單片機(jī)技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告步進(jìn)電機(jī)控制綜合實(shí)驗(yàn)

1、單片機(jī)技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題 目： 步進(jìn)電機(jī)控制綜合實(shí)驗(yàn)學(xué) 年：20102011 學(xué) 期：1 專 業(yè)：通信工程 班 級(jí)：02 學(xué) 號(hào)：0804140128 姓 名：易峰 0804140204 指導(dǎo)教師及職稱： 時(shí) 間： 2011年1月14日一設(shè)計(jì)目的1、掌握模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的應(yīng)用、掌握8279數(shù)碼顯示電路的應(yīng)用、掌握步進(jìn)電機(jī)的工作原理和控制方法2、鍛煉和培養(yǎng)由各個(gè)子模塊功能單元構(gòu)筑完整的微機(jī)控制系統(tǒng)的能力，掌握單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。二設(shè)計(jì)要求用數(shù)碼管來(lái)指示電位器所在的位置，用電位器來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)：當(dāng)電位器正向旋轉(zhuǎn)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)電位器反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)；當(dāng)電位器不動(dòng)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)停

2、轉(zhuǎn)；而且，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度與電位器旋轉(zhuǎn)的角度成線性關(guān)系。三模塊原理說(shuō)明1.電位器模塊電位器模塊為一個(gè)10k 的可調(diào)電阻，通過(guò)調(diào)節(jié)電位器上的旋鈕可以改變電位器的電壓輸出。此電位器的電壓輸出為05v 模擬電壓。通過(guò)連接adc0809 可將電位器的模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，提供給單片機(jī)使用。2、a/d轉(zhuǎn)換模塊adc0809 adc0809 是一種逐次比較式8 路模擬輸入、8 位數(shù)字量輸出的a/d 轉(zhuǎn)換器。adc0809 start 端為a/d 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，ale 端為通道選擇地址的鎖存信號(hào)。實(shí)驗(yàn)電路中將其相連，以便同時(shí)鎖存通道地址并開(kāi)始a/d 采樣轉(zhuǎn)換，故啟動(dòng)a/d 轉(zhuǎn)換只需如下兩條指令：mov d

3、ptr，#portmovx dptr,aa 中為何內(nèi)容并不重要，這是一次虛擬寫。在中斷方式下，a/d 轉(zhuǎn)換結(jié)束后會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生eoc 信號(hào)，將其與8031cpu 板上的int0 相連接。在中斷處理程序中，使用如下指令即可讀取a/d 轉(zhuǎn)換的結(jié)果：mov dptr，#portmovx a，dptr3、led顯示模塊8279顯示接口電路地址（系統(tǒng)固定）：數(shù)據(jù)口cfe8h、控制口cfe9h4、步進(jìn)電機(jī)模塊步進(jìn)電機(jī)是一種能夠?qū)㈦娒}沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的機(jī)電元件，它實(shí)際上是一種單相或多相同步電動(dòng)機(jī)。本實(shí)驗(yàn)用的是二相四拍步進(jìn)電機(jī)。二相四拍步進(jìn)電機(jī)模塊有一個(gè)步進(jìn)電機(jī)和外圍驅(qū)動(dòng)電路組成，模塊的電源通過(guò)接口總線

4、獲得。（1）步進(jìn)電機(jī)的工作原理步進(jìn)電機(jī)是純粹的數(shù)字控制電動(dòng)機(jī)。它將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變成角位移，即給一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，因此非常適合于單片機(jī)控制。步進(jìn)電機(jī)只能通過(guò)脈沖電源供電才能運(yùn)行，它不能直接使用交流電源和直流電源；此外步進(jìn)電機(jī)的角位移與輸入脈沖嚴(yán)格成正比，因此，當(dāng)它轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)后，沒(méi)有累計(jì)誤差，具有良好的跟隨性。步進(jìn)電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。以二相步進(jìn)電機(jī)為例，定子上有兩組相對(duì)的磁極，每對(duì)磁極纏有同一繞組，形成一相。定子和轉(zhuǎn)子上分布著大小、間距相同的多個(gè)小齒。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)某一相通電形成磁場(chǎng)后，在電磁力的作用下，轉(zhuǎn)子被強(qiáng)行推動(dòng)到最大磁導(dǎo)率（或最小磁阻）的位置。本模塊中使用的二相四拍步進(jìn)

5、電機(jī)共有50個(gè)齒，齒距角為7.2°；每轉(zhuǎn)一個(gè)齒距角需走四步，因而步距角為1.8°。另外必須按照一定的次序給每個(gè)相通電，才能正常完成四步一個(gè)齒距的動(dòng)作。電機(jī)每相電流為0.2a，相電壓為5v。通電次序如下圖所示：（1） 模塊電路原理步進(jìn)電機(jī)有四根引出線。紅、綠為一組，紅線接a，綠線接a；黃、藍(lán)為一組，黃線接b，藍(lán)線接b。 (3) 模塊的測(cè)試方法1、 cpu模塊的p1.0接步進(jìn)電機(jī)模塊的a插孔，p1.1接b插孔，p1.2接a插孔，p1.3接b插孔。2、 運(yùn)行測(cè)試參考程序step.asm，步進(jìn)電機(jī)應(yīng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；交換a、a（或b、b），電機(jī)應(yīng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。以上說(shuō)明該模塊正常。測(cè)試程序s

6、tep.asm如下：cseg at 4000h ljmp start cseg at 4030hstart: mov a, #03h mov p1，a lcall del0 mov a, #06h mov p1，a lcall del0 mov a, #0ch mov p1，a lcall del0 mov a, #09h mov p1，a lcall del0 ljmp start del0: mov r2, #0ffhdel1: mov r3, #100 djnz r3, $ djnz r2, del1 ret end四系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)鏈接框圖五軟件設(shè)計(jì)1、思路描述本實(shí)驗(yàn)要實(shí)現(xiàn)的功能分別是電位

7、器控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)和led顯示。電位器控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分：由于電位器輸出為模擬電壓，而單片機(jī)所能處理的僅為數(shù)字信號(hào)，所以要經(jīng)過(guò)adc0809將電位器的輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。因此編程時(shí)要啟動(dòng)in0，啟動(dòng)a/d轉(zhuǎn)換，并用軟件延時(shí)一段時(shí)間等待轉(zhuǎn)換結(jié)束，然后讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果并將其存入指定的寄存器供調(diào)用。電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分：本模塊中使用的為二相四拍步進(jìn)電機(jī)，通過(guò)a/d轉(zhuǎn)換，獲取當(dāng)前采樣值和上一次采樣值，求出轉(zhuǎn)動(dòng)步數(shù)。正轉(zhuǎn)（反轉(zhuǎn)）程序設(shè)計(jì)是根據(jù)led 顯示部分：本部分的主要功能是將adc0809 的輸出顯示在led 上。首先將轉(zhuǎn)換結(jié)果存入寄存器r1，然后寫顯示ram 命令字，數(shù)據(jù)端口地址送r0，并將初值送r0。寫8

8、279 數(shù)據(jù)口地址，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，語(yǔ)句“acall table”通過(guò)查表將adc0809 的轉(zhuǎn)換結(jié)果轉(zhuǎn)換為顯示碼，寫入8279 顯示ram 指針r0 加1，顯示碼送dptr 輸出。計(jì)數(shù)器r7 減1，不為零則跳轉(zhuǎn)顯示下一個(gè)數(shù)據(jù)，減為零則從子程序返回。2、程序流程圖 開(kāi)始打開(kāi)通道0啟動(dòng)a/d轉(zhuǎn)換p1.4=0?y30ha調(diào)用a/d轉(zhuǎn)換35har135hled顯示35h=30h?ycy=1?nn正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)y30h35h源程序：port equ 0cfa0hcseg at 0000hljmp startcseg at 4100hstart: mov dptr,#port movx dptr,a jnb p

9、3.1,$ movx a,dptr mov 30h,a nop loop: lcall adc mov r1,35h lcall disp mov a,35h cjne a,30h,next ljmp loop next: jc fanzhuan subb a,30h mov r7,al1: mov a, #03h mov p1,a lcall del0 mov a, #06h mov p1,a lcall del0 mov a, #0ch mov p1,a lcall del0 mov a, #09h mov p1,a lcall del0 djnz r7,l1 sjmp restofanz

10、huan: clr c xch a,30h subb a,30h待添加的隱藏文字內(nèi)容3 mov r7,a l2: mov a, #09h mov p1,a lcall del0 mov a, #0ch mov p1,a lcall del0 mov a, #06h mov p1,a lcall del0 mov a, #03h mov p1,a lcall del0 djnz r7,l2resto: mov a,35h mov 30h,a ljmp loop retadc: mov dptr,#port movx dptr,a jnb p3.1,$ movx a,dptr mov 35h,a retdisp: mov a,r1 swap a anl a,#0fh mov 50h,a mov a,r1 anl a,#0fh mov 51h,a mov dptr,#0cfe9h mov a,#90h movx dptr,a mov r0,#50h mov r1,#02h mov dptr,#0cfe8h dl0: mov a,r0 acall table movx dptr,a inc r0 djnz r