基于單片機的步進電機控制系統(tǒng)（匯編及C語言程序各一個）

1、基于單片機的步進電機控制系統(tǒng)前 言步進電機是一種進行精確步進運動的機電執(zhí)行元件，它廣泛應用于工業(yè)機械的數(shù)字控制，為使系統(tǒng)的可靠性、通用性、可維護性以及性價比最優(yōu)，根據(jù)控制系統(tǒng)功能要求及步進電機應用環(huán)境，確定了設計系統(tǒng)硬件和軟件的功能劃分，從而實現(xiàn)了基于8051單片機的四相步進電機的開環(huán)控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)通過單片機存儲器、I/O接口、中斷、鍵盤、LED顯示器的擴展、步進電機的環(huán)形分頻器、驅(qū)動及保護電路、人機接口電路、中斷系統(tǒng)及復位電路、單電壓驅(qū)動電路等的設計，實現(xiàn)了四相步進電機的正反轉(zhuǎn)，急停等功能。為實現(xiàn)單片機控制步進電機系統(tǒng)在數(shù)控機床上的應用，系統(tǒng)設計了兩個外部中斷，以實現(xiàn)步進電機在某段時間內(nèi)

2、的反復正反轉(zhuǎn)功能，也即數(shù)控機床的刀架自動進給運動，隨著單片機技術的不斷發(fā)展，單片機在日用電子產(chǎn)品中的應用越來越廣泛，自六十年代初期以來，步進電機的應用得到很大的提高。人們用它來驅(qū)動時鐘和其他采用指針的儀器，打印機、繪圖儀，磁盤光盤驅(qū)動器、各種自動控制閥、各種工具，還有機器人等機械裝置。此外作為執(zhí)行元件，步進電機是機電一體化的關鍵產(chǎn)品之一，被廣泛應用在各種自動化控制系統(tǒng)中，隨著微電子和計算機技術的發(fā)展，它的需要量與日俱增，在各個國民經(jīng)濟領域都有應用。步進電機是機電數(shù)字控制系統(tǒng)中常用的執(zhí)行元件，由于其精度高、體積小、控制方便靈活，因此在智能儀表和位置控制中得到了廣泛的應用，大規(guī)模集成電路的發(fā)展以及

3、單片機技術的迅速普及，為設計功能強，價格低的步進電機控制驅(qū)動器提供了先進的技術和充足的資源。1.步進電機原理及硬件和軟件設計1.1步進電機原理及控制技術 由于步進電機是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成直線或角位移的執(zhí)行元件，它不能直接接到交直流電源上，而必須使用專業(yè)設備-步進電機控制驅(qū)動器，典型步進電機控制系統(tǒng)如圖1所示：控制器可以發(fā)出脈沖頻率從幾赫茲到幾千赫茲可以連續(xù)變化的脈沖信號，它為環(huán)形分配器提供脈沖序列，環(huán)形分配器的主要功能是把來自控制環(huán)節(jié)的脈沖序列按一定的規(guī)律分配后，經(jīng)過功率放大器的放大加到步進電機驅(qū)動電源的各項輸入端，以驅(qū)動步進電機的轉(zhuǎn)動，環(huán)形分配器主要有兩大類：一類是用計算機軟件設計的方法

4、實現(xiàn)環(huán)形分配器要求的功能，通常稱軟環(huán)形分配器。另一類是用硬件構成的環(huán)形分配器，通常稱硬環(huán)形分配器。功率放大器主要對環(huán)形分配器的較小輸出信號進行放大，以達到驅(qū)動步進電機的目的，步進電機的基本控制包括轉(zhuǎn)向控制和速度控制兩個方面。從結構上看，步進電機分為三相單三拍、三相雙三拍和三相六拍3種，其基本原理如下：換相順序的控制通電換相這一過程稱為脈沖分配。例如，三相步進電機在單三拍的工作方式下，其各相通電順序為ABCA，通電控制脈沖必須嚴格按照這一順序分別控制A、B、C相的通斷。三相雙三拍的通電順序為ABBCCAAB，三相六拍的通電順序為AABBBCCCAA。步進電機的換向控制如果給定工作方式正序換相通電

5、，步進電機正轉(zhuǎn)。若步進電機的勵磁方式為三相六拍，即AABBBCCCAA。如果按反序通電換相，即AACCCBBBAA，則電機就反轉(zhuǎn)。其他方式情況類似。步進電機的速度控制如果給步進電機發(fā)一個控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個脈沖，它會再轉(zhuǎn)一步。兩個脈沖的間隔越短，步進電機就轉(zhuǎn)得越快。調(diào)整送給步進電機的脈沖頻率，就可以對步進電機進行調(diào)試。步進電機的起?？刂撇竭M電機由于其電氣特性，運轉(zhuǎn)時會有步進感。為了使電機轉(zhuǎn)動平滑，減小振動，可在步進電機控制脈沖的上升沿和下降沿采用細分的梯形波，可以減小步進電機的步進角，跳過電機運行的平穩(wěn)性。在步進電機停轉(zhuǎn)時，為了防止因慣性而使電機軸產(chǎn)生順滑，則需采用合適的鎖定波形，產(chǎn)

6、生鎖定磁力矩，鎖定步進電機的轉(zhuǎn)軸，使步進電機轉(zhuǎn)軸不能自由轉(zhuǎn)動。步進電機的加減速控制在步進電機控制系統(tǒng)中，通過實驗發(fā)現(xiàn)，如果信號變化太快，步進電機由于慣性跟不上電信號的變化，這時就會產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)和失步現(xiàn)象。所有步進電機在啟動時，必須有加速過程，在停止時波形有減速過程。理想的加速曲線一般為指數(shù)曲線，步進電機整個降速過程頻率變化規(guī)律是整個加速過程頻率變化規(guī)律的逆過程。選定的曲線比較符合步進電機升降過程的運行規(guī)律，能充分利用步進電機的有效轉(zhuǎn)矩，快速響應性好，縮短了升降速的時間，并可防止失步和過沖現(xiàn)象。在一個實際的控制系統(tǒng)中，要根據(jù)負載的情況來選擇步進電機。步進電機能響應而不失步的最高步進頻率稱為“啟動頻率

7、”，于此類似“停止頻率”是指系統(tǒng)控制信號突然關斷，步進電機不沖過目標位置的最高步進頻率。電機的啟動頻率、停止頻率和輸出轉(zhuǎn)矩都要和負載的轉(zhuǎn)動慣量相適應，有了這些數(shù)據(jù)，才能有效地對電機進行加減速控制。加速過程有突然施加的脈沖啟動頻率f0。步進電機的最高啟動頻率（突跳頻率）一般為0.1KHz到34KHz，而最高運行頻率則可以達到N*102KHz，以超過最高啟動頻率的頻率直接啟動，會產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)和失步的現(xiàn)象。f/Hzfa fb0t/s圖1 步進電機運行過程中頻率變化曲線在一般的應用中，經(jīng)過大量實踐和反復驗證，頻率如按直線上升或下降，控制效果就可以滿足常規(guī)的應用要求。用PLC實現(xiàn)步進電機的加P減速控制，實踐

8、上就是控制發(fā)脈沖的頻率。加速時，使脈沖頻率增高，減速則相反。如果使用定時器來控制電機的速度，加減速控制就是不斷改變定時中斷的設定值。速度從v1v2變化，如果是線性增加，則按給定的斜率加P減速；如果是突變，則按階梯加速處理。在此過程中要處理好兩個問題：速度轉(zhuǎn)換時間應盡量短。為了縮短速度轉(zhuǎn)換的時間，可以采用建立數(shù)據(jù)表的方法。結合各曲線段的頻率和各段間的階梯頻率，就可以建立一個連續(xù)的數(shù)據(jù)表，并通過轉(zhuǎn)換程序?qū)⑵滢D(zhuǎn)換為定時初始表。通過在不同的階段調(diào)用相應的定時初值，就可控制電機的運行。定時初值的計算是在定時中斷外實現(xiàn)的，并不占用中斷時間，保證電機的高速運行。保證控制速度的精確性。要從一個速度準確達到另一

9、個速度，就要建立一個校驗機制，以防超過或未達到所需速度。步進電機的換向控制步進電機換向時，一定要在電機降速停止或降到突跳頻率范圍之內(nèi)在換向，以免產(chǎn)生較大的沖擊而損壞電機。換向信號一定要在前一個方向的最后一個脈沖結束后以及下一個方向的第一個脈沖前發(fā)出。對于脈沖的設計主要要求其有一定的脈沖寬度、脈沖序列的均勻度及高低電平方式。在某一高速下的正、反向切換實質(zhì)包含了降速換向加速3個過程。步進電機有如下特點：步進電機的角位移與輸入脈沖數(shù)嚴格成正比，因此當它轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)后，沒有累計誤差，具有良好的跟隨性。由步進電機與驅(qū)動電路組成的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，既非常方便、廉價，也非?？煽?。同時，它也可以有角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能

10、的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。步進電機的動態(tài)響應快，易于啟停、正反轉(zhuǎn)及變速。速度可在相當寬的范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)，低速下仍能保證獲得很大的轉(zhuǎn)矩，因此一般可以不用減速器而直接驅(qū)動負載。步進電機只能通過脈沖電源供電才能運行，它不能直接用交流電源或直流電源。步進電機自身的噪聲和振動比較大，帶慣性負載的能力強。1.2總體設計方框圖總體設計方框圖如圖2所示。1.3設計原理分析1.3.1元器件介紹（1）步進電機 步進電機是數(shù)字控制電機，它將脈沖信號轉(zhuǎn)變成角位移，即給一個脈沖信號，步進電機就轉(zhuǎn)動一個角度，因此非常適合于單片機控制。步進電機區(qū)別于其他控制電機的最大特點是：它是通過輸入脈沖信號來進行控制的，即電機的總轉(zhuǎn)動角度由輸入

11、脈沖數(shù)決定，而電機的轉(zhuǎn)速由脈沖信號頻率決定。步進電機分三種：永磁式（PM），反應式（VR）和混合式(HB)，步進電機又稱為脈沖電機，是工業(yè)過程控制和儀表中一種能夠快速啟動，反轉(zhuǎn)和制動的執(zhí)行89C51單片機復位電路鍵盤控制電路ULN2803啟動電路步進電機狀態(tài)顯示電路電源及時鐘電路圖2 總體設計方框圖元件，其功用是將電脈沖轉(zhuǎn)換為相應的角位移或直線位移，由于開環(huán)下就能實現(xiàn)精確定位的特點，使其在工業(yè)控制領域獲得了廣泛應用。步進電機的運轉(zhuǎn)是由電脈沖信號控制的，其角位移量或線位移量與脈沖數(shù)成正比，每個一個脈沖，步進電機就轉(zhuǎn)動一個角度（不距角）或前進、倒退一步。步進電機旋轉(zhuǎn)的角度由輸入的電脈沖數(shù)確定，所以

12、，也有人稱步進電機為數(shù)字/角度轉(zhuǎn)換器。四相步進電機的工作原理 該設計采用了20BY-0型步進電機，該電機為四相步進電機，采用單極性直流電源供電。只要對步進電機的各相繞組按合適的時序通電，就能使步進電機轉(zhuǎn)動。當某一相繞組通電時，對應的磁極產(chǎn)生磁場，并與轉(zhuǎn)子形成磁路，這時，如果定子和轉(zhuǎn)子的小齒沒有對齊，在磁場的作用下，由于磁通具有力圖走磁阻最小路徑的特點，則轉(zhuǎn)子將轉(zhuǎn)動一定的角度，使轉(zhuǎn)子與定子的齒相互對齊，由此可見，錯齒是促使電機旋轉(zhuǎn)的原因。步進電機的靜態(tài)指標及術語 相數(shù)：產(chǎn)生不同隊N、S磁場的激磁線圈對數(shù)，常用m表示。 拍數(shù)：完成一個磁場周期性變化所需脈沖用n表示，或指電機轉(zhuǎn)過一個齒距角所需脈沖數(shù)

13、，以四相電機為例，有四相四拍運行方式即ABBCCDDAAB,四相八拍運行方式即AABBBCCCDDDAA。步距角：對應一個脈沖信號，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移用表示。=360度（轉(zhuǎn)子齒角運行拍數(shù)），以常規(guī)二、四相，轉(zhuǎn)子齒角為50齒角電機為例。四相運行時步距角zz x為=360度/（50*4）=1.8度，八拍運行時步距角為=360度/（50*8）=0.9度。定位轉(zhuǎn)矩：電機在不通電的狀態(tài)下，電機轉(zhuǎn)子自身的鎖定力矩（由磁場齒形的諧波以及機械誤差造成的）。靜轉(zhuǎn)矩：電機在額定靜態(tài)作業(yè)下，電機不做旋轉(zhuǎn)運動時，電機轉(zhuǎn)軸的鎖定力矩。此力矩是衡量電機體積的標準，與驅(qū)動電壓及驅(qū)動電源等無關。雖然靜態(tài)轉(zhuǎn)矩與電磁激磁匝數(shù)成

14、正比，與定子和轉(zhuǎn)子間的氣隙有關。但過分采用減小氣隙，增加勵磁匝數(shù)來提高靜轉(zhuǎn)矩是不可取的，這樣會造成電機的發(fā)熱及機械噪音。四相步進電機的脈沖分配規(guī)律 目前，對步進電機的控制主要有分散器件組成的環(huán)形脈沖分配器、軟件環(huán)形脈沖分配器、專用集成芯片環(huán)形脈沖分配器等。本設計利用單片機進行控制，主要是利用軟件進行環(huán)形脈沖分配。四相步進電機的工作方式為四相單四拍，雙四拍和四相八拍工作的方式。各種工作方式在電源通電時的時序 與波形分別如圖1 a、b、c所示。本設計的電機工作方式為四相單四拍，根據(jù)步進電機的工作的時序和波形圖，總結出其工作方式為四相單四拍時的脈沖分配規(guī)律，四相雙四拍的脈沖分配規(guī)律，在每一種工作方式

15、中，脈沖的頻率越高，其轉(zhuǎn)速就越快，但脈沖頻率高到一定程度，步進電機跟不上頻率的變化后電機會出現(xiàn)失步現(xiàn)象，所以脈沖頻率一定要控制在步進電機允許的范圍內(nèi)。（2）89C51單片機 Atmel公司生產(chǎn)的89C51單片機是一種低功耗/低電壓高性能的8位單片機，它采用CMOS和高密度非易失性存儲技術，而且其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與MCS-51兼容；片內(nèi)的Flash ROM允許在系統(tǒng)內(nèi)改編程序或用常規(guī)的非易失性編程器來編程，內(nèi)部除CPU外，還包括256字節(jié)RAM，4個8位并行I/O口，5個中斷源，2個中斷優(yōu)先級，2個16位可編程定時計數(shù)器，89C51單片機是一種功能強、靈活性高且價格合理的單片機，完全滿足本系

16、統(tǒng)設計需要。1.3.2方案論證從該系統(tǒng)的設計 要求可知，該系統(tǒng)的輸入量為速度和方向，速度應該有增減變化，通常用加減按鈕控制速度，這樣只要2根口線，再加上一根方向線盒一根啟動信號線共需要4根輸入線。系統(tǒng)的輸出線與步進電機的繞組數(shù)有關。這里選進電機，該電機共有四相繞組，工作電壓為+5V，可以個單片機共用一個電源。步進電機的四相繞組用P1口的P1.0P1.3控制，由于P1口驅(qū)動能力不夠，因而用一片2803增加驅(qū)動能力。用P0口控制第一數(shù)碼管用于顯示正反轉(zhuǎn)，用P2口控制第二個數(shù)碼管用于顯示轉(zhuǎn)速等級。數(shù)碼管采用共陽的。1.3.3硬件設計本設計的硬件電路只要包括控制電路、最小系統(tǒng)、驅(qū)動電路、顯示電路四大部

17、分。最小系統(tǒng)只要是為了使單片機正常工作。控制電路只要由開關和按鍵組成，由操作者根據(jù)相應的工作需要進行操作。顯示電路主要是為了顯示電機的工作狀態(tài)和轉(zhuǎn)速。驅(qū)動電路主要是對單片機輸出的脈沖進行功率放大，從而驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動。（1）控制電路根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，控制輸入部分設置了啟動控制，換向控制，加速控制和減速控制按鈕，分別是K1、K2、S2、S3，控制電路如圖4所示。通過K1、K2狀態(tài)變化來實現(xiàn)電機的啟動和換向功能。當K1、K2的狀態(tài)變化時，內(nèi)部程序檢測P1.0和P1.1的狀態(tài)來調(diào)用相應的啟動和換向程序，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的電機的啟動和正反轉(zhuǎn)控制。根據(jù)步進電機的工作原理可以知道，步進電機轉(zhuǎn)速的控制主要是通過控制通

18、入電機的脈沖頻率，從而控制電機的轉(zhuǎn)速。對于單片機而言，主要的方法有：軟件延時和定時中斷在此電路中電機的轉(zhuǎn)速控制主要是通過定時器的中斷來實現(xiàn)的，該電路控制電機加速度主要是通過S2、S3的斷開和閉合，從而控制外部中斷根據(jù)按鍵次數(shù)，改變速度值存儲區(qū)中的數(shù)據(jù)（該數(shù)據(jù)為定時器的中斷次數(shù)），這樣就改變了步進電機的輸出脈沖頻率，從而改變了電機的轉(zhuǎn)速。圖4 控制電路原理圖（2）最小系統(tǒng) 單片機最小系統(tǒng)或者稱為最小應用系統(tǒng)，素質(zhì)用最少的元件組成的單片機可以工作的系統(tǒng)，對51系列單片機來說，最小系統(tǒng)一般應該包括：單片機、復位電路、晶振電路。復位電路：使用了獨立式鍵盤，單片機的P1口鍵盤的接口。該設計要求只需4個鍵

19、對步進電機的狀態(tài)進行控制，但考慮到對控制功能的擴展，使用了6路獨立式鍵盤。復位電路采用手動復位，所謂手動復位，是指通過接通一按鈕開關，使單片機進入復位狀態(tài)，晶振電路用30PF的電容和一12M晶體振蕩器組成為整個電路提供時鐘頻率。如圖5示。晶振電路：8051單片機的時鐘信號通常用兩種電路形式電路得到：內(nèi)部震蕩方式和外部中斷方式。在引腳XTAL1和XTAL2外部接晶振電路器（簡稱晶振）或陶瓷晶振器，就構成了內(nèi)部晶振方式。由于單片機內(nèi)部有一個高增益反相放大器，當外接晶振后，就構成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖。內(nèi)部振蕩方式的外部電路如圖5示。其電容值一般在530pf,晶振頻率的典型值為12MHz,采

20、用6MHz的情況也比較多。內(nèi)部振蕩方式所得的時鐘信號比較穩(wěn)定，實用電路實用較多。圖5 復位及時鐘振蕩電路（3）驅(qū)動電路通過ULN2803構成比較多的驅(qū)動電路，電路圖如圖6所示。通過單片機的P1.0P1.3輸出脈沖到ULN2803的1B4B口，經(jīng)信號放大后從1C4C口分別輸出到電機的A、B、C、D相。圖6 步進電機驅(qū)動電路（4）顯示電路在該步進電機的控制器中，電機可以正反轉(zhuǎn)，可以加速、減速，其中電機轉(zhuǎn)速的等級分為七級，為了方便知道電機的運行狀態(tài)和電機的轉(zhuǎn)速的等級，這里設計了電機轉(zhuǎn)速和電機的工作狀態(tài)的顯示電路。在顯示電路中，主要是利用了單片機的P0口和P2口。采用兩個共陽數(shù)碼管作顯示。第一個數(shù)碼管

21、接的a、b、c、d、e、f、g、h分別接P0.0P0.7口，用于顯示電機正反轉(zhuǎn)狀態(tài)，正轉(zhuǎn)時顯示“1”，反轉(zhuǎn)時顯示“一”，不轉(zhuǎn)時顯示“0”。第二個數(shù)碼管的a、b、c、d、e、f、g、h分別接P2.0P2.7口，用于顯示電機的轉(zhuǎn)速級別，共七級，即從17轉(zhuǎn)速依次遞增，“0”表示轉(zhuǎn)速為零。電路如圖7所示。圖7 顯示電路（5）總體電路圖 把各個部分的電路圖組合成總電路圖，如圖8所示。圖8 總體電路圖1.3.4軟件設計通過分析可以看出，實現(xiàn)系統(tǒng)功能可以采用多種方法，由于隨時有可能輸入加速、加速信號和方向信號，因而采用中斷方式效率最高，這樣總共要完成4個部分的工作才能滿足課題要求，即主程序部分、定時器中斷部

22、分、外部中斷0和外部中斷1部分，其中主程序的主要功能是系統(tǒng)初始參數(shù)的設置及啟動開關的檢測，若啟動開關合上則系統(tǒng)開始工作，反之系統(tǒng)停止工作；定時器部分控制脈沖頻率，它決定了步進電機轉(zhuǎn)速的快慢；兩個外部中斷程序要做的工作都是為了完成改變速度這一功能。下面分析主程序與定時器中斷程序及外部中斷程序。（1）主程序設計主程序中要完成的工作主要有系統(tǒng)初始值的設置、系統(tǒng)狀態(tài)的顯示以及各種開關狀態(tài)的檢測判斷等。其中系統(tǒng)初始狀態(tài)的設置內(nèi)容較多，該系統(tǒng)中，需要初始化定時器、外部中斷；對P1口送初值以決定脈沖分配方式，速度值存儲區(qū)送初值決定步進電機的啟動速度，對方向值存儲區(qū)送初值決定步進電機旋轉(zhuǎn)方向等內(nèi)容。若初始化P

23、1=11H、速度和方向初始值均設為0，就意味著步進電機按四相單四拍運行，系統(tǒng)上電后在沒有操作的情況下，步進電機不旋轉(zhuǎn)，方向值顯示“0”，速度值顯示“0”，主程序流程圖如圖9所示。開 始初 始 化速度值為0？啟動開關為0？停止計時器顯 示啟動計時器延 時停止計時器圖9 主程序流程圖YNYN（2）定時中斷設計步進電機的轉(zhuǎn)動主要是給電機各繞組按一定的時間間隔連續(xù)不斷地按規(guī)律通入電流，步進電機才會旋轉(zhuǎn)，時間間隔越短，速度就越快。在這個系統(tǒng)中，這個時間間隔是用定時器重復中斷一定次數(shù)產(chǎn)生的，即調(diào)節(jié)時間間隔就是調(diào)節(jié)定時器的中斷次數(shù)，因而在定時器中斷程序中，要做的工作主要是判斷電機的運行方向、發(fā)下一個脈沖，以

24、及保存當前的各種狀態(tài)。程序流程圖如圖10所示。中斷返回T0中斷入口發(fā)速度脈沖讀方向指示重送相關狀態(tài)恢復現(xiàn)場保護現(xiàn)場中斷次數(shù)-1=0？NY圖10 定時中斷程序流程圖（3）外部中斷設計 外部中斷所要完成的工作是根據(jù)按鍵次數(shù)，改變速度值存儲區(qū)中的數(shù)據(jù)（該數(shù)據(jù)為定時器的中斷次數(shù)），這樣就改變了步進電機的輸出脈沖頻率，也就是改變了電機的轉(zhuǎn)速。速度增加按鈕S2為INT0中斷，其程序流程為原數(shù)據(jù)，當值等于7時，不改變原數(shù)值返回，小于7時，數(shù)據(jù)加1后返回；速度減少按鈕S3，當原數(shù)據(jù)不為0，減1保存數(shù)據(jù)，原數(shù)據(jù)為0則保持不變。程序流程圖如圖11所示。外部中斷入口保護現(xiàn)場延時去抖中斷返回速度值1恢復現(xiàn)場速度=上或

25、限值？按鈕是否彈起？NNNYY圖11 外部中斷程序流程圖1.3.5源程序（匯編、C語言程序各一個）匯編程序如下：SPEED EQU 10H ;SPEED為轉(zhuǎn)速等級標志，共7級，即17FX EQU 11H ;FX為方向標志COUNT EQU 12H ;COUNT中斷次數(shù)標志ORG 0000HAJMP MAINORG 0003H ;外部中斷0入口地址，加速子程序AJMP UPORG 0013H ;外部中斷1入口地址，減速子程序AJMP DOWNORG 000BH ;定時器0中斷入口地址，控制中斷次數(shù)來達到控制轉(zhuǎn)速AJMP ZDT0ORG 0030HMAIN:MOV SP,#60HMOV TMOD,

26、#01H ;工作于定時、軟件置位啟動！模式1（16位計時器）MOV TH0,#0CFH MOV TL0,#2CHMOV COUNT,#01HSETB ET0 ;定時/計數(shù)器允許中斷CLR IT0 ;外部中斷為電平觸發(fā)方式，低電平有效CLR IT1SETB EX0 ;外部允許中斷SETB EX1SETB EA ;開總中斷MOV R1,#11H ; 四相單四拍運行，共陽數(shù)碼管方向顯示8，速度值顯示0MOV SPEED,#00HMOV FX,#00HXIANS:MOV A,SPEEDMOV DPTR,#LEDMOVC A,A+DPTR ;查表獲取等級對應數(shù)碼管代碼MOV P2,A ;第二個數(shù)碼管顯示

27、轉(zhuǎn)速等級MOV A,FX ;準備判斷轉(zhuǎn)向CJNE A,#11H,ELS MOV P0, #0F9H ;第一個數(shù)碼管顯示1，表示正轉(zhuǎn)AJMP QDELS:CJNE A,#00H,ZHENGMOV P0,#0C0H ;第一個數(shù)碼管顯示0，表示不轉(zhuǎn)AJMP QDZHENG:MOV P0,#0BFH ;第一個數(shù)碼管顯示-，表示反轉(zhuǎn)QD:JB P3.4,DD ;P3.4接啟動開關K1，P3.4=1時啟動CLR TR0 ;停止定時/計數(shù)器MOV P0,#0C0H ;第一個數(shù)碼管顯示0，表示不轉(zhuǎn)MOV P2,#0C0H ;第二個數(shù)碼管顯示0，表示轉(zhuǎn)速為0MOV SPEED,#00H ;重新賦初值MOV FX

28、,#00HAJMP QDDD:MOV A,SPEEDJNZ GO ;A不等于0，即初始速度不為零，則轉(zhuǎn)移到GOCLR TR0 ;停止定時/計數(shù)器AJMP QDGO:SETB TR0 ;開啟定時/計數(shù)器ACALL DELAYAJMP XIANSDELAY:MOV R6,#10 ;延時子程序DEL1:MOV R7,#250HERE1:DJNZ R7, HERE1 DJNZ R6,DEL1RET;以下ZDT0為定時器中斷程序ZDT0:PUSH ACCPUSH DPHPUSH DPLMOV TH0,#0D8HMOV TL0,#0F0HDJNZ COUNT,EXITJB P3.5,NIZHUAN ;查詢

29、方向標志,P3.5接換向開關K2MOV FX,#11HNIZHUAN:MOV A,FXCJNE A,#11H,FZ ;若A不等于11，即正轉(zhuǎn)，則轉(zhuǎn)移到FZMOV A,R1 ;R1記錄上一次電機脈沖狀態(tài)MOV P1,ARR A ;循環(huán)右一位MOV R1,AMOV P1,AAJMP RE FZ:MOV A,R1MOV P1,ARL A ;循環(huán)左移一位MOV P1,AMOV R1,ARE:MOV A,SPEEDMOV DPTR,#TABMOVC A,A+DPTRMOV COUNT,A ;把轉(zhuǎn)速級別賦給COUNTJB P3.5 ,FFX ; P3.5接換向開關K2, 即換向位，若P3.5=1，則跳到F

30、FXMOV FX,#11HAJMP EXITFFX:MOV FX,#0FEH ;只要FX不等于11H,就可以通過循環(huán)左移或右移進行換向EXIT:POP DPLPOP DPHPOP ACCRETI;以下UP為加速中斷程序UP:PUSH ACCACALL DELAY ;延時防抖動JB P3.2,UPEX ;P3.2為外部中斷0位，接增速開關S2，低電平有效，若P3.2=1，則退出MOV A,SPEEDCJNE A,#7,SZ ;最大等級為7，若A不等于7，則轉(zhuǎn)移到SZAJMP UPEX ;若A=7,則退出SZ:INC SPEED ;SPEED= SPEED+1UPEX:POP ACCHERE2:J

31、NB P3.2,HERE2 ;本條指令為防止開關S2按下去后彈不起，導致一直產(chǎn)生中斷 RETI;以下DOWN為減速中斷程序DOWN:PUSH ACCACALL DELAYJB P3.3,DEX ; P3.3為外部中斷1位，接減速開關S3，低電平有效，若P3.3=1，則退出MOV A,SPEEDCJNE A,#0,SJAJMP DEXSJ:DEC SPEED ;SPEED= SPEED-1DEX:POP ACCHERE3:JNB P3.3,HERE3 RETITAB:DB 0,60,40,35,30,28,25,21 ;經(jīng)仿真，小于21時，由于脈沖太快，會出現(xiàn)失步; 0 1 2 3 4 5 6

32、7 8 9LED:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,98HENDC語言程序如下：#include #define uint unsigned int sbit k1=P34; /啟動開關sbit k2=P35; /換向開關sbit s2=P32; /加速按鈕sbit s3=P33; /減速按鈕void isr_int0(void);/外部中斷0中斷服務函數(shù)聲明void isr_int1(void);void zd_t0ist(void);uint speed,count,r1,i,t,k;main()k=0;t=0;r1=0 x11 ;sp

33、eed=0;count=1;TMOD=0 x01;ET0=1;EA=1;EX0=1;EX1=1;TH0=0 xcf;TL0=0 x2c;for(;)if(k1=0)P0=0 xff;P2=0 xff;speed=0;TR0=0;else if(k2=0)P0=0 xbf;else P0=0 xf9;if(speed=0)P2=0 xc0;TR0=0;else TR0=1;void isr_int0(void) interrupt 0if(speed7)speed=speed+1;while(s2=0)for(i=0;i0)speed=speed-1;while(s3=0)for(i=0;i0)

34、t=t-1;if(k2=0)if(t=0)switch(k)case 0:P1=0 x01;break;case 1:P1=0 x02;break;case 2:P1=0 x04;break;case 3:P1=0 x08;break;default :break;k=k+1;if(k=4)k=0;else if(t=0)switch(k)case 0:P1=0 x08;break;case 1:P1=0 x04;break;case 2:P1=0 x02;break;case 3:P1=0 x01;break;default :break;k=k+1;if(k=4)k=0;2.總結本設計通過

35、分析步進電機結構、工作原理，查閱步進電機控制系統(tǒng)的相關科技文獻，遵循實用、簡單、可靠和低成本的原則，設計了一種既可用于精度要求不高，但控制需完備的場合。對本次設計，有以下結論：（1）采用單片機為控制核心，利用其強大的功能，把鍵盤和顯示電路有機的結合起來，組成一個操作方便、交互性強的控制系統(tǒng)。而且整個系統(tǒng)所包含的技術幾乎包括了現(xiàn)本科學校控制專業(yè)所要求的知識，有利于實踐教學取得最大效果。（2）鍵盤電路和顯示電路采用了動態(tài)掃描技術，節(jié)約了單片機資源。（3）系統(tǒng)軟件采用結構化設計，具有易維護性，根據(jù)用戶新的要求，對軟件系統(tǒng)進行少量的修改，使系統(tǒng)功能得到一定程度的提高。3.結束語本人深知自己做的工作還很

36、不夠，由于軟件和硬件的各方面原因，系統(tǒng)的應用討論不夠，精度還有待于進一步提高。由于時間的原因，設備的原因，實驗做的不好不夠，相關驗證性的數(shù)據(jù)、信息不夠豐富?？梢钥隙?，隨著技術的不斷發(fā)展，步進電機的控制應用前景將越來越寬闊，而其控制系統(tǒng)也將向著智能化和網(wǎng)絡化的方向發(fā)展。本論文的研究和探討還遠遠不夠，我們要在現(xiàn)在的基礎上，不斷吸取新的技術和方法，并將它們應用于本課題的研究上來，進一步深化我們的研究深度，爭取有更多的收獲。4.參考文獻【1】張家生. 電機原理與拖動基礎【M】. 北京：北京郵電大學出版社，2006.【2】馬淑華，王鳳文，張美金. 單片機原理與接口技術【M】.北京：北京郵電大學出版社，2

37、007.【3】顧德英，張健，馬淑華.計算機控制技術【M】. 北京：北京郵電大學出版社，2006.【4】華成英，童詩白. 模擬電子技術基礎【M】. 北京：高等教育出版社，2008【5】張靖武，周靈彬. 單片機系統(tǒng)的PROTEUS設計與仿真【M】. 北京：電子工業(yè)出版社，2007附錄資料:不需要的可以自行刪除Abstract: Based on the comprehensive analysis on the plastic parts structure service requirement, mounding quality and mould menu factoring cost. A

38、 corresponding injection mould of internal side core pulling was designed. By adopting the multi-direction and multi-combination core-pulling. A corresponding injection mould of internal side core pulling was designed, the working process of the mould was introducedC語言詳解 - 枚舉類型注：以下全部代碼的執(zhí)行環(huán)境為VC+ 6.0在

39、程序中，可能需要為某些整數(shù)定義一個別名，我們可以利用預處理指令#define來完成這項工作，您的代碼可能是：#define MON 1#define TUE 2#define WED 3#define THU 4#define FRI 5#define SAT 6#define SUN 7在此，我們定義一種新的數(shù)據(jù)類型，希望它能完成同樣的工作。這種新的數(shù)據(jù)類型叫枚舉型。1. 定義一種新的數(shù)據(jù)類型 - 枚舉型 以下代碼定義了這種新的數(shù)據(jù)類型 - 枚舉型enum DAY MON=1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN;(1) 枚舉型是一個集合，集合中的元素(枚舉成員)是一些

40、命名的整型常量，元素之間用逗號,隔開。(2) DAY是一個標識符，可以看成這個集合的名字，是一個可選項，即是可有可無的項。(3) 第一個枚舉成員的默認值為整型的0，后續(xù)枚舉成員的值在前一個成員上加1。(4) 可以人為設定枚舉成員的值，從而自定義某個范圍內(nèi)的整數(shù)。(5) 枚舉型是預處理指令#define的替代。(6) 類型定義以分號;結束。2. 使用枚舉類型對變量進行聲明新的數(shù)據(jù)類型定義完成后，它就可以使用了。我們已經(jīng)見過最基本的數(shù)據(jù)類型，如：整型int, 單精度浮點型float, 雙精度浮點型double, 字符型char, 短整型short等等。用這些基本數(shù)據(jù)類型聲明變量通常是這樣：char

41、 a; /變量a的類型均為字符型charchar letter;int x, y, z; /變量x,y和z的類型均為整型intint number;double m, n;double result; /變量result的類型為雙精度浮點型double既然枚舉也是一種數(shù)據(jù)類型，那么它和基本數(shù)據(jù)類型一樣也可以對變量進行聲明。方法一：枚舉類型的定義和變量的聲明分開enum DAY MON=1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN;enum DAY yesterday;enum DAY today;enum DAY tomorrow; /變量tomorrow的類型為枚舉型enu

42、m DAYenum DAY good_day, bad_day; /變量good_day和bad_day的類型均為枚舉型enum DAY方法二：類型定義與變量聲明同時進行：enum /跟第一個定義不同的是，此處的標號DAY省略，這是允許的。 saturday, sunday = 0, monday, tuesday, wednesday, thursday, friday workday; /變量workday的類型為枚舉型enum DAYenum week Mon=1, Tue, Wed, Thu, Fri Sat, Sun days; /變量days的類型為枚舉型enum weekenum

43、 BOOLEAN false, true end_flag, match_flag; /定義枚舉類型并聲明了兩個枚舉型變量方法三：用typedef關鍵字將枚舉類型定義成別名，并利用該別名進行變量聲明：typedef enum workday saturday, sunday = 0, monday, tuesday, wednesday, thursday, friday workday; /此處的workday為枚舉型enum workday的別名workday today, tomorrow; /變量today和tomorrow的類型為枚舉型workday，也即enum workdayen

44、um workday中的workday可以省略：typedef enum saturday, sunday = 0, monday, tuesday, wednesday, thursday, friday workday; /此處的workday為枚舉型enum workday的別名workday today, tomorrow; /變量today和tomorrow的類型為枚舉型workday，也即enum workday也可以用這種方式：typedef enum workday saturday, sunday = 0, monday, tuesday, wednesday, thursd

45、ay, friday;workday today, tomorrow; /變量today和tomorrow的類型為枚舉型workday，也即enum workday注意：同一個程序中不能定義同名的枚舉類型，不同的枚舉類型中也不能存在同名的命名常量。錯誤示例如下所示：錯誤聲明一：存在同名的枚舉類型typedef enum wednesday, thursday, friday workday;typedef enum WEEK saturday, sunday = 0, monday, workday; 錯誤聲明二：存在同名的枚舉成員typedef enum wednesday, thursda

46、y, friday workday_1;typedef enum WEEK wednesday, sunday = 0, monday, workday_2;3. 使用枚舉類型的變量3.1 對枚舉型的變量賦值。實例將枚舉類型的賦值與基本數(shù)據(jù)類型的賦值進行了對比：方法一：先聲明變量，再對變量賦值#include/* 定義枚舉類型 */enum DAY MON=1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN ;void main() /* 使用基本數(shù)據(jù)類型聲明變量，然后對變量賦值 */ int x, y, z; x = 10; y = 20; z = 30; /* 使用枚舉類型聲明

47、變量，再對枚舉型變量賦值 */ enum DAY yesterday, today, tomorrow; yesterday = MON; today = TUE; tomorrow = WED; printf(%d %d %d n, yesterday, today, tomorrow);方法二：聲明變量的同時賦初值#include /* 定義枚舉類型 */enum DAY MON=1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN ;void main() /* 使用基本數(shù)據(jù)類型聲明變量同時對變量賦初值 */ int x=10, y=20, z=30; /* 使用枚舉類型聲明變

48、量同時對枚舉型變量賦初值 */ enum DAY yesterday = MON, today = TUE, tomorrow = WED; printf(%d %d %d n, yesterday, today, tomorrow);方法三：定義類型的同時聲明變量，然后對變量賦值。#include /* 定義枚舉類型，同時聲明該類型的三個變量，它們都為全局變量 */enum DAY MON=1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN yesterday, today, tomorrow;/* 定義三個具有基本數(shù)據(jù)類型的變量，它們都為全局變量 */int x, y, z;v

49、oid main() /* 對基本數(shù)據(jù)類型的變量賦值 */ x = 10; y = 20; z = 30; /* 對枚舉型的變量賦值 */ yesterday = MON; today = TUE; tomorrow = WED; printf(%d %d %d n, x, y, z); /輸出：10 20 30 printf(%d %d %d n, yesterday, today, tomorrow); /輸出：1 2 3方法四：類型定義，變量聲明，賦初值同時進行。#include /* 定義枚舉類型，同時聲明該類型的三個變量，并賦初值。它們都為全局變量 */enum DAY MON=1,

50、 TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN yesterday = MON, today = TUE, tomorrow = WED;/* 定義三個具有基本數(shù)據(jù)類型的變量，并賦初值。它們都為全局變量 */int x = 10, y = 20, z = 30;void main() printf(%d %d %d n, x, y, z); /輸出：10 20 30 printf(%d %d %d n, yesterday, today, tomorrow); /輸出：1 2 33.2 對枚舉型的變量賦整數(shù)值時，需要進行類型轉(zhuǎn)換。#include enum DAY MON=1, T

51、UE, WED, THU, FRI, SAT, SUN ;void main() enum DAY yesterday, today, tomorrow; yesterday = TUE; today = (enum DAY) (yesterday + 1); /類型轉(zhuǎn)換 tomorrow = (enum DAY) 30; /類型轉(zhuǎn)換 /tomorrow = 3; /錯誤 printf(%d %d %d n, yesterday, today, tomorrow); /輸出：2 3 303.3 使用枚舉型變量#includeenum BELL = a, BACKSPACE = b, HTAB = t, RETURN = r, NEWLINE = n, VTAB = v, SPACE = ;enum BOOLEAN FALSE = 0, TRUE match_flag;void main() int index = 0; int count_of_letter = 0; int count_of_space = 0; char str = Im Ely