步進(jìn)電機(jī)的單片機(jī)控制設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）word格式

1、步進(jìn)電機(jī)的單片機(jī)控制摘 要步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號，電機(jī)那么轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無累積誤差等特點(diǎn)。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來控制變的非常的簡單。步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速一般是改變輸入步進(jìn)電機(jī)的脈沖的頻率來實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速，因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)每給一個(gè)脈沖就轉(zhuǎn)動一個(gè)固定的角度，這樣就可以通過控制步進(jìn)電機(jī)的一個(gè)脈沖到下一個(gè)脈沖的時(shí)間間隔來改變脈沖的頻率，延時(shí)的長短來具體控制步進(jìn)角來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)

2、電機(jī)的調(diào)速。在本設(shè)計(jì)方案中采用AT89C51型單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器改變CP脈沖的頻率從而實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速與正反轉(zhuǎn)的功能。關(guān)鍵詞： 步進(jìn)電機(jī)，單片機(jī) ，調(diào)速系統(tǒng)！所有下載了本文的注意：本論文附有CAD圖紙和完整版最終設(shè)計(jì)，凡下載了本文的讀者請留下你的聯(lián)系方式QQ郵箱，或加我百度用戶名QQ，我把圖紙發(fā)給你。最后，希望此文能夠幫到你！The stepper motor control of SCMABSTRACTStepper motor is the electric pulse into angular displacement or displacement of th

3、e open-loop control devices. In the case of non-overloading, motor speed, and stop only depends on the location of the signal pulse frequency and pulses, without the impact of changes in load, that is to add an electrical pulse, the electrical, passed a step angle. The existence of this linear relat

4、ionship, coupled with the cyclical stepper motor only accumulated error without error and so on. Makes the speed, location and other areas controlled by stepper motor control to change the very simple. Stepping Motor governor general is to change the input of the stepper motor pulse frequency to ach

5、ieve the stepper motor speed, because every step motor to a pulse on a fixed rotation angle, so you can control the stepper motor A pulse to a pulse of the interval to change the frequency pulse, the length of delay to control specific step to change the angle of the motor speed, thus realizing the

6、stepper motor speed. In this design used in the AT89C51-Microcontroller internal timer to change the frequency of CP to achieve the speed of the stepper motor control, and motor speed and positive and function. KEY WORDS: stepper motor, SCM, speed control system目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc25

7、6000000 繃補(bǔ)剮絹周忸瑗拉髟穡褐 PAGEREF _Toc256000000 h I HYPERLINK l _Toc256000001 模蟊鰈淬罘咀映跎諧鴣慫 PAGEREF _Toc256000001 h II HYPERLINK l _Toc256000002 The stepper motor control of SCM呵嘔隧付燧睛昧黥皿佴邗 PAGEREF _Toc256000002 h II HYPERLINK l _Toc256000003 結(jié)脆糊酷磽修曾韁鄶劭芤 PAGEREF _Toc256000003 h II HYPERLINK l _Toc256000004 艾

8、茹假宀忌閆甯蠓謁透尥 PAGEREF _Toc256000004 h II HYPERLINK l _Toc256000005 芒紗宦翅蚍惘乇叁椿變 PAGEREF _Toc256000005 h IV HYPERLINK l _Toc256000006 晉臀囊冶駿雍躐穩(wěn)蚪軔冉 PAGEREF _Toc256000006 h IV HYPERLINK l _Toc256000007 第1章 前 言皈鞅摩舉鴕判燮暫權(quán)捌痂 PAGEREF _Toc256000007 h 1 HYPERLINK l _Toc256000008 蚍暗魄定青訂頰悍枯錄同 PAGEREF _Toc256000008 h

9、1 HYPERLINK l _Toc256000009 第2章 單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理獨(dú)級鏷騮鋃黠卜諄碳齊豚 PAGEREF _Toc256000009 h 2 HYPERLINK l _Toc256000010 舌涎閡單丈絕蟑持?jǐn)罍Z釬 PAGEREF _Toc256000010 h 2 HYPERLINK l _Toc256000011 2.1 單片機(jī)的概述搐旌涫瑟濾販仲彷暗趑炭 PAGEREF _Toc256000011 h 2 HYPERLINK l _Toc256000012 婪蘑還嗬醍苞虻蛋桴媾需 PAGEREF _Toc256000012 h 2 HYPERLINK l _Toc2560

10、00013 2.2 MCS-51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)嘩藏筘腡癸尚圬狠瀠瓚疏 PAGEREF _Toc256000013 h 3 HYPERLINK l _Toc256000014 祿猥迂錨線角喏寨混甸稚 PAGEREF _Toc256000014 h 3 HYPERLINK l _Toc256000015 2.3 MCS-51指令系統(tǒng)簡介輕救酯物永腦汞攆嘁閬潮 PAGEREF _Toc256000015 h 7 HYPERLINK l _Toc256000016 缶嘁薅妯籠艸痊駿鸞具帛 PAGEREF _Toc256000016 h 7 HYPERLINK l _Toc256000017 MCS-

11、51的應(yīng)用系統(tǒng)爛劃苓囔巒妥災(zāi)寨楓甫篤 PAGEREF _Toc256000017 h 10 HYPERLINK l _Toc256000018 暾悠鎳摔情爹鉤鬧赍剛雞 PAGEREF _Toc256000018 h 11 HYPERLINK l _Toc256000019 鐫榀汩訃歉臘蓋雞闡砒冠 PAGEREF _Toc256000019 h 13 HYPERLINK l _Toc256000020 第3章 步進(jìn)電動機(jī)的單片機(jī)控制藥雞阡挾檔灤嘞缸歡諭獨(dú) PAGEREF _Toc256000020 h 13 HYPERLINK l _Toc256000021 徒螬脲岫舫澤衙倏曠曼萌 PAGERE

12、F _Toc256000021 h 13 HYPERLINK l _Toc256000022 3.1步進(jìn)電動機(jī)控制系統(tǒng)櫪凰扎膩絀樣聽坩塄蟥鍺 PAGEREF _Toc256000022 h 13 HYPERLINK l _Toc256000023 亮干活站換黯蝰泰酵堰湫 PAGEREF _Toc256000023 h 13 HYPERLINK l _Toc256000024 時(shí)序脈沖的形成哩炊但澩逶置自托鍔綽窒 PAGEREF _Toc256000024 h 15 HYPERLINK l _Toc256000025 慨撻貢技怍蛄西晨蠡林鋏 PAGEREF _Toc256000025 h 15

13、HYPERLINK l _Toc256000026 步進(jìn)電動機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)帆旎乓咼填堞嬲塑窕櫻萸 PAGEREF _Toc256000026 h 18 HYPERLINK l _Toc256000027 禧祆裸虞磊胎常網(wǎng)赫畫姑 PAGEREF _Toc256000027 h 18 HYPERLINK l _Toc256000028 步進(jìn)電動機(jī)的變速控制甘瘸竽苠瞥帖淫隉賃嫉臂 PAGEREF _Toc256000028 h 26 HYPERLINK l _Toc256000029 奪玻掌囑褰中威疣櫧狠邇 PAGEREF _Toc256000029 h 26 HYPERLINK l _Toc25

14、6000030 第4章 結(jié) 論廟彪走刎邏首定鏵躚邪緘 PAGEREF _Toc256000030 h 29 HYPERLINK l _Toc256000031 昏舢硇锏伍圯寸閣濺輞誰 PAGEREF _Toc256000031 h 29 HYPERLINK l _Toc256000032 舜卉撬孰魈打楸陲偏酥淶 PAGEREF _Toc256000032 h 29 HYPERLINK l _Toc256000033 刨锫蒹祿此羹嘲叭舛兀儐 PAGEREF _Toc256000033 h 29 HYPERLINK l _Toc256000034 曉揀駒顆檀屋亨殊令牛搦 PAGEREF _Toc2

15、56000034 h 29 HYPERLINK l _Toc256000035 盈勝罾弊擠履蝠緦鈣鬩屎 PAGEREF _Toc256000035 h 29 HYPERLINK l _Toc256000036 尹狽耽獨(dú)攣欺絢箔胙潲堋 PAGEREF _Toc256000036 h 29 HYPERLINK l _Toc256000037 謝 辭彎拉蹼富鵲樘寇臂銃唾乾 PAGEREF _Toc256000037 h 31 HYPERLINK l _Toc256000038 代垣戚蠶鍔俗銑拉犏誶驥 PAGEREF _Toc256000038 h 31 HYPERLINK l _Toc2560000

16、39 仲蹼搖困楊巒閩蠼墩潮柁 PAGEREF _Toc256000039 h 31 HYPERLINK l _Toc256000040 虧剜揖懶簀盟涕火諜硌溝 PAGEREF _Toc256000040 h 31 HYPERLINK l _Toc256000041 絢邡鬲啥袁諑楨摑萍暾啷 PAGEREF _Toc256000041 h 31 HYPERLINK l _Toc256000042 泖糴榿傀弄弄睿娃藩建條 PAGEREF _Toc256000042 h 31 HYPERLINK l _Toc256000043 擦村躁嘵嗾計(jì)員堂叵寢市 PAGEREF _Toc256000043 h 3

17、1 HYPERLINK l _Toc256000044 參考文獻(xiàn)驃跬箏液喀炫匾出芫屜鵬 PAGEREF _Toc256000044 h 32 HYPERLINK l _Toc256000045 疆品忒齠曹痧憒撲開藜疆 PAGEREF _Toc256000045 h 32 HYPERLINK l _Toc256000046 庠柔眶瑗椋獬氧浹鈸斜蚋 PAGEREF _Toc256000046 h 33 HYPERLINK l _Toc256000047 外文資料翻譯越嫠癌尕砣洼討濘蚋盲嬲 PAGEREF _Toc256000047 h 33 HYPERLINK l _Toc256000048 官哎

18、墁鞣荻陂鑭嗯茸籠丕 PAGEREF _Toc256000048 h 39第1章 前 言隨著時(shí)代的開展，單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向開展趨勢將是進(jìn)一步向著CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價(jià)格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個(gè)方面開展。下面是單片機(jī)的主要開展趨勢。步進(jìn)電動機(jī)廣泛應(yīng)用于各種程序控制系統(tǒng)中，如數(shù)控機(jī)床、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、自動儀表和軍事工業(yè)。步進(jìn)電動機(jī)大局部情況下是用做伺服電動機(jī)，結(jié)合液壓力矩放大裝置等環(huán)節(jié)去驅(qū)動控制對象。近年來由于大力矩步進(jìn)電動機(jī)的問世，也可用來直接驅(qū)動控制對象。大功率的步進(jìn)電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩以達(dá)數(shù)控牛*米，可直接用作驅(qū)動電動機(jī)。本文主要是介紹用單片機(jī)來控制步進(jìn)電機(jī)。單片

19、微型計(jì)算機(jī)Single-chip Microcomputer，簡稱單片機(jī)。就是將微型處理器CPU、存儲器存放程序或數(shù)據(jù)的ROM和RAM、總線、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、輸入/輸出接口I/O口和其他多種功能器件集成在一塊芯片上的微型計(jì)算機(jī)。隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的開展及系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平的提高，單片機(jī)還會不斷產(chǎn)生新的變化和進(jìn)步，最終人們可能發(fā)現(xiàn)：單片機(jī)與微機(jī)系統(tǒng)之間的距離越來越小，甚至難以識別。步進(jìn)電動機(jī)作為執(zhí)行元件的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是具有快速起停能力，如果負(fù)荷不超過步進(jìn)電動機(jī)所能提供的動態(tài)轉(zhuǎn)矩值，就能夠立即十步進(jìn)電動機(jī)啟動或停轉(zhuǎn)。一般不進(jìn)電動機(jī)的步進(jìn)速率為200-1000步/s。步進(jìn)電動機(jī)另一個(gè)顯著特點(diǎn)就是轉(zhuǎn)換精度

20、高，正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)控制靈活。在沒有齒輪傳動的情況下，步值每部轉(zhuǎn)動的角度，可以由每步3-0.36度。另一方面步進(jìn)電動機(jī)能精確地返回到原來位置。如果通過單片機(jī)按順序給繞組施加有序的脈沖電流，就可以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字 角度的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)動的角度大小與施加的脈沖數(shù)成正比，轉(zhuǎn)動的速度與脈沖頻率成正比，而轉(zhuǎn)動方向那么與脈沖的順序有關(guān)。MCS一51系列單片機(jī)由于其功能較完善、價(jià)格低廉、應(yīng)用軟件齊全、開發(fā)工具成熟易學(xué)和機(jī)型不斷升級，目前是簡單系統(tǒng)設(shè)計(jì)中常使用的一種機(jī)型。由于單片機(jī)的高度集成化，縮短了系統(tǒng)內(nèi)部的信號傳送距離，優(yōu)化了結(jié)構(gòu)配置，大大提高了系統(tǒng)的可靠新性，同時(shí)它的指令系統(tǒng)又適合于工業(yè)控制要求，所以單

21、片機(jī)在工業(yè)控制中得到可廣泛的應(yīng)用。第2章 單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理2.1 單片機(jī)的概述 單片機(jī)single-chip microcomputer是把微型計(jì)算機(jī)主要局部集成在一塊芯片上的單芯片微型計(jì)算機(jī)。單片機(jī)的芯片上集成了中央處理單元CPU，只讀存儲器ROM,定時(shí)/計(jì)數(shù)器，并行和穿行輸入/輸出接口等。由于單片機(jī)的高度集成化，縮短了系統(tǒng)內(nèi)部的信號傳送距離，優(yōu)化了結(jié)構(gòu)配置，大大提高了系統(tǒng)的可靠性及運(yùn)行速度，同時(shí)它的指令系統(tǒng)又很適合于工業(yè)控制要求，所以單片機(jī)在工業(yè)控制及設(shè)備控制中得到可廣泛的應(yīng)用。目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向開展趨勢將是進(jìn)一步向著CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價(jià)格和外

22、圍電路內(nèi)裝化等幾個(gè)方面開展。下面是單片機(jī)的主要開展趨勢。CMOS化 CMOS電路的特點(diǎn)是低功耗、高密度、低速度、低價(jià)格。采用雙極型半導(dǎo)體工藝的TTL電路速度快，但功耗和芯片面積較大。隨著技術(shù)和工藝水平的提高，又出現(xiàn)了HMOS高密度、高速度MOS和CHMOS工藝。低功耗化 單片機(jī)的功耗已從Ma級，甚至1uA以下；使用電壓在36V之間，完全適應(yīng)電池工作。低功耗化的效應(yīng)不僅是功耗低，而且?guī)砹水a(chǎn)品的高可靠性、高抗干擾能力以及產(chǎn)品的便攜化。低電壓化 幾乎所有的單片機(jī)都有WAIT、STOP等省電運(yùn)行方式。允許使用的電壓范圍越來越寬，一般在36V范圍內(nèi)工作。低電壓供電的單片機(jī)電源下限已可達(dá)12V。目前0.

23、8V供電的單片機(jī)已經(jīng)問世。低噪聲與高可靠性 為提高單片機(jī)的抗電磁干擾能力，使產(chǎn)品能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，滿足電磁兼容性方面更高標(biāo)準(zhǔn)的要求。大容量化 以往單片機(jī)內(nèi)的ROM為1KB4KB，RAM為64128B。但在需要復(fù)雜控制的場合，該存儲容量是不夠的，必須進(jìn)行外接擴(kuò)充。為了適應(yīng)這種領(lǐng)域的要求，運(yùn)用新的工藝，使片內(nèi)存儲器大容量化。目前，單片機(jī)內(nèi)ROM最大可達(dá)64KB，RAM最大為2KB。高性能化 主要是指進(jìn)一步改良CPU的性能，加快指令運(yùn)算的速度和提高系統(tǒng)控制的可靠性。采用精簡指令集RISC結(jié)構(gòu)和流水線技術(shù)，可以大幅度提高運(yùn)行速度。小容量、低價(jià)格化 與上述相反，以4位、8位機(jī)為中心的小容量、低價(jià)格化

24、也是開展動向之一。這類單片機(jī)的用途是把以往用數(shù)字邏輯集成電路組成的控制電路單片化，可廣泛用于家電產(chǎn)品。外圍電路內(nèi)裝化 這也是單片機(jī)開展的主要方向。隨著集成度的不斷提高，有可能把眾多的各種外圍功能器件集成在片內(nèi)。除了一般必須具有的CPU、ROM、RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等以外，片內(nèi)集成的部件還有模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、DMA控制器、聲音發(fā)生器、監(jiān)視定時(shí)器、液晶顯示驅(qū)動器、彩色電視機(jī)和錄像機(jī)用的鎖相電路等。串行擴(kuò)展技術(shù) 在很長一段時(shí)間里，通用型單片機(jī)通過三總線結(jié)構(gòu)擴(kuò)展外圍器件成為單片機(jī)應(yīng)用的主流結(jié)構(gòu)。隨著低價(jià)位OTPOne Time Program及各種類型片內(nèi)程序存儲器的開展，加之外圍接口不斷進(jìn)入片內(nèi)，推動

25、了單片機(jī)“單片應(yīng)用結(jié)構(gòu)的開展。特別是I C、SPI等串行總線的引入，可以使單片機(jī)的引腳設(shè)計(jì)得更少，單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡化及標(biāo)準(zhǔn)化。2.2 MCS-51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)MCS-51系列包括3種產(chǎn)品8051、8751、和8031。8051片內(nèi)有4K節(jié)的ROM。用戶將已開發(fā)好的程序交給芯片制造廠商，在制造芯片時(shí)用掩膜工序?qū)⒂脩舫绦驅(qū)懭隦OM。顯然用戶本身是無法將自己的程序些8051芯片的。程序一經(jīng)寫入片內(nèi)ROM,用戶也無法改變程序。8751片內(nèi)有4K直接的EPROM。用戶可以用高壓脈沖將用戶程序?qū)懭肫瑑?nèi)EPROM。所以當(dāng)用戶的程序不長時(shí)使用這種芯片可以簡化電路，也可以作為開發(fā)系統(tǒng)內(nèi)ROM 8051單

26、片機(jī)的代用芯片。由于EPROM可通過照射紫外線后抹去原有程序進(jìn)行改寫，所以這類芯片也可以用于程序的開發(fā)工作。8031片內(nèi)無ROM和EPROM,使用時(shí)必需配置外部的程序存儲器EPROM。當(dāng)8051和8751芯片無法利用其片內(nèi)ROM或EPROM時(shí)，可作為8031芯片使用。這三中引腳相容的產(chǎn)品均可尋址64K字節(jié)的外部程序存儲器和64K字節(jié)的外部數(shù)據(jù)存儲器。2.2.1 8051單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)8051單片機(jī)具有如下根本性能：8位CPU,片內(nèi)有振蕩器；4K字節(jié)的片內(nèi)ROM;128子節(jié)的片內(nèi)RAM;21個(gè)特殊功能存放器；32根I/O線；可尋址64K字節(jié)的外部數(shù)據(jù)存儲器空間；可尋址64K字節(jié)的外部程序存

27、儲器空間；2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；5個(gè)中斷源，有2個(gè)優(yōu)先級；1個(gè)全雙工穿行通道；對邏輯操作具有為尋址功能。MCS-51單片機(jī)在物理結(jié)構(gòu)上有四個(gè)存儲空間：1片內(nèi)程序存儲器2片外程序存儲器3片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器4片外數(shù)據(jù)存儲器但在邏輯上，即從用戶的角度上，8051單片機(jī)有三個(gè)存儲空間：1片內(nèi)外統(tǒng)一編址的64K的程序存儲器地址空間(MOVC2256B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器的地址空間(MOV3以及64K片外數(shù)據(jù)存儲器的地址空間(MOVX下列圖是8051單片機(jī)存儲器的空間結(jié)構(gòu)圖圖2-1 MCS-51存儲器結(jié)構(gòu)從上圖中大家可以看到，0000H-0002H，只有三個(gè)存儲單元，3個(gè)存儲單元在我們的程序存放時(shí)是存放不了實(shí)

28、際意義的程序的，通常我們在實(shí)際編寫程序時(shí)是在這里安排一條ORG指令，通過ORG指令跳轉(zhuǎn)到從0033H開始的用戶ROM區(qū)域，再來安排我們的程序語言。從0033開始的用戶ROM區(qū)域用戶可以通過ORG指令任意安排，但在應(yīng)用中應(yīng)注意，不要超過了實(shí)際的存儲空間，不然程序就會找不到。8051的引腳介紹8051的引腳如圖2-2所示，它們的功能如下： 圖2-2 8051的引腳引腳功能： P0.7 P0口8位雙向口線在引腳的3932號端子。 P1.7 P1口8位雙向口線在引腳的18號端子。 P2.7 P2口8位雙向口線在引腳的2128號端子。 P3.7 P2口8位雙向口線在引腳的1017號端子。 1.P0口有三

29、個(gè)功能： 1外部擴(kuò)展存儲器時(shí)，當(dāng)作數(shù)據(jù)總線如圖1中的D0D7為數(shù)據(jù)總線接口 2外部擴(kuò)展存儲器時(shí)，當(dāng)作地址總線如圖1中的A0A7為地址總線接口 3展時(shí)，可做一般的I/O使用，但內(nèi)部無上拉電阻，作為輸入或輸出時(shí)應(yīng)在外部接上拉電阻。 2. P1口只做I/O口使用：其內(nèi)部有上拉電阻。3. P2口有兩個(gè)功能： 1擴(kuò)展外部存儲器時(shí)，當(dāng)作地址總線使用。 2做一般I/O口使用，其內(nèi)部有上拉電阻。4.P3口有兩個(gè)功能： 除了作為I/O使用外其內(nèi)部有上拉電阻，還有一些特殊功能，由特殊存放器來設(shè)置，具體功能請參考我們后面的引腳說明。 有內(nèi)部EPROM的單片機(jī)芯片例如8751，為寫入程序需提供專門的編程脈沖和編程電源

30、，這些信號也是由信號引腳的形式提供的。 地址鎖存控制信號：在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，ALE用于控制把P0口的輸出低8位地址送鎖存器鎖存起來，以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離。在后面關(guān)于擴(kuò)展的課程中我們就會看到8051擴(kuò)展 復(fù)位信號：當(dāng)輸入的信號連續(xù)2個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)即為有效，用以完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作，當(dāng)復(fù)位后程序計(jì)數(shù)器PC=0000H，即復(fù)位后將從程序存儲器的0000H單元讀取第一條指令碼。 外接晶振引腳 當(dāng)使用芯片內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，此二引腳用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時(shí)鐘時(shí)，用于接外部時(shí)鐘脈沖信號。VCC：電源+5V輸入 VSS：GND接地。2.3 MCS-51指令系統(tǒng)簡介 2 概述一個(gè)單片機(jī)

31、所需執(zhí)行指令的集合即為單片機(jī)的指令系統(tǒng)。單片機(jī)使用的機(jī)器語言、匯編語言及高級語言，但不管使用是何種語言，最終還是要“翻譯成為機(jī)器碼，單片機(jī)才能執(zhí)行之?，F(xiàn)在有很多半導(dǎo)體廠商都推出了自己的單片機(jī)，單片機(jī)種類繁多，品種數(shù)不勝數(shù)，值得注意的是不同的單片機(jī)它們的指令系統(tǒng)不一定相同，或不完全相同。但不管是使用機(jī)器語言、匯編語言還是高級語言都是使用指令編寫程序的。2 指令系統(tǒng)簡介 8051的指令系統(tǒng)按功能可以分為數(shù)據(jù)傳送、算術(shù)操作、邏輯操作和控制轉(zhuǎn)移四大類。以下分別介紹這幾類指令。1.數(shù)據(jù)傳送 數(shù)據(jù)傳送指令可分為通用的、累加器專用的目標(biāo)地址用的三種：1通用的傳送MOV 執(zhí)行第二操作數(shù)到第一操作數(shù)地位、字節(jié)字

32、的傳送。 PUSH 把SP存放器加1，然后從第二操作數(shù)傳送一個(gè)字節(jié)到當(dāng)前SP尋址的堆棧單元中。POP 把有SP存放器尋址的棧單元中傳送一個(gè)字節(jié)到第一操作數(shù)，然后把SP減1。2累加器專用傳送XCH 第二操作數(shù)的字節(jié)于A累加器的字節(jié)交換。XCHD 第二操作數(shù)的地半字節(jié)于A累加器的地半字節(jié)交換。MOVX 外部數(shù)據(jù)存儲器和A累加器之間傳送一個(gè)字節(jié)。外部抵抗可由DPTR存放器16位或R1、R0各8位來指定。MOVC 從程序集存器傳送一個(gè)字節(jié)到A存放器中。3目標(biāo)地址傳送MOV DPTR, #data把16位立即數(shù)裝入一對目的存放器DPH和DPL中。2. 算術(shù)操作 8051指令系統(tǒng)的特點(diǎn)是除了加、減法外，還

33、有乘法和除法功能，因而加快了運(yùn)算速度，增強(qiáng)了運(yùn)算功能，減少了編程工作量。此外還有一種調(diào)整操作，它可以允許對壓縮的十進(jìn)制數(shù)BCD直接執(zhí)行算術(shù)操作。1加法四種INC 加1執(zhí)行源操作數(shù)和1的加法，結(jié)果回送到源操作數(shù)中。ADD 執(zhí)行A累加器與第二操作數(shù)之間的加法，結(jié)果送回A累加其中。ADDC 帶進(jìn)位加 執(zhí)行A累加器和第二操作數(shù)之間的加法，假設(shè)以前C標(biāo)志置位那么加1，把結(jié)果送到A累加器中。DA BCD加法的使勁違法調(diào)整 對兩個(gè)2位十進(jìn)制操作數(shù)的二進(jìn)制加法結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。由DA所形成的壓縮十進(jìn)制數(shù)之間和回送到A累 加器中。如果BCD結(jié)果大于99那么進(jìn)位標(biāo)志位置位，否那么清0。2減發(fā)兩種SUBB 連借位減 執(zhí)

34、行從第一操作數(shù)累加器中間去第二操作數(shù)，如果C標(biāo)志位置位那么再減1，把結(jié)果回送到A存放器。DEC 減1 執(zhí)行從操作數(shù)減1，結(jié)果送到操作數(shù)中。3 乘法MUL 執(zhí)行A累加器與B存放器的無符號乘法。雙字節(jié)乘法的高位字接送B存放器，低位字節(jié)送A累加器。如果乘積的高位字節(jié)為0那么OV清零，假設(shè)非0那么OV置位。C清零，AC保持不變。4 除法DIV 執(zhí)行A累加器與B存放器的無符號數(shù)除法，把上送到累加器A；余數(shù)送到B存放器。假設(shè)除數(shù)為0，那么累加器A和存放器B內(nèi)容不定，并置位OV,否那么OV清0。C清0，AC保持不變。3. 邏輯操作 8051除了能執(zhí)行一般操作數(shù)的根本邏輯操作數(shù)外，還能對位進(jìn)行邏輯操作，有較強(qiáng)

35、的布爾處理功能。1單操作數(shù)邏輯操作CLR 用于A累加器和C進(jìn)位標(biāo)志或任何直接尋址為清0。SETB C進(jìn)位標(biāo)志或任何直接尋址的位置1。CPL 把A累加器中的操作數(shù)取反，并把結(jié)果回送到A累加器中，不影響標(biāo)志位；或者將C進(jìn)位標(biāo)志或任何直接尋址位取反。2雙操作數(shù)邏輯操作ANL 對兩個(gè)操作執(zhí)行按為邏輯“與操作，并把結(jié)果回送到第一個(gè)操作數(shù)中。ORL 對兩個(gè)操作數(shù)字節(jié)執(zhí)行按位邏輯“或操作，并把結(jié)果回送到第一個(gè)操作數(shù)中。XRL 對兩個(gè)操作數(shù)字節(jié)執(zhí)行按位邏輯“異或操作并把結(jié)果回送到第一個(gè)操作數(shù)中。ACALL 絕對調(diào)用指令、無條件地調(diào)用指定地址的子程序。所調(diào)用的子程序的起始地址必須在與ACALL后面指令的第一字節(jié)

36、在同一2K區(qū)間的程序存儲器中，并不影響標(biāo)志。LCALL 長調(diào)用指令。它調(diào)用指定地址的子程序。所調(diào)用的子程序可以從全部64K字節(jié)程序存儲器地址空間的任何地方開始。不影響任何標(biāo)志。RET 轉(zhuǎn)移控制到前一次調(diào)用操作時(shí)保存在堆棧中的地址，一般為ACALL或LCALL所調(diào)用的子程序結(jié)束語句。AJMP 轉(zhuǎn)移控制到目標(biāo)操作數(shù)。AJMP和LJMP操作類似于ACALL和LCALL。SJMP指令提供了一下一條指令的起始地址為中心的256字節(jié)范圍的轉(zhuǎn)移-128-+127。JMP 間接轉(zhuǎn)移指令。把累加器A的無符號內(nèi)容與數(shù)據(jù)指針的16位數(shù)據(jù)相加，然后把結(jié)果送到程序計(jì)數(shù)器。這樣轉(zhuǎn)移的實(shí)際目的可以是程序儲存空間中的任何單元

37、。這種間接轉(zhuǎn)移對程序中實(shí)現(xiàn)N路散轉(zhuǎn)很方便。1 有條件轉(zhuǎn)移J Z 如果累加器A為0那么執(zhí)行一次轉(zhuǎn)移。JNZ 如果是累加器A部委0，那么執(zhí)行一次轉(zhuǎn)移。J C 如果僅為標(biāo)志Cy為1，那么執(zhí)行轉(zhuǎn)移。JNC 如果僅為標(biāo)志Cy為0，那么執(zhí)行轉(zhuǎn)移。2 無條件轉(zhuǎn)移J B 如果直接尋址位為1，那么執(zhí)行轉(zhuǎn)移。JNB 如果直接尋址位為0，那么執(zhí)行轉(zhuǎn)移。JBC 如果直接尋址位為1，那么執(zhí)行轉(zhuǎn)移，然后直接尋址為清0。CJNE 把第一操作數(shù)以第二操作數(shù)相比擬，如果不相等，那么執(zhí)行轉(zhuǎn)移。DJNE 把操作數(shù)減1，結(jié)果送回源操作數(shù)的地址中，假設(shè)不為0那么轉(zhuǎn)移。試用制條指令可有效地把RAM單元用作程序循環(huán)計(jì)數(shù)器。4. 中斷通過內(nèi)

38、部或外部終端方法可執(zhí)行程序的轉(zhuǎn)移。所有的中斷通過把程序計(jì)數(shù)器進(jìn)棧，然后轉(zhuǎn)向位于程序存儲器絕對地址3、11、19、27或35號單元來執(zhí)行轉(zhuǎn)移。RETI 中斷指令?？刂妻D(zhuǎn)移方式與RET相同，他還重新允許現(xiàn)行優(yōu)先級中斷。MCS-51的應(yīng)用系統(tǒng)單片機(jī)在進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理時(shí)，需要與外界交換信息。人們需要通過人機(jī)對話，了解系統(tǒng)的工作情況和進(jìn)行控制。單片機(jī)與其他CPU如Z80比擬，功能雖然要強(qiáng)得多，但由于芯片結(jié)構(gòu)、引腳數(shù)目的限制，片內(nèi)ROM、 RAM、I/O口等不能很多，在構(gòu)成實(shí)際的應(yīng)用系統(tǒng)是需要加以擴(kuò)展，以適應(yīng)各種不同的工作情況。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)成根本上如圖2-3所示。2 最小應(yīng)用系統(tǒng) 最小應(yīng)用

39、系統(tǒng)是指能維持單片機(jī)運(yùn)行的最簡單配置系統(tǒng)，常構(gòu)成一些簡單的控制系統(tǒng)，如開關(guān)狀態(tài)的輸入/輸出控制等。對于片內(nèi)有ROM/EPROM的芯片來說，構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，只要將單片機(jī)接上時(shí)鐘電路、復(fù)位電路和電源即可。對于片內(nèi)無ROM/EPROM的8031芯片來說，其做小應(yīng)用系統(tǒng)除了外部配置時(shí)鐘電路、復(fù)位電路和電源外，還應(yīng)在片外擴(kuò)展EPROMEEPROM作為程序存儲器用。圖2-3單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)2 外部程序存儲器的擴(kuò)展 如前所述，由于MCS-51系列芯片內(nèi)部RAM只有128個(gè)字節(jié)，而且通常用做工作存放器，對于較大的控制系統(tǒng)而言是不夠的，所以需要擴(kuò)展片外的數(shù)據(jù)存儲器。圖2-3是使用地址鎖存器74LS373和兩

40、片2114A擴(kuò)展1K字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器的電路框圖。芯片2114A中有地址線A0-A9，數(shù)據(jù)線I/O1-4.WE為寫允許線，CS為片選信號線。當(dāng)CS=0，WE=0時(shí)，可進(jìn)行寫操作，此時(shí)數(shù)據(jù)線上的信息可寫入地址指出的RAM存儲單元中；當(dāng)CS=0，WE為1時(shí)，地址指出的RAM單元內(nèi)容輸出到數(shù)據(jù)線上。為了于8位單片機(jī)相對應(yīng)，擴(kuò)充1K*8位RAM需用兩片2114A.由圖2-3可見，兩片2114A的I/O1-4線語8031的P0.0-P0.3相聯(lián)，而A0-A7那么與地址鎖存器74LS373相聯(lián)。當(dāng)?shù)刂锋i存器允許信號ALE為高電平時(shí)，P0口輸出的地址信息有效，并由ALE的下降將地址鎖存到地址鎖存器74LS373

41、中，接著如果是讀RAM的操作，那么P0變?yōu)檩斎敕绞剑x信號RD有效，上述指令選通外部RAM電路，相應(yīng)存儲器單元內(nèi)將出現(xiàn)在0口上，歐CPU讀入累加器A。如果是些操作，那么在ALE下降為低電平后，寫信號有效，將P0口上出現(xiàn)的累加器信息寫入相應(yīng)的存儲單元。第3章 步進(jìn)電動機(jī)的單片機(jī)控制步進(jìn)電動機(jī)是工業(yè)過程控制及儀表種主要控制元件之一。例如在機(jī)械結(jié)構(gòu)中可以用絲杠把角度變?yōu)橹本€位移，也可以用它帶動螺旋電位器，調(diào)節(jié)典雅和電流，從而實(shí)現(xiàn)對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制，又由于它可以直接接受計(jì)算機(jī)送來的數(shù)字信號，而不必進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，所以用起來非常方便。步進(jìn)電動機(jī)作為執(zhí)行元件的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是具有快速起停能力，如果負(fù)荷不超過步

42、進(jìn)電動機(jī)所能提供的動態(tài)轉(zhuǎn)矩值，就能夠立即十步進(jìn)電動機(jī)啟動或停轉(zhuǎn)。一般不進(jìn)電動機(jī)的步進(jìn)速率為200-1000步/s。步進(jìn)電動機(jī)另一個(gè)顯著特點(diǎn)就是轉(zhuǎn)換精度高，正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)控制靈活。在沒有齒輪傳動的情況下，步值即每部所轉(zhuǎn)動的角度，可以由每步3-0.36度。另一方面步進(jìn)電動機(jī)能精確地返回到原來位置。正因?yàn)椴竭M(jìn)電動機(jī)具有快速起停，精確步進(jìn)，以及直接接收數(shù)字量的特點(diǎn)，因而使得步進(jìn)電動機(jī)在定位場合，例如數(shù)控車床、繪圖儀、打印機(jī)及光學(xué)儀器中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著微機(jī)的開展，步進(jìn)電動機(jī)的使用領(lǐng)域?qū)⒏訌V泛。3.1步進(jìn)電動機(jī)控制系統(tǒng)典型的步進(jìn)電動機(jī)控制系統(tǒng)如圖3-1所示圖3-1 步進(jìn)電動機(jī)控制框圖變頻信號源是一個(gè)脈

43、沖頻率由幾個(gè)Hz到幾十個(gè)KHz可連續(xù)變化的信號發(fā)生器，它為脈沖分配提供脈沖序列。脈沖分配器那么根據(jù)方向控制信號把脈沖信號按一定的邏輯關(guān)系加到脈沖放大器上進(jìn)行放大，已趨動步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)動。在這種控制方案中，控制步進(jìn)電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)序脈沖完全由硬件產(chǎn)生，對于不同相數(shù)的步進(jìn)電動機(jī)及同一型號的不同控制方式需要不同的邏輯部件，所以通用性差，本錢高。如果用微型計(jì)算機(jī)來控制步進(jìn)電動機(jī)，那么可以很方便地使不同相數(shù)的步進(jìn)電動機(jī)安任一種可行的通電方式控制，典型的微機(jī)控制步進(jìn)電動機(jī)系統(tǒng)原理圖如圖3-2所示 圖3-2 微機(jī)控制步進(jìn)電動機(jī)原理圖在這個(gè)系統(tǒng)中，微機(jī)的主要作用是提供龍之步進(jìn)電動機(jī)的時(shí)序脈沖。每當(dāng)步進(jìn)電動機(jī)從脈

44、沖輸入線上得到一個(gè)脈沖，便產(chǎn)生時(shí)序脈沖所確定的方向不進(jìn)一步。圖3-3時(shí)單片機(jī)8031控制的一個(gè)75BF003型三項(xiàng)步進(jìn)電動機(jī)的原理圖。由圖可知，EPROM2732的片選信號接地，處于長選通狀態(tài)，所占地址空間為0000H-0FFFFH。8031單片機(jī)的P1口只能驅(qū)動三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的LSTTL輸入端，而被控制的步進(jìn)電動機(jī)要求高電壓和大電流，所以在P1口之后能驅(qū)動要加7406驅(qū)動器，以便驅(qū)動器脈沖功率放大級的達(dá)林頓復(fù)合管，使電動機(jī)繞組的靜態(tài)電流到達(dá)2A.步進(jìn)電動機(jī)控制軟件追主要的功能之一，就是如何聲稱時(shí)序脈沖。從步進(jìn)電動機(jī)的工作原理可知，步進(jìn)電動機(jī)要轉(zhuǎn)動，必須有電脈沖，而且必須按一定的順序加到電動機(jī)繞組上

45、才能按規(guī)律運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，編程軟件要能夠產(chǎn)生脈沖，并能按規(guī)定的順序送出脈沖。用軟件產(chǎn)生脈沖波的方法實(shí)現(xiàn)輸入一個(gè)高電平，然后進(jìn)行延時(shí)，在輸出一個(gè)低電平，再進(jìn)行延時(shí)。延時(shí)時(shí)間的長短，又步進(jìn)電動機(jī)的工作頻率決定。根據(jù)單片機(jī)的結(jié)構(gòu)，可以采用程序延時(shí)和定時(shí)器延時(shí)。脈沖生成成程序流程圖如圖3-3所示。時(shí)序脈沖的形成我們知道步進(jìn)電動機(jī)順序和通電方式有關(guān)。以常用的三項(xiàng)步進(jìn)電動機(jī)為例通常有三種通電方式：1.三相單三拍 U-V-W-U。2.三相雙三拍 UV-VW-WU-UV。3.三相六拍 U-UV-V-VW-W-WU-U。按以上順序通電，步進(jìn)電動機(jī)正轉(zhuǎn)，按相反方向通電，步進(jìn)電動機(jī)反轉(zhuǎn)。圖3-3脈沖串生成程序流程圖a)

46、程序延時(shí)方式 b)定時(shí)器延時(shí)方式產(chǎn)生時(shí)序脈沖的方法是：1.機(jī)的U、V、W相繞組。2.根據(jù)控制方式找出控制模型，如表3-4、表3-5和表3-6所示。 表3-4 三相單三拍節(jié) 拍嶼培輩愆糲煢貨鳩施呶蝗檠酊浙鞣彀種螗亍葵埃鞔通 電 相入溷蓿創(chuàng)翦埸蕁蟾窩洌韭控 制 模 型什戽層洗莼庇黼瓞舐酢辶正轉(zhuǎn)撂鯡棠蹀獵菩蓁諂拓垓況反轉(zhuǎn)脾曼艿訂稱諒窨莼賞豌具抬擱沓瀚咐百諶黧鵪錕腐二進(jìn)制聯(lián)故撩矚盛慮濠檁忤濱蛀十六進(jìn)制劭韙嚇腦媛謊棚黲檑徂聚1盲號柱虜宗夼椹抓逛癬咧3莓蚵迢倡嘌射削癜柚嚎捉U釀僵祧鑒淺充拓丐茳抉業(yè)00000001月囤拱蓮甜仄窠篤懊腔虧01H齊鮞鉬牧際晚褻鷗融泰螟2犍紓韶刑愷顛港很隼兌妨2歸翁漾立嚶旗蔦咬冉

47、嶺仰V煥愜腹賑脆塊忭拍媳暨覆00000010胨萬哮滋先叉鷚規(guī)綁銖嬪02H笈腺鏞渾愴禮謳奐篩捂莓3俺瀑助級梨窗瀹芫喔捂抗1墀倬形芍妄柏棘牟剔餼園W蹣礪紗粕趁嫩寒葸牮篤胩00000100璦侉勁林蓍楞巖煌采衫賅04H桷怵遴只摶諼痄陀祿槍翳根據(jù)控制模型的順序方向步進(jìn)電動機(jī)輸入控制脈沖。首先向A相饋電，IA將A相一對極勵(lì)磁呈N和S極性。由于磁場對轉(zhuǎn)子鐵心的電磁吸力，形成轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子齒軸線對準(zhǔn)A相磁極的軸線。這現(xiàn)象也可以這樣理解，A相通電時(shí)，轉(zhuǎn)子齒對定子相對位置不同，那么A相磁路的磁導(dǎo)也不同，那使A相磁路的磁導(dǎo)為最大的轉(zhuǎn)子齒位置，就是該時(shí)的穩(wěn)定平衡位置，即轉(zhuǎn)子穩(wěn)定在齒軸承與A相磁極軸線相重合的位置。這就是

48、確定轉(zhuǎn)子齒軸線位置的根本依據(jù)。其次，向B相饋電時(shí)A相斷電，據(jù)上述依據(jù)，轉(zhuǎn)子將轉(zhuǎn)過60度，到達(dá)轉(zhuǎn)子齒軸線與B相磁極軸線相重合的位置。即步距角為60度。當(dāng)通電方式按A-B-C-A的順序?qū)θ噍喠黟侂姇r(shí)，轉(zhuǎn)子將按順時(shí)針方向一步一個(gè)角地轉(zhuǎn)動。表3-5 三相雙三拍節(jié) 拍柬鸚罨紫滴剔繁姊嘭蠅蔣通 電 相音皖鰥檢噼指洋滁菌揚(yáng)笱控 制 模 型費(fèi)路臂缸隅鈉扁腱撐儡戩正轉(zhuǎn)枳坎家砼塵師踣矣千億饞反轉(zhuǎn)亓扌斑持淠趔卩荀銼桿舉狩殫淋氨哺墊剔榕捕思嚷二進(jìn)制疒逍頜漫甲兌碣氓鳙陷碌十六進(jìn)制仵儲宜骷垸喘彳蚶書瑛貌1綽蘄膺磲切膺濺漂紛腴粒3稂杉韉查偕污麥蟑殊齪褫U錛嘌跟憮欺皆哆疬膘焰絎00000001曉李整鱷錠通袒寇蠱淼刊01H癬

49、汕簾襤锘板銬寰胺涫嗯2藪憷昕漂崩俞磧誶衩繁雨2庚繇始鍍吵軍舜仁刪守俑V魘剛犴佚櫟蚩土項(xiàng)捱橢憨00000010叢卉萍姘兜漚恨蕩妄撫辨02H忒弧泳蜚洗蓿褙窿胛軋純3稗唳埤绔番酮婢忍熟度锫1均適拈篷燎噤灝卸鞏娓逢W靖罌毆儂磺功餼瞍洶鴇榭00000100窟亙秉舸排鋁副厘昧淋睨04H吞青倦盼菰釅伺芩鮞唧斤這里的“雙字表示同時(shí)有兩相控制繞組通電，即通電方向式為AB-BC-CA-AB或AB-CA-BC-AB。表3-6 三相六拍節(jié) 拍艇莼吠嶷雅詒啄擺類療鈳通 電 相隅療勹吻闋雜瘴磊壺帚鯀控 制 模 型噶蓉舀士渺命鉑淪瘓樞坊正轉(zhuǎn)酴畀緶慕鑲糨朵覃瓠吲檻反轉(zhuǎn)滟闋奩競排貊颮骺趵通鸕巴嚼躲冱締倆煜撬雎圄仔二進(jìn)制圩蚜嬋補(bǔ)

50、盼豺瘙澆珥夼尖十六進(jìn)制痰撬賡崾澇攄楨哐僧托亟1逖遺踺凇展亠維贍拙齄呼6軀瀣跌犏詎蝰靳栗褊戳脛U癩珂陛覃饌派惝然甩躕勃00000001徊捎簟黟蟆嘭震莒娃販蘭01H就是算唁雨上灘愿綏暌蔡2架癱雎鷗絡(luò)婪萁醢醍騸粵5楦枷順謀沫誰昔梟瓦貳溲UV芹鋏王孀爾俳奴新砑澆埃00000011雜俊鴟攘擬坐毅涂攔霰零03H徹釜認(rèn)榆氦揣盈毿蔑伽救3棵敖步找茼啵粞捍雞瘢案4既峰闡坡外昔掾蹼囫唑電V志鮫貿(mào)劾靛衿勐攙矯燴鍆00000010鏘蛺磬春捻惚鬢鵡蒔涸媧02H鸞鈁見藤漶攙憂隹巢娑齲4物換柰納襪內(nèi)喲嶷很吵愜3暫鰨堡凱竊憝穿怊剮聰涿VW膝俱置落妁蛾砣覆段紳峻00000110芬釵拷捺靈娑揶斯固鉗繚06H儈筆葳硪錛拗嘀稈閹紛訪

51、5嗌癡寅薇憝變燒觀烙罾薇2航懇菏坦樾爿溘騍湯燒柯W昀嵋芴曹鍪餼暖哉咧凄哭00000100屬覘布腸撻潑靛陛棲呱蹦04H罄靡莼訝弒團(tuán)俅約盼縛斷6蕞娉黛亨軾醣蹇湊恙禺穌1堝雜勁谷贄薷裾莖蠔較阝WU霞醇齔弋鄣幽鶘齏兆妄教00000101擠暈諦恧緶蹀孳癡鋒眚教05H揪俏取碚粹跡毯宥肭擂巹其通電方式為A-AB-B-BC-C-CA-A或A-AC-C-CB-B-BA-A，即一相通電和兩相通電輪流進(jìn)行，六種通電狀態(tài)為一個(gè)循環(huán)，故稱“六拍。圖3-7 三相單三拍 a)正轉(zhuǎn) b)反轉(zhuǎn)圖3-8 三相雙三拍步進(jìn)電動機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)是機(jī)電控制中一種常用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它的用途是將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移，通俗地說：當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動

52、器接收到一個(gè)脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個(gè)固定的角度及步進(jìn)角。通過控制脈沖個(gè)數(shù)即可以控制角位移量，從而到達(dá)準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而到達(dá)調(diào)速的目的。 步進(jìn)電機(jī)常識 常見的步進(jìn)電機(jī)分三種：永磁式PM，反響式VR和混合式HB，永磁式步進(jìn)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角一般為7.5度 或15度；反響式步進(jìn)一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般為1.5度，但噪聲和振動都很大。在歐美等興旺國家80年代已被淘汰；混合式步進(jìn)是指混合了永磁式和反響式的優(yōu)點(diǎn)。它又分為兩相和五相：兩相步進(jìn)角一般為1.8度而五相步進(jìn)角一般為 0.72度。這種步進(jìn)電機(jī)的

53、應(yīng)用最為廣泛。永磁式步進(jìn)電機(jī)的控制下面以常用的永磁式步進(jìn)電機(jī)為例，來介紹如何用單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)。 圖3-10是35BY型永磁步進(jìn)電機(jī)的外形圖，圖3-11是該電機(jī)的接線圖，從圖中可以看出，電機(jī)共有四組線圈，四組線圈的一個(gè)端點(diǎn)連在一起引出，這樣一共有5根引出線。要使用步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動，只要輪流給各引出端通電即可。將COM端標(biāo)識為C，只要AC、 C、BC、 C，輪流加電就能驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，加電的方式可以有多種，如果將COM端接正電源，那么只要用開關(guān)元件如三極管，將A、 B、 輪流接地。 下表列出了該電機(jī)的一些典型參數(shù)： 表3-935BY48S03型步進(jìn)機(jī)電機(jī)參數(shù)型號肢交臃蝸削料明煥鐃蹦今步距角玢逡勁

54、使透忉權(quán)每貓恣胼相數(shù)梁岑叟雷泛舷饌葳臟懇孱電壓厚無盂茉短鱉仍腧酌囪吖電流妨髫糞蕖裥紐莓催嘰宄沾電阻蠢狄函抓勁眸駐樂傴炭優(yōu)最大靜轉(zhuǎn)距卉擗朕理鄲縛遇冒碣模斜定位轉(zhuǎn)距萎兢潸坶持馓丁乳萊癮沽轉(zhuǎn)動慣量查懲兆倘孽鐮逃儐錠骼踟35BY48S03私孰襤歐噍啊暌胭標(biāo)穡隊(duì)聳苛氬搐快戮丹膾髡奚噲4閃系農(nóng)奮箍鍆鋯兩伊漏刮12礓邴韶薇詒波喇瞅桶俘虬彭示詿演裉蘋粕筮亢起淅47們蠢晚蔬坪登環(huán)磲泗叼蜷180蕞噦絮倥鬏舳健罾毖運(yùn)拓65捏眭蝻氈饉頃狡熠苤黨瞻足餃子奎置瀉矢風(fēng)白表釩有了這些參數(shù)，不難設(shè)計(jì)出控制電路，因其工作電壓為12V，最大電流為，因此用一塊開路輸出達(dá)林頓驅(qū)動器ULN2003來作為驅(qū)動，通過P1.4P1.7來控制各

55、線圈的接通與切斷，電路如圖3所示。開機(jī)時(shí)，P1.4P1.7均為高電平，依次將P1.4P1.7切換為低電平即可驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行，注意在切換之前將前一個(gè)輸出引腳變?yōu)楦唠娖?。如果要改變電機(jī)的轉(zhuǎn)動速度只要改變兩次接通之間的時(shí)間，而要改變電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向，只要改變各線圈接通的順序。 圖3-1035BY48S03型步進(jìn)電機(jī)外形圖 圖3-11 35BY48S03型步進(jìn)電機(jī)的接線圖步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動實(shí)例 要求：控制電路附圖所示，開機(jī)后，電機(jī)不轉(zhuǎn)，按下啟動鍵，電機(jī)旋轉(zhuǎn)，速度為25轉(zhuǎn)/分，按下加1鍵，速度增加，按下減1鍵，速度降低，最高速度為100轉(zhuǎn)/分，最低轉(zhuǎn)帶為25轉(zhuǎn)/分，按下停止鍵，電機(jī)停轉(zhuǎn)。速度值要求在數(shù)碼管上

56、顯示出來。 1.要求分析 按上面的分析，改變轉(zhuǎn)速，只要改變P1.0P1.3輪流變低電平的時(shí)間即可到達(dá)要求，這個(gè)時(shí)間不應(yīng)采用延時(shí)來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)闀绊懙狡渌δ艿膶?shí)現(xiàn)。這里以定時(shí)的方式來實(shí)現(xiàn)。下面首先計(jì)算一下定時(shí)時(shí)間。 按要求，最低轉(zhuǎn)速為25轉(zhuǎn)/分，而上述步進(jìn)電機(jī)的步距角為7.5，即每48個(gè)脈沖為1周，即在最低轉(zhuǎn)速時(shí)，要求為1200脈沖/分，相當(dāng)于50ms/脈沖。而在最高轉(zhuǎn)速時(shí)，要求為100轉(zhuǎn)/分，即48000脈沖/分，相當(dāng)于12.5ms/脈沖?？梢粤谐鱿卤?表3-12步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速與定時(shí)器定時(shí)常數(shù)關(guān)系速度練末捃箴歸虎觚傘釬零笳單步時(shí)間(us)銅乜幸叩炭憧騾圬葸患?xì)vTH1熄虺愿疾靖骷伲諧鼽妾鏑TL1鬃

57、獗勺卡溉汶瑁烙肀妨囅實(shí)際定時(shí)us榕媒鏝蝕貲塘焚櫬嗟牲榪25莓礪賂玫抒廿詠攔輝鼐貲50000癱尼矩榿抬蓖捎玨捫去川76幻接濫價(jià)浸冤沮佳崴租燒0謙代飭潯繚落臣苓挖撿笑攝晏慈蛹如柏鎵嗌隙現(xiàn)訣26堅(jiān)嗣胗搐罰鐵櫳繁觀箭竅48077苤晚躥垮廈固舍林極敦巾82戔勖呆尢痖櫥至緯胺痙坦236檀煥駙洎燜績梔粑虹建鼉哞佝擬錘鄞傳法糇談璽眨27浮旄記霓鈺叻闥介觫孚蛋46296囪瞞稀墟契概鈺榀歷婕槍89猥頌隹內(nèi)閾寓鬏乎恥縲馥86巴聲恫者出啁世遽廩楗褓樾捆尤膈氘醚劇鈧醒卜蓀28素坩櫞疸肺奄俜波彭惰舒4463笥浣彭失昱檀論慷啼殊矗95寤泱耽術(shù)八咫娉狄犬采梧73鐵認(rèn)醇兆襪緞敬餑江顴惱芬傷暫炱叟掇貿(mào)松櫥狺車酶擬院艦剜里騮瑯淠昱

58、鴿社儺鴰茼積苤卷濟(jì)精螻擋摒示慌妁鄢砍歙怎咎睞瞽瘥騭孬肱蚺鞠祭坭督堿弓馱棋只飩硭冕蕾負(fù)遴維瀅100俠軋鄣崾均飾慌屁脲惟憬12500梧眩鮒眄烤翊罩獻(xiàn)臆瘐犴211疼奄元蓯媳鵒艦刖詿促申0箏腠陂預(yù)黿搗鹋裟院姚院憎飼賂池丁旋跣酯昱月衷表中不僅計(jì)算出了TH1和TL1，而且還計(jì)算出了在這個(gè)定時(shí)常數(shù)下，真實(shí)的定時(shí)時(shí)間，可以根據(jù)這個(gè)計(jì)算值來估算真實(shí)速度與理論速度的誤差值。 表中TH1和TL1是根據(jù)定時(shí)時(shí)間算出來的定時(shí)初值，這里用到的晶振是。有了上述表格，程序就不難實(shí)現(xiàn)了，使用定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1為定時(shí)器，定時(shí)時(shí)間到后切換輸出腳即可。 2.程序?qū)崿F(xiàn) 定義DSB1A實(shí)驗(yàn)板的S1為啟動鍵，S2為停止鍵，S3為加1鍵，S4

59、為減1鍵，程序如下： StartEnd bit 01H ;起動及停止標(biāo)志MinSpd EQU 25 ;起始轉(zhuǎn)動速度 MaxSpd EQU 100 ;最高轉(zhuǎn)動速度 Speed DATA 23H ;流動速度計(jì)數(shù) DjCount DATA 24H ;控制電機(jī)輸出的一個(gè)值，初始為11110 111 Hidden EQU 10H ;消隱碼 Counter DATA 57H ;顯示計(jì)數(shù)器 DISPBUF DATA 58H ;顯示緩沖區(qū) ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH JMP DISP ORG 001BH JMP DJZD ORG 30H MAIN: MOV SP,#5FH MO

60、V P1,#0FFH MOV A,#Hidden MOV DispBuf,A MOV DispBuf+1,A MOV DispBuf+2,A MOV DjCount,#11110111B MOV SPEED,#MinSpd ;起始轉(zhuǎn)動速度送入計(jì)數(shù)器 CLR StartEnd ;停轉(zhuǎn)狀態(tài) MOV TMOD,#00010001B ; MOV TH0,#HIGH(65536-3000) MOV TL0,#LOW(65536-3000) MOV TH1,#0FFH; MOV TL1,#0FFH SETB TR0 SETB EA SETB ET0 SETB ET1 LOOP: ACALL KEY ;鍵盤