 3 2 1 7 6 5 8 d 1 e 1 f 1 g 1 e 1 c 1 b 1 a 1 a 2 b 2 c 2 d 2 e 2 f 2 g 2 g 2 f 2 e 2 d 2 c 2 b 2 a 2 a 1 b 1 c 1 d 1 f 1 g 1 C D A B z h s h z h s h P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 P1.7P1.6P1.5P1.4 A B C D A7QA13 B1QB12 C2QC11 D6QD10 BI/RBO4QE9 RBI5QF15 LT3QG14 U3 74LS47 A7QA13 B1QB12 C2QC11 D6QD10 BI/RBO4QE9 RBI5QF15 LT3QG14 U4 74LS47 12 U5:A 74LS04 34 U5:B 74LS04 56 U5:C 74LS04 1312 U5:D 74LS04 R5 1k X1 CRYSTAL C1 10u C2 33n C3 33n XTAL218 XTAL119 ALE30 EA 31 PSEN 29 RST9 P0.0/AD039 P0.1/AD138 P0.2/AD237 P0.3/AD336 P0.4/AD435 P0.5/AD534 P0.6/AD633 P0.7/AD732 P1.01 P1.12 P1.23 P1.34 P1.45 P1.56 P1.67 P1.78 P3.0/RXD10 P3.1/TXD11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T014 P3.7/RD 17 P3.6/WR 16 P3.5/T115 P2.7/A1528 P2.0/A821 P2.1/A922 P2.2/A1023 P2.3/A1124 P2.4/A1225 P2.5/A1326 P2.6/A1427 U1 AT89C51 U6 4N25 U7 4N25 U8 4N25 R6 1k R7 1k R8 1k R9 1k U2 4N25 Q1 FMMT918 Q2 FMMT918 Q3 FMMT918 Q4 FMMT918 Q5 FMMT918 Q6 FMMT918 Q7 FMMT918 Q8 FMMT918 +88.8 R10 1k D2 LED-RED 基于片機的步電機控制 R1 10k R2 10k R3 10k R4 10k R10 1k R11 1k R12 1k R13 1k 第三章控制系統(tǒng)的件設 17 第三章第三章第三章第三章 控制系統(tǒng)的件設控制系統(tǒng)的件設控制系統(tǒng)的件設控制系統(tǒng)的件設 3.1 3.1 3.1 3.1 程序設流程程序設流程程序設流程程序設流程 根據(jù)設任務，可畫出控制步電機在程序控制下完成正、反、設定等各種操作。，程序框如下2.1： 字 “A” “*” 3.1 基于片機的步電機控制程序框 初始化 描程序 根據(jù)設定控制 電機動并示 改控制取指 示 據(jù)處理存30H、31H P3.0取反 州航天業(yè)技學院業(yè)文 18 3.2 程序程序程序程序 ORG 000H START: MOV 30H,#00H ; 清除示器RAM地址30H 32H MOV 31H,#00H MOV 32H,#00H MOV P2,#0FFH ; 步電機停止運行 SETB P3.0 ; LED,表示正 MOV 21H,#00H ; 正至TABLE1取指初值 L1: ACALL KEY ; 用描子程序 MOV 20H,A ; 值存入20H XRL A,#0AH ; 是否按“*“ JZ SET0 ; 是啟動電機 MOV A,20H ; 取值入ACC XRL A,#0BH ; 是否按“#“ JZ START ; 是步電機停止 MOV A,20H ; 取值入20H XRL A,#0CH ; 是否按“A“ JZ CCW ; 是設定正逆 MOV A,20H ; 取值入20H XCH A,30H ; 按值存入(30H)地址 XCH A,31H ; (30H)地址存入(31H)地址 MOV A,31H ; (30H)、(31H)合并兩位 SWAP A ; 31H十位 ORL A,30H ; 加30H個位 MOV 32H,A ; 存入（32H）地址 JMP L1 *描子程序* KEY: MOV R3,#0F7H ; 列描初值 MOV R1,#00H ; 至TABLE取的指 L2: MOV A,R3 ; 列描輸出 第三章控制系統(tǒng)的件設 19 MOV P1,A MOV A,P1 ; 存入R4,以判按是否放 MOV R4,A SETB C ; C=1 MOV R5,#04H ; 4行 L3: RLC A ; 的行位左移C JNC KEYIN ; C=0?C=0表示有按下 INC R1 ; 未按,指加1 DJNZ R5,L3 MOV A,#32H ; 示器地址32H輸出至P0示 MOV P0,A MOV A,R3 SETB C RRC A ; 描下一列 MOV R3,A JC L2 JMP KEY KEYIN: MOV R7,#60H ;清除抖動 D2: MOV R6,#248 DJNZ R6,$ DJNZ R7,D2 D3: MOV A,P1 ; 入值 XRL A,R4 ; 比才值是否相同,是表示未放 JZ D3 MOV A,R1 ; 按放,入指值 MOV DPTR,#TABLE ; 表首地址 MOVC A,A+DPTR ;查表所得值存入A RET *正反設定程序* CCW: CPL P3.0 ; P3.0反相,正逆 JB P3.0,FOR ; P3.0=1? 1正,0反 REV: MOV 21H,#00H ; 逆至TABLE1的取指存入(21H) 州航天業(yè)技學院業(yè)文 20 JMP L1 ; 返回行描 FOR: MOV 21H,#05H ; 正至TABLE1的取指存入(21H) JMP L1 ; 返回行描 *步電動機動控制程序* SET0: MOV A,32H ; 入示器值 CJNE A,#00H,SETX ;是否00,是表示未設 JMP L1 ; 行描 SETX: MOV R3,#20 ; 一20步 SET1: MOV R0,21H ; 入取指值 SET2: MOV A,R0 MOV DPTR,#TABLE ; 至TABLE1取 MOVC A,A+DPTR JZ SET1 ;是否取到“0“ MOV P2,A ;輸出至P2運 LCALL DELAY ;延間決定 INC R0 ; 取下一步 DJNZ R3,SET2 ;20步完? MOV A,30H ; 是,入示的個位 CJNE A,#00H,B1 ; 個位是否“00“ MOV A,31H ; 個位0,入十位 CJNE A,00H,B2 ; 十位是否“0“ JMP START ; 個位,十位都,停止運,返回 B1: DEC 30H ; 個位不0,個位減1 JMP B3 B2: MOV 30H,#09H ; 個位0,十位不0,個位9 DEC 31H ; 十位減1 JMP B3 B3: MOV A,31H ; 十位與個位合并送32H SWAP A ORL A,30H MOV 32H,A MOV P0,A ; 輸出至P0示 第三章控制系統(tǒng)的件設 21 JMP SETX ; 始下一 *延子程序* DELAY: MOV R7,#20H ; 延,步電機速20毫秒 D1: MOV R6,#248 DJNZ R6,$ DJNZ R7,D1 RET *表* TABLE: DB 01H,02H,03H,0CH ; DB 04H,05H,06H,0DH DB 07H,08H,09H,0EH DB 0AH,00H,0BH,0FH *電機控制表* TABLE1: DB 03H,09H,0CH,06H DB 00 DB 03H,06H,0CH,09H DB 00 END 州航天業(yè)技學院業(yè)文 22 第四章第四章第四章第四章 仿真與仿真與仿真與仿真與 件步如下： （ 1 ）打 Pr o t e u s 件。 （ 2 ） f i l e 菜下的 o p e n d e s i g n ，找到所需的元器件，按照電路接后并保存。 （ 3 ）用 ISIS 的 HEX 格式程序，下到片機中： 右 51 片機再左，再出的框中， p r o g r a m f i l e 文本框或文件，找到所的程序。確定。 （ 4 ）左下角運行按，行件仿真、，直到出正確的果。 在通電前,一定要查電源電的幅值和極性,否很容易造成集成塊壞。加電后查各插件上引腳的電位,若在5V4.8V之間屬正常。若有高,聯(lián)機仿真器,會壞仿真器等,有會使用系統(tǒng)中的集成塊發(fā)壞。 第五章第五章第五章第五章 果分析果分析果分析果分析 仿真中，只要按一定的序改變 P0 口輸出的脈沖信號，從而改變步電動機四端通電的況，即可控制步電機依定的方向步。由于步電機運行功率大，可在微型機與動器之間增加一光電隔離器（一是抗干擾，二是電隔離。）以防強功率的干擾信號反串主控系統(tǒng)。 有會出管示不全情況，多有，或程序出。管一直示00而不跳動，原因就是少了返回指令SJMP；管的十位、個位跳就是志