單片機對步進電機進行控制設(shè)計畢業(yè)論文

PAGEPAGE38目錄第1章緒論 1第2章方案論證比較設(shè)計 52.1單片機概述 52.2步進電機的工作原理 62.3單片機控制步進電機的設(shè)計思路 9第3章控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計 103.1SPCE061A的介紹 103.1.1性能 113.1.2結(jié)構(gòu) 123.1.3芯片的引腳排列和說明 123.1.4SPCE061A單片機硬件結(jié)構(gòu) 143.1.5μ’NspTM的核心結(jié)構(gòu) 153.2步進電機的選擇 173.3步進電機的驅(qū)動電路設(shè)計 183.4數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計 203.54X4鍵盤電路的設(shè)計 21第4章控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 244.1控制脈沖的產(chǎn)生 244.2步進電機的旋轉(zhuǎn)方向和時序脈沖的關(guān)系 254.3步數(shù)的確定 274.4步進電機的變速控制 294.5語音報數(shù) 33第5章結(jié)論 35參考文獻 36致謝 38附錄 39摘要單片微型計算機簡稱單片機。它是把組成微型計算機的各功能部件：中央處理器、CPU、隨機存取存儲器RAM、只讀存儲器ROM、I/O接口電路、定時器/計數(shù)器以及串行通信接口等制作在一塊集成芯片中，構(gòu)成一個完整的微型計算機。單片機主要應用于控制領(lǐng)域，由于其具有可靠性高、體積小、價格低、易于產(chǎn)品化等特點，因而在智能儀器儀表、實時工業(yè)控制、智能終端、通信設(shè)備、導航系統(tǒng)、家用電器等自控領(lǐng)域獲得廣泛應用[1]。步進電機是一種能將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的機電元件,實質(zhì)上是一種數(shù)字/角度轉(zhuǎn)換器步進電機控制系統(tǒng)主要由步進控制器,功率放大器及步進電機等組成.步進控制器由緩沖寄存器,環(huán)形分配器,控制邏輯及正,反轉(zhuǎn)控制門等組成,能把輸入的脈沖轉(zhuǎn)換成環(huán)形脈沖,以便控制步進電機,并能進行正反向控制.但由于步進控制器線路復雜.成本高.采用單片機控制,用軟件代替上述步進控制器,使得線路簡單,成本低,可靠性大大增加,靈活改變步進電機的控制方案,無需邏輯電路組成時序發(fā)生器.軟件編程可靈活產(chǎn)生不同類型步進電機勵磁序列來控制各種步進電機的運行方式并可實現(xiàn)一臺單片機控制多臺電機.提供靈活多樣的控制手段和提高控制精度對復雜繁瑣的控制易于實現(xiàn),尤其在本系統(tǒng)中更顯示出微機控制的優(yōu)越性。本設(shè)計采用凌陽16位單片機SPCE061A對步進電機進行控制，通過IO口輸出的具有時序的方波作為步進電機的控制信號，信號經(jīng)過芯片L298N驅(qū)動步進電機；同時，用4X4的鍵盤來對電機的狀態(tài)進行控制，并用數(shù)碼管顯示電機的轉(zhuǎn)速，采用74LS164作為4位單個數(shù)碼管的顯示驅(qū)動，從單片機輸入信號；利用凌陽單片機的語音功能播報電機的轉(zhuǎn)速。關(guān)鍵詞：單片機步進電機ABSTRACT[2]Thesinglesliceofmicrocomputersisabbreviatedastheone-chipcomputer.Itiseveryfunctionpartwhichmakesupthemicrocomputer:Centralprocessingunit,CPU,arbitraryaccessmemoryRAM,read-onlymemoryROM,,I/Ointerfacecircuit,timer/counterandserialcommunicationinterface,etc.makeintheintegratedchiptogether,formanintactmicrocomputer.One-chipcomputerapplycontrolledfieldtomainly,becauseithavedependabilityhigh,small,pricelow,easycommercialization,etc.characteristic,thereforewonextensiveapplicationinfieldsofautomaticcontrolsuchasintellectualinstrumentandapparatus,real-timeindustrialcontrol,intelligentterminal,communicationequipment,navigationsystem,householdappliances,etc.Itisthatonekindcanchangetheelectricpulsesignalintoaelectromechanicalcomponentofangledisplacementorlinedisplacementtowalkintotheelectricalmachinery,itisakindoffigure/angleconverterthatiswalkedintothecontrolsystemoftheelectricalmachinerytomainlywalkintothecontrollerinfact,poweramplifierandwalkingintotheelectricalmachinery,etc.makeup.Walkedintothecontrollertobuffertheregister,theannulardistributor,controllogicand,overturn,controldoor,etc.makeup,canchangethepulseinputintointoanannularpulse,inordertocontrol,walkintoelectricalmachinery,cancarryonpositiveandnegativetocontrol.Butbecausewalkintothecontrollercircuitcomplicatedly.Withhighcosts.Adoptone-chipcomputercontrol,replacewithsoftwaredescribedabovetowalkintothecontroller,makethecircuitsimple,withlowcosts,dependabilityincreasesgreatly,changethecontrolschemeofwalkingintotheelectricalmachineryflexibly,donotneedlogicalcircuittomakeupthetimesequencegenerator.Softwareprogrammingveryflexibletoproduce,walkintoelectricalmachineryexcitationarraycome,controlvariousoperationwaytowalkintoelectricalmachineryandcanrealizeonemachinecontrolmanysetsofelectricalmachinerywhilebeingdifferentkindsof.Itiseasytorealizetooffertheflexiblecontrolmeansandimprovingtheprecisionofcontrollingtocomplicatedandtediouscontrol,demonstratethesuperioritythatthecomputercontrolsespeciallyinthissystemevenmore.Design,adopt,insultmalegenital16one-chipcomputerSPCE061Atowalkintoelectricalmachinerycontroloriginally,squarewavewithtimesequenceasthecontrolsignalofwalkingintotheelectricalmachinerythroughwhatIOmouthisoutputted,thesignaldrivesandwalksintotheelectricalmachinerythroughthechipL298N;Meanwhile,comestateinelectricalmachinerygoon,controlwithkeyboardof4X4,inchargeofrotationalspeedtorevealelectricalmachinerywithnumber,adopt74LS164urgeas4singlenumberdisplaythatinchargeof,fromtheinputsignaloftheone-chipcomputer;Utilizethepronunciationfunctionofinsultingtheopenone-chipcomputertoreporttherotationalspeedoftheelectricalmachinery.Keyword:One-chipcomputerWalkintotheelectricalmachinery第1章緒論近十幾年來，單片機在生產(chǎn)過程控制、自動檢測、數(shù)據(jù)采集與處理、科技計算、商業(yè)管理和辦公室自動化等方面獲得了廣泛的應用。單片機具有體積小、重量輕、耗能省、價格低、可靠性高和通用靈活等優(yōu)點，因此也廣泛應用于衛(wèi)星定句、汽車火花控制、交通白動管理和微波爐等專用控制上。近幾年來，單片機的發(fā)展更為迅速，它已滲透到諸多學科的領(lǐng)域，以及人們生活的各個方面。單片機不求規(guī)模大，只求小而全。廠家在一個芯片上制成了CPU和一定容量的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器以及一定數(shù)量的輸入/輸出接口(Intel)。在一個大規(guī)模集成電路芯片上構(gòu)造了完整的計算機結(jié)構(gòu)，故稱之為單片機MCS-51系列中的一片8751芯片[3]，內(nèi)部構(gòu)造了完整的計算機硬件系統(tǒng)。從CPU、存儲器到輸入輸出端口，一應俱全。只要寫入程序，就可完成中央控制或數(shù)據(jù)采集、處理及通信傳輸?shù)男畔⑻幚頇C，MCS-51單片機指令系統(tǒng)中為適應控制的需要設(shè)有極強的位處理功能，具有加、減、乘、除指令;CPU時鐘高達12MHz，完成單字節(jié)乘法或除法運算僅需要4Ns;具有多機通信功能，可作為多機系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)。近年來，在國際上出現(xiàn)了Mechanics和electronics復合成Mechtronics這個新詞，我國譯為“機電一體化”。這種機械和電子技術(shù)、信息技術(shù)緊密結(jié)合的新的學科領(lǐng)域是先進制造技術(shù)研究和普及的結(jié)果。機電一體化產(chǎn)品要實現(xiàn)電器控制的實時性、高可靠性、可編程和一定的人工智能。同時追求體積小、價格低，甚至低功耗等。正是針對上述種種要求而設(shè)計的單片機白然成為機電一體化控制器的最佳選擇。單片機出現(xiàn)的歷史并不長，它的產(chǎn)生與發(fā)展與微處理器的產(chǎn)生與發(fā)展大體上同步，也經(jīng)歷了四個階段[4]:第一階段:1971~1974年，4位微處理器工intel4004及8位微處理器工intel8008，這些計算機價格便宜、功能有限，只用于消耗類電子產(chǎn)品。第二階段:1974~1978年，初級單片機階段，以工intel公司的MCS-48為代表，8位單片機。第三階段:1978~1983年，高性能單片機階段。以工Intel公司的MCS-51,Motorola公司的6801和Zilog公司的Z8等為代表。這一階段推出的單片機普遍帶有串行口，有多級中斷處理系統(tǒng)、16位定時器/計數(shù)器，有的片內(nèi)還帶有A/D轉(zhuǎn)換器接口，片內(nèi)RAM,ROM容量加大，尋址范圍可達64K字節(jié)。廣泛應用于工業(yè)控制、外部設(shè)備控制、宏觀控制、局部網(wǎng)絡(luò)及家用計算機中。第四階段:1983年至今，8位單片機鞏固發(fā)展及16位單片機推出階段。例如Mostek公司的MK6800、Intel公司的MCS-96等。MCS-96集成度為12萬只品體管/片，尋址范圍64K字節(jié)、5個8位并行口、一個全雙工串行口、4個16位定時器、8通道10位A/D轉(zhuǎn)換器等，另外MCS-96指令能處理位、字節(jié)、字，有16位乘16位乘法、32位除16位除法指令，一塊單片計算機的功能可以和一臺多片系統(tǒng)機相媲美。單片機己經(jīng)進入一個嶄新的階段。步進電動機上個世紀就出現(xiàn)了，它的組成、動作原理和今天的反應式步進電動機沒有什么本質(zhì)區(qū)別，也是依靠氣隙間的磁導變化來產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。80年代以后，由于廉價的微型計算機以多功能的姿態(tài)出現(xiàn)，步進電動機的控制方式變得更加靈活多樣。原來的步進電機控制系統(tǒng)采用分立元件或者集成電路組成的控制回路，不僅調(diào)試安裝復雜，要消耗大量元器件，而且一旦定型之后，要改變控制方案就一定要重新設(shè)計電路，不利于系統(tǒng)的改進升級?；谖⑿陀嬎銠C的控制系統(tǒng)則通過軟件來控制步進電機，能夠更好地發(fā)揮步進電機的潛力，因此，用微型計算機控制步進電機已經(jīng)成為了一種必然的趨勢，也符合數(shù)字化的時代發(fā)展要求。步進電機控制技術(shù)和普通電動機控制技術(shù)的不同之處是步進電機接受脈沖信號的控制。早期的步進電機靠一種叫環(huán)形分配器的電子開關(guān)器件，通過功率放大器使勵磁繞組按照順序輪流接通直流電源。由于勵磁繞組在空間中按一定的規(guī)律排列，輪流與直流電源接通后，就會在間隙中形成一種階躍變化的旋轉(zhuǎn)磁場，使轉(zhuǎn)子步進式的轉(zhuǎn)動，隨著接通切換頻率的增高，轉(zhuǎn)速就會增大。步進電機的旋轉(zhuǎn)同時與相數(shù)、分配數(shù)、轉(zhuǎn)子齒輪數(shù)有關(guān)，現(xiàn)在比較常用的步進電機包括反應式步進電機、永磁式步進電機、混合式步進電機和單相式步進電機等。步進電機廣泛應用在生產(chǎn)實踐的各個領(lǐng)域。它最大的應用是在使用數(shù)控機床的生產(chǎn)制造中，因為步進電機不需要A/D轉(zhuǎn)換，能夠直接將數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)化成為角位移，所以被認為是理想的數(shù)控機床的執(zhí)行元件。早期的步進電機輸出轉(zhuǎn)矩比較小，無法滿足需要，在使用中和液壓扭矩放大器一同組成液壓脈沖馬達。隨著步進電動機技術(shù)的發(fā)展，步進電動機已經(jīng)能夠單獨在系統(tǒng)上進行使用，成為了不可替代的執(zhí)行元件。比如步進電動機用作數(shù)控銑床進給伺服機構(gòu)的驅(qū)動電動機，在這個應用中，步進電動機可以同時完成兩個工作，其一是傳遞轉(zhuǎn)矩，其二是傳遞信息。步進電機也可以作為數(shù)控蝸桿砂輪磨邊機同步系統(tǒng)的驅(qū)動電動機。除了在數(shù)控機床上的應用，步進電機也應用在其他方面，比如作為自動送料機中的馬達，作為通用的軟盤驅(qū)動器的馬達，也可以應用在打印機和繪圖儀中等等。微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，帶動了機械加工技術(shù)的飛速發(fā)展。而在其發(fā)展過程中，最顯著的特點是機械制造將越來越密切地依賴于電子技術(shù)、檢測技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、系統(tǒng)論、信息論等現(xiàn)代科學技術(shù)。隨著現(xiàn)代電子科學的不斷發(fā)展與進步，電子計算機已深深介入機械制造的各個領(lǐng)域，誕生了一系列機、電、計算機一體化的新產(chǎn)品[5]。同時微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)也在不斷地更新?lián)Q代，先后經(jīng)歷了電子管（1952年）、晶體管（1959年）、小規(guī)模集成電路（1965年）、大規(guī)模集成電路及小型計算機（1970年）和微處理機或微型計算機（1974年）等五代數(shù)控系統(tǒng)。前三代數(shù)控系統(tǒng)是屬于采用專用控制計算機的硬接線（硬線）數(shù)控系統(tǒng)，一般稱為普通數(shù)控系統(tǒng)，簡稱NC。70年代初，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，使小型計算機的價格急劇下降，采用小型計算機代替專用控制計算機的第四代數(shù)控系統(tǒng)，不僅在經(jīng)濟上更為合算，而且許多功能可用編制的專用程序來實現(xiàn)，將它存儲在小型計算機的存儲器中，構(gòu)成所謂控制軟件，提高了系統(tǒng)的可靠性和功能特色。這種數(shù)控系統(tǒng)又稱為軟接線（軟線）數(shù)控，即計算機數(shù)控系統(tǒng)，簡稱CNC。1974年制成以微處理機為核心的數(shù)控系統(tǒng)，稱為第五代微型機數(shù)控系統(tǒng)，簡稱MNC。隨著機電產(chǎn)品對負載精度要求的提高，原有的PLC控制系統(tǒng)的步進電機已很難滿足不斷發(fā)展的機電產(chǎn)品的要求。PLC控制系統(tǒng)的步進電機存在成本高，工作方式單一和人機交互不便等缺點。為解決此問題，我們研制了一種能代替PLC控制系統(tǒng)的新的控制系統(tǒng)基于單片機的步進電機控制系統(tǒng)。本文論述了基于單片機的步進電機控制系統(tǒng)的設(shè)計方法和研制過程，包括:硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、可靠性設(shè)計等方面。硬件電路用凌陽16位SPCE061A單片機、先進的接口技術(shù)和大規(guī)模集成電路設(shè)計而成。軟件程序用SPCE061A匯編語言寫成。利用軟硬件結(jié)合，實現(xiàn)對步進電機工作狀態(tài)的自動控制和精確控制。利用單片機輸出的CP脈沖和方向信號，改變對步進電機繞組的通電方式和通電順序，來準確控制步進電機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，步距精度等工作狀態(tài)，方便良好的人機界面是用4x4鍵盤/數(shù)碼管顯示來實現(xiàn)的。單片機控制系統(tǒng)的步進電機，自動化程度高、成本低、體積小、控制精確等優(yōu)點，有很好的經(jīng)濟效益和廣闊的發(fā)展前景。單片機控制系統(tǒng)的研制成功，是步進電機發(fā)展中的一次較大的進步，它表明了目前正在使用的許多PLC控制系統(tǒng)完全可以由單片機控制系統(tǒng)所代替。第2章方案論證和比較2.1單片機概述[6]電子計算機是20世界紀40年代發(fā)展起來的新技術(shù)之一，它的出現(xiàn)是科學技術(shù)產(chǎn)生了一場深刻的革命。特別是自1971年以來，隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，又出現(xiàn)了微型計算機。它對發(fā)展現(xiàn)代化的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學技術(shù)具有極其巨大的推動作用。作為微型機控制系統(tǒng)的組成，主要分為兩大部分，硬件和軟件。硬件是指微型計算機本身及其外圍設(shè)備;軟件是指管理計算機的程序以及過程控制應用程序。2.1.1硬件硬件是由主機、接口電路及外部設(shè)備組成的。各個系統(tǒng)采用硬件的數(shù)量也不相同，而且，各個系統(tǒng)可以根據(jù)需要任意擴展，也為計算機的廣泛應用提供條件。1)主機。它是計算機空著系統(tǒng)的主要部分，通過接口它向外部發(fā)出各種命令，同時它還可以進行巡回檢測、數(shù)據(jù)的處理及計算、報警處理、邏輯判斷等功能。2)接口及輸入輸出通道。它是主機和被控對象信息交換的橋梁。一般根據(jù)功能及傳送數(shù)據(jù)的方法可分為:(1)并行接口，如PIO;(2)串行接口，如SIO;(3)直接數(shù)據(jù)傳送，如DMA;(4)實時時鐘，如CTC。3)通用外部設(shè)備。包括顯示器、打印機、存儲器等，這些設(shè)備極大地擴充了主機的功能。4)檢測設(shè)備及操作臺。檢測設(shè)備的主要作用是將被檢測參數(shù)的非電量變成電量，而通過操作臺人們可以向計算機輸入程序，修改內(nèi)存的數(shù)據(jù)，顯示被測參數(shù)以及發(fā)出各種操作指令等。5)執(zhí)行機構(gòu)。比如說，步進電機和馬達等，常見的執(zhí)行機構(gòu)有電動、氣動和液動等形式。2.1.2軟件軟件是指能完成各功能的計算機程序的總合，如操作、監(jiān)控、控制、計算和自診斷等。因此，軟件的分類也很多，就語言來分，可分為機器語言、匯編語言和高級語;就功能來分，可以分為系統(tǒng)軟件、應用軟件及數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)軟件專門用來使用管理計算機本身的程序;應用軟件是面向用戶本身的程序;數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)主要用于大量的數(shù)據(jù)管理及資料檢索系統(tǒng)。2.2步進電機的工作原理[7]步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的電磁機械裝置，是一種輸出與輸入數(shù)字脈沖相對應的增量式數(shù)字元件。在數(shù)控機床、繪圖機、打印機等方面應用廣泛。它也可以看作是一種特殊的同步電機;它具有快速起停、精確步進及直接接收數(shù)字量的特點，它的步距角和轉(zhuǎn)速不受電壓波動和負載變化的影響，也不受環(huán)境條件如溫度、氣壓、沖擊、和振動等影響，僅與脈沖頻率有關(guān)，這些特點使它完全適用于數(shù)字控制的系統(tǒng)中作為伺服元件，并使整個系統(tǒng)大為簡化而又運行可靠。本課題選用了最常見的一種小步距角的三相反應式步進電機其剖面圖。如圖2-1所示，電機的定子上有6個等分的磁極，相鄰兩個磁極間的夾角為60度。磁極上裝有控制繞組并聯(lián)成A,B,C三相。轉(zhuǎn)子上均勻分布40個齒，每個齒的齒距為9度。定子每段極弧上也有5個齒，定、轉(zhuǎn)子的齒寬和齒距都相同。每個定子磁極的極距為60度，所以每個極距所占的齒距數(shù)不是整數(shù)。當A極下的定、轉(zhuǎn)子齒對齊，B極和C極下的齒就分別和轉(zhuǎn)子齒相錯三分之一的轉(zhuǎn)子齒距，即為3度。這時若給B相通電，電機中產(chǎn)生沿B極軸線力一向的磁場，因磁通要按磁阻最小的路徑閉合，就使轉(zhuǎn)子受到反應轉(zhuǎn)距(磁阻轉(zhuǎn)距)的作用而轉(zhuǎn)動，直到轉(zhuǎn)子齒和B極上的齒對齊為止。此時，A極和C極下的齒又分別與轉(zhuǎn)子齒相錯三分之一的轉(zhuǎn)子齒距。由此可見:錯齒是促使步進電機旋轉(zhuǎn)的根本原因。圖2-1步進電機的剖面圖若斷開B相控制繞組，而接通C相控制繞組，這時電機中產(chǎn)生沿C極軸線方向的磁場。同理，在反應轉(zhuǎn)距(磁阻轉(zhuǎn)距)的作用下，轉(zhuǎn)子安順時針方向轉(zhuǎn)過3度，使定于C極下的齒與轉(zhuǎn)子齒對齊。以此類推，當控制繞組按A-B-C-A順序循環(huán)通電時轉(zhuǎn)子就沿著順時針方向以每個脈沖轉(zhuǎn)動3度的規(guī)律轉(zhuǎn)動起來。若改變通電順序，即按A-C-B-A順序循環(huán)通電時，轉(zhuǎn)子便按逆時針方向同樣以每個脈沖轉(zhuǎn)動3度。這就是單三拍通電方式。若采用三相單、雙六拍通電方式運行，即A-AB-B-BC-C-CA-A順序循環(huán)通電，步距角將減小一半，即每個脈沖轉(zhuǎn)過1.5度。2.2.1步進電機工作方式的選擇常見的步進電機的工作方式有以下二種：1）三相單三拍:A-B-C-A;2）三相雙三拍:AB-BC-CA-AB;3）三相六拍:A-AB-B-BC-C-CA-A按以上順序通電，步進電機正轉(zhuǎn)，按相反方向通電，步進電機反轉(zhuǎn)。這三種方式的主要區(qū)別是:電機繞組的通電、放電時間不同。工作方式是單三拍時通電時間最短，雙三拍時允許放電時間最短，六拍時通電時間和放電時間最長。因此，同一脈沖頻率時，六拍的工作方式出力最大。而且，電機是三拍的工作方式時，其分辨率為3度，六拍的工作方式時，分辨率是1.5度。（1）控制步進電機換向順序通電換向這一過程稱為脈沖分配。例如：三相步進電機的三相三拍工作方式，其各相通電順序為A-B-C-D,通電控制脈沖必須嚴格按照這一順序分別控制A，B，C，D相的通斷。（2）控制步進電機的轉(zhuǎn)向如果給定工作方式正序換相通電，步進電機正轉(zhuǎn)，如果按反序通電換相，則電機就反轉(zhuǎn)。（3）控制步進電機的速度如果給步進電機發(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)整單片機發(fā)出的脈沖頻率，就可以對步進電機進行調(diào)速。2.3單片機控制步進電機的設(shè)計思路典型的步進電機控制系統(tǒng)如圖2-2所示。圖2-2典型的步進電機控制系統(tǒng)圖[8]變頻信號源是一個脈沖頻率由幾赫到幾十千赫可連續(xù)變化的信號發(fā)生器，它為脈沖分配器提供脈沖序列。如果采用單片機來作為變頻信號源，來控制步進電機，則可以發(fā)出有規(guī)律的脈沖信號，經(jīng)過脈沖放大器后，為步進電機提供了一種可行的通電方式。為步進電機提供時序脈沖是單片機的主要作用，每當步進電機從脈沖輸入線上得到一個脈沖，便沿時序脈沖所確定的方向進一步。設(shè)計的要求：本設(shè)計采用凌陽16位單片機SPCE061A對步進電機進行控制，通過IO口輸出的具有時序的方波作為步進電機的控制信號，信號經(jīng)過芯片L298N驅(qū)動步進電機；同時，用4X4的鍵盤來對電機的狀態(tài)進行控制，并用數(shù)碼管顯示電機的轉(zhuǎn)速，采用74LS164作為4位單個數(shù)碼管的顯示驅(qū)動，從單片機輸入信號；利用凌陽單片機的語音功能播報電機的轉(zhuǎn)速。根據(jù)設(shè)計要求總體設(shè)計方案如圖3－2所示：圖2-3總的設(shè)計圖[9]第3章控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計3.1SPCE061A的介紹[10]SPCE061A是繼SPTM系列產(chǎn)品SPCESOOA等之后凌陽科技推出的又一款16位結(jié)構(gòu)的微控制器。與SPCESOOA不同的是，在存儲器資源方面考慮到用戶的較少資源的需求以及便于程序調(diào)試等功能，SPCE061A里只內(nèi)嵌32K字的閃存(FLASH)。較高的處理速度使SPTM能夠非常容易地、快速地處理復雜的數(shù)字信號。因此，與SPCESOOA相比，以SPTM為核心的SPCE061A微控制器是適用于數(shù)字語音識別應用領(lǐng)域產(chǎn)品的一種經(jīng)濟的選擇。3.1.1性能[11]◆16位μ’nSPTM微處理器；◆工作電壓(CPU)VDD為2.4~3.6V(I/O)VDDH為2.4~5.5V◆CPU時鐘：0.32MHz~49.152MHz；◆內(nèi)置2K字SRAM；◆內(nèi)置32KFLASH；◆可編程音頻處理；◆晶體振蕩器;◆系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下(時鐘處于停止狀態(tài))，耗電僅為2μA，3.6V◆2個16位可編程定時器/計數(shù)器(可自動預置初始計數(shù)值)；◆2個10位DAC(數(shù)-模轉(zhuǎn)換)輸出通道；◆32位通用可編程輸入/輸出端口；◆14個中斷源可來自定時器A/B時基，2個外部時鐘源輸入，鍵喚醒；◆具備觸鍵喚醒的功能；◆使用凌陽音頻編碼SACM_S240方式(2.4K位/秒)，能容納210秒的語音數(shù)據(jù)；◆鎖相環(huán)PLL振蕩器提供系統(tǒng)時鐘信號；◆32768Hz實時時鐘；◆7通道10位電壓模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和單通道聲音模-數(shù)轉(zhuǎn)換器；◆聲音模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入通道內(nèi)置麥克風放大器和自動增益控制(AGC)功能；◆具備串行設(shè)備接口；◆具有低電壓復位(LVR)功能和低電壓監(jiān)測(LVD)功能；◆內(nèi)置在線仿真電路ICE（In-CircuitEmulator）接口；◆具有保密能力；◆具有WatchDog功能。3.1.2結(jié)構(gòu)SPCE061A的結(jié)構(gòu)如圖1.2所示：圖3-1SPCE061A的結(jié)構(gòu)圖3.1.3芯片的引腳排列和說明[9]SPCE061A有兩種封裝片，一種為84個引腳，PLCC84封裝形式;它的排列如圖3-2所示；另一種為80個引腳，LQFP80封裝。如圖3-3所示。圖3-2PLCC84結(jié)構(gòu)圖圖3-3LQFP80結(jié)構(gòu)圖3.1.4SPCE061A單片機硬件結(jié)構(gòu)SPCE061A芯片內(nèi)部集成了ICE(在線實時仿真/除錯器)、FLASH(閃存)、SRAM(靜態(tài)內(nèi)存)、通用I/O端口、定時器/計數(shù)器、中斷控制、CPU時鐘鎖相環(huán)(PLL),ADC(模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器),DAC(數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器)輸出、UART（通用異步串行輸入輸出接曰)、SIO串行輸入輸出接口)、低電壓監(jiān)測/低電壓復位等模塊。在本章中我們將詳細介紹各個模塊的結(jié)構(gòu)及應用。如圖3-4所示：圖3-4SPCE061A硬件結(jié)構(gòu)圖用戶寄存器SP:堆棧指針R1-R4通用寄存器BP基指針SR:段寄存器NZSC4個標志位DS:數(shù)據(jù)段選擇控制位PC：程序計數(shù)器SHIFTER移位器ALU算術(shù)邏輯單元ADDRGEN地址編碼器MUD多路選擇開關(guān)3.1.5μ’NspTM的核心結(jié)構(gòu)μ’nSPTM的核心由總線、ALU算術(shù)邏輯運算單元、寄存器組、中斷系統(tǒng)及堆棧等部分組成。ALU算術(shù)邏輯運算單元μ’nSPTM的ALU非常有特色，除了一般基本的16位算術(shù)邏輯運算，還提供了結(jié)合算術(shù)邏輯的16位移位運算。在數(shù)字信號處理方面，提供了高速的16位×16位乘法運算和內(nèi)積(乘加)運算。16位算術(shù)邏輯運算μ’nSPTM與大多數(shù)CPU一樣，提供了基本的算術(shù)運算與邏輯操作指令，加法、減法、比較、補碼、異或、或、與、測試、寫入、讀出等16位算術(shù)邏輯運算及數(shù)據(jù)傳送操作。結(jié)合算術(shù)邏輯的16位移位運算μ’nSPTM的移位運算包括：算術(shù)右移ASR、邏輯左移LSL、邏輯右移LSR、旋轉(zhuǎn)左移ROL及旋轉(zhuǎn)右移ROR。μ’nSPTM的移位器shifter就串接在ALU的前面，也就是說，操作數(shù)在經(jīng)過移位處理后，馬上會進入ALU進行算數(shù)邏輯運算。所以，μ’nSPTM的移位指令都是復合式指令，一個指令會同時完成移位和算術(shù)邏輯運算。程序設(shè)計者可利用這些復合式的指令，撰寫更精簡的程序代碼，進而增加程序代碼密集度(CodeDensity)。在微控制器應用中，如何增加程序代碼密集度是非常重要的問題；提高程序代碼密集度可以減少程序代碼的大小，進而減少ROM或FLASH的需求，以降低系統(tǒng)成本與增加執(zhí)行效能。16位*16位的乘法運算和內(nèi)積(乘加)運算除了普通的16位算數(shù)邏輯運算指令外，μ’nSPTM還提供了高速的16位16位乘法運算指令MUL，和16位內(nèi)積運算指令MULS。二者都可以用于有符號數(shù)相乘(signedsigned)或無符號數(shù)與有符號數(shù)相乘(unsignedsigned)的運算。在μ’nSPTMISA1.1指令集下，MUL指令只需花費12個時鐘周期，MULS指令花費10n+6個時鐘周期，其中n為乘加的項數(shù)。例如：“MR=[R2]*[R1]，4”表示求4項乘積的和，MULS指令只需花費46（10×4+6=46）個時鐘周期。這兩條指令大大的提升了μ’nSPTM的數(shù)字信號處理能力。寄存器組μ’nSPTMCPU的寄存器組一共有8個16位寄存器，可分為通用寄存器和專用寄存器兩大類別。通用寄存器包括：R1~R4，作為算術(shù)邏輯運算的來源及目標寄存器。專用寄存器包括SP、BP、SR、PC，是與CPU特定用途相關(guān)的寄存器。通用寄存器R1-R4(General-purposeregisters)可用于數(shù)據(jù)運算或傳送的來源及目標寄存器。寄存器R4、R3配對使用，還可組成一個32位的乘法結(jié)果寄存器MR；其中R4為MR的高字符組，R3為MR的低字符組，用于存放乘法運算或內(nèi)積運算結(jié)果。堆棧指針寄存器SP(StackPointer)SP是用來紀錄堆棧地址的寄存器，SP會指向堆棧的頂端。堆棧是一個先進后出的內(nèi)存結(jié)構(gòu)，μ’nSPTM的堆棧結(jié)構(gòu)是由高地址往低地址的方向來儲存的。CPU執(zhí)行push、子程序調(diào)用call、以及進入中斷服務子程序(ISR，InterruptServiceRoutine)時，會在堆棧里儲存寄存器內(nèi)容，這時SP會遞減以反映堆棧用量的增加。當CPU執(zhí)行pop時、子程序返回ret、以及從ISR返回reti時，SP會遞增以反映堆棧用量的減少。μ’nSPTM堆棧的大小限制在2K字的SRAM內(nèi)，即地址為0x000000~0x0007FF的內(nèi)存范圍中?；分羔樇拇嫫鰾P(BasePointer)μ’nSPTM提供了一種方便的尋址方式，即基址尋址方式[BP+IM6]；程序設(shè)計者可通過BP來存取ROM與RAM中的數(shù)據(jù)，包括：局部變量（LocalVariable）、函數(shù)參數(shù)（FunctionParameter）、返回地址（ReturnAddress）等等。BP除了上述用途外，也可做為通用寄存器R5，用于數(shù)據(jù)運算傳送的來源及目標寄存器。因此，在本書或程序中，BP與R5是共享的，均代表基址指針寄存器。程序計數(shù)器PC(ProgramCounter)它的作用與一般微控制器中的PC相同，是用來紀錄程序目前執(zhí)行位置的寄存器，以控制程序走向。CPU每執(zhí)行完一個指令，就會改變PC的值，使其指向下一條指令的地址。在μ’nSPTM里，16位的PC寄存器與SR寄存器的CS字段，共同組成一個22位的程序代碼地址。狀態(tài)寄存器SR(StatusPointer)SR內(nèi)含許多字段，每個字段都有特別的用途，如圖2.1所示。其中包含兩個6位的區(qū)段選擇字段:CS(CodeSegment)，DS(DataSegment)，它們可與其它16位的寄存器結(jié)合在一起形成一個22位的地址，用來尋址4M字容量的內(nèi)存。SPCE061A只有32K字的閃存，只占用一頁的存儲空間，所以CS和DS字段在SPCE061A中都是設(shè)為0。3.2步進電機的選擇[7]本設(shè)計的重點在于對步進電機的控制和驅(qū)動，在設(shè)計要求中沒有對步進電機提出特別的要求，因此為了設(shè)計的方便，選擇受控電機為三相三線制的步進電機（內(nèi)阻33歐，步進1.8度，額定電壓12V）3.3步進電機的驅(qū)動電路設(shè)計[12]方案一：使用多個功率放大器件驅(qū)動電機通過使用不同的放大電路和不同參數(shù)的器件，可以達到不同的放大的要求，放大后能夠得到較大的功率。但是由于使用的是四相的步進電機，就需要對四路信號分別進行放大，由于放大電路很難做到完全一致，當電機的功率較大時運行起來會不穩(wěn)定，而且電路的制作也比較復雜。方案二：使用L298N芯片驅(qū)動電機L298N芯片可以驅(qū)動兩個二相電機（如圖3-5所示），也可以驅(qū)動一個四相電機，輸出電壓最高可達50V，可以直接通過電源來調(diào)節(jié)輸出電壓；可以直接用單片機的IO口提供信號；而且電路簡單，使用比較方便。通過比較，根據(jù)設(shè)計提出的要求，使用L298N芯片充分發(fā)揮了它的功能，能穩(wěn)定地驅(qū)動步進電機，從經(jīng)濟考慮，且價格不高，故選用L298N芯片驅(qū)動電機。而使用L298N芯片時，可以用L297芯片來提供時序信號，可以節(jié)省單片機IO口的使用；也可以直接用單片機模擬出時序信號，由于控制并不復雜，電路也比較容易看懂，故選用后者。圖3-5用L298N芯片驅(qū)動電機圖通過L298N構(gòu)成步進電機的驅(qū)動電路,電路圖如圖3－6所示。通過單片機SPCE061A的IOB8～IOB13對L298N的IN1～IN4口和ENA、ENB口發(fā)送方波脈沖信號，起時序圖如圖3－7所示。圖3-6進電機的驅(qū)動電路圖圖3-7起時序圖3.4數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計[13]方案一：串行接法設(shè)計中要顯示4位數(shù)字，用74LS164作為顯示驅(qū)動，其中帶鎖存，使用串行接法可以節(jié)約IO口資源，但要使用SIO，發(fā)送數(shù)據(jù)時容易控制。方案二：并行接法使用并行接法時要對每個數(shù)碼管用IO口單獨輸入數(shù)據(jù)，占用資源較多。由于設(shè)計中用一塊單片機進行控制，資源有限，因此選擇了方案一。另外，使用鎖存也起到節(jié)約資源的作用。數(shù)碼管的顯示驅(qū)動使用74LS164，通過SPCE061A的IOB0和IOB1口對DATA和CLK發(fā)送數(shù)據(jù)。如圖3-8所示：圖3－8用74LS164驅(qū)動電路圖3.54X4鍵盤電路的設(shè)計[14]行列式鍵盤的工作原理：在鍵盤中按鍵數(shù)量較多是，為了減少I/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式，如圖3-9所示，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。這樣，本來一個端口最多只有8個按鍵，現(xiàn)在就可以構(gòu)成4x4=16個按鍵，比它直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線越多，區(qū)別越明顯。由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時，可以采用行列式法來做鍵盤。在設(shè)計中，使用了標準的4x4鍵盤，其電路圖如圖3-9所示。單片機的A口低8位為鍵盤的接口。盡管設(shè)計要求中只需要4個鍵對步進電機的狀態(tài)進行控制，但考慮到對控制功能的擴展，我們使用了4x4的鍵盤。行列式結(jié)構(gòu)的鍵盤顯然比直接法要復雜一些，識別也復雜一些圖3-9所示接口電路由HEADER8x2的引腳高、低4位構(gòu)成4x4行列矩陣鍵盤。其中1、3、5、7引腳作為鍵盤的掃描輸出口線；9、11、13、15引腳作為鍵盤的輸入口。為判斷是否有鍵按下，所有的輸出口向行線輸出低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會被拉低，這樣，通過讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有按鍵按下了。結(jié)合圖3-9所示，檢測的方法是引腳1、3、5、7輸出全“0”，讀取引腳9、11、13、15的狀態(tài)，若引腳1、3、5、7為全“1”，則無鍵閉合，否則有鍵閉合。然后判斷按鍵的位置，如果有鍵按下，被按鍵處的行線和列線被接通，使穿過閉合鍵的那條列線變?yōu)榈碗娖?。方法是對鍵盤的行線進行掃描。引腳9、11、13、15按下述4種組合依次輸出：引腳151110引腳131101引腳111011引腳90111然后測試行線狀態(tài)中是否有低電平。在每組行輸出時讀取引腳1、3、5、7，若全為“1”，則表示這一行沒有鍵閉合，否則有鍵閉合。由此得到閉合鍵的行值和列值，然后可采用計算法或查表發(fā)將閉合鍵的行值和列值轉(zhuǎn)換成所定義的鍵值。圖3－94x4鍵盤電路第4章控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計單片機控制步進電機的程序編制步進電機控制程序設(shè)計的主要問題有三個:第一，控制脈沖的產(chǎn)生;第二，步進電機的旋轉(zhuǎn)方向和時序脈沖的關(guān)系;第三，步數(shù)的確定。作為單片機控制步進電機的程序的構(gòu)成也是主要由這幾個問題，因此可以從這三個問題入手。4.1控制脈沖的產(chǎn)生[15]在單片機控制步進電機時，一般來講，控制脈沖是用軟件產(chǎn)生的。方法是先輸出一個高電平，然后延時，再輸出低電平，再進行延時。延時時間的長短由步進電機的作頻率決定。時序脈沖產(chǎn)生的延時控制框圖如圖4-1所示。圖4-1時序脈沖產(chǎn)生的延時控制框圖4.2步進電機的旋轉(zhuǎn)方向和時序脈沖的關(guān)系[7]步進電機旋轉(zhuǎn)方向與內(nèi)部繞組的通電順序和通電方式有關(guān)?，F(xiàn)在常用的通電方式主要有三種：1)三相單三拍:A→B→C→A；2)三相雙三拍:AB→BC→CA→AB；3)三相六拍:A→AB→B→BC→C→CA→A；按以上順序通電，步進電機正轉(zhuǎn)，按相反方向通電，步進電機反轉(zhuǎn)。因此，產(chǎn)生時序脈沖的方法是:(1)利用單片機的P1端口，即用P1.0,P1.1,P1.2分別控制三相步進電機的A,B,C三相繞組；(2)根據(jù)控制模式寫出控制模型;(3)控制模型的順序向步進電機輸入控制脈沖。從通電方式的二進制數(shù)可以看出，步進電機每步進一步，高電平就左移或右移一位。所以，我們可以考慮借助累加器A來實現(xiàn)步進電機的通電，可以把一個時序字節(jié)放在累加器A中，在每個采樣時刻累加器A左移或右移一位，經(jīng)輸出口輸出。為了彌補8位的不足，可以考慮加入進位標志位CY這樣就可以把它看成是第9位，這樣就能實現(xiàn)所需要的通電方式。下面以三相單三拍和三相雙三拍為例來研究累加器中時序字節(jié)的轉(zhuǎn)移。三相單三拍通電方式，可以考慮在累加器A中放置時序控制字節(jié)49H。示意圖如圖4-2所示。圖4-2三相單三拍通電方式示意圖三相雙三拍通電方式，可以考慮在累加器A中放置時序控制字節(jié)BBH。示意圖如圖4-3所示。圖4-3三相雙三拍通電方式示意圖4.3步數(shù)的確定步進電機運行的步數(shù)可由步距角和需要轉(zhuǎn)過的角度來計算:式中:－步距角;－轉(zhuǎn)子齒數(shù);－拍數(shù)(一般三拍時=或六拍時=2);－控制繞組相數(shù)，=3。例如:=40，三相三拍運行，==3，則步距角為：=40，三相六拍運行，，則步距角為:若要求步進電機轉(zhuǎn)過的角度為75度，采用三相六拍運行方式，那么步數(shù)就為:=50(步)。在程序設(shè)計時，將50步化為二進制為32H，32H作為步數(shù)控制量就可以了。做完了以上的工作，就可以進行步進電機控制程序的設(shè)計了?？梢园巡竭M電機所要走的步數(shù)放在寄存器乳中，轉(zhuǎn)向標志存放在程序狀態(tài)寄存器用戶標志位PSW的FO(地址D5H)中，當FO的值為“0"，步進電機正轉(zhuǎn);當FO的值為“1”時，步進電機反轉(zhuǎn)，假如步進電機的正轉(zhuǎn)模型為O1H,03H,02H,06H,04H,OSH存放在8751片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器20H-25H中，26H中存放結(jié)束標志OOH。在27H開始存儲區(qū)內(nèi)存放反轉(zhuǎn)控制模型O1H,OSH,04H,06H,02H,03H，在2DH單元存放結(jié)束標志OOH。用程序延時方法編程的流程圖，如圖4-4所示。圖4-4程序延時流程圖4.4步進電機的變速控制上面給的程序流程圖是步進電機的恒速運轉(zhuǎn)方式。一般來講，步進電機的一個弱點，就是運行中丟步，為了使步進電機在運行中不出現(xiàn)丟步現(xiàn)象，一般要小于或等于步進電機“響應頻率”人，在該頻率下，步進電機可以任意啟動、停止或反轉(zhuǎn)而不發(fā)生失步現(xiàn)象。這個頻率通常比較低。當步進電機走過的距離比較長時，需要低速啟動，高速運轉(zhuǎn)，然后降低速度，最后停止。這樣就解決了“快速而不失步”的矛盾。那么實現(xiàn)變速控制的基本思想是改變控制頻率。設(shè)某個步進電機的控制過程如圖4-5所示。L1~L3分別代表各個不同運行階段的步長，f代表步進電機當前運行頻率。如圖4-5所示，L2段為恒速運行階段，L1段位為升頻，L3段位為降頻。在各個不同的運行階段，根據(jù)程序執(zhí)行不同的控制程序，這樣減小因步進電機丟步對控制過程的影響，這對于國產(chǎn)的步進電機效果會更好些。圖4-5運行頻率圖下面對于8751內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲區(qū)的一些單元進行定義，如表4-1~4-3所示[16]。表4-1內(nèi)存字節(jié)位置20H21H22H23H24H25H26H控制模型數(shù)據(jù)01H03H02H06H04H05H00H表4-2內(nèi)存字節(jié)位置27H28H29H2AH2BH2CH2DH控制模型數(shù)據(jù)01H05H04H06H02H03H00H表4-3位地址標志內(nèi)容70H運行方式:0代表恒速，1代表變速71H變速方式:0代表降速，1代表升速72H恒速變向:0代表正轉(zhuǎn)，1代表反轉(zhuǎn)73H升速轉(zhuǎn)向:0代表正轉(zhuǎn)，1代表反轉(zhuǎn)74H降速轉(zhuǎn)向:0代表正轉(zhuǎn)，1代表反轉(zhuǎn)75H程序結(jié)束標志:02代表程序結(jié)束由上面的工作，可以得到總控制程序流程圖，如圖4-6a,b所示。圖4-64.5語音報數(shù)程序設(shè)計中語音報數(shù)使用的是SACM－A2000，考慮到程序比較簡單，首先使用了自動報數(shù)方式，但發(fā)現(xiàn)不能進行連續(xù)報數(shù)，于是使用了非自動方式，流程圖如圖4－2所示。圖4-8流程圖第5章結(jié)論隨著機電產(chǎn)品對負載精度要求的提高，原有的PLC控制系統(tǒng)[20]的步進電機已很難滿足不斷發(fā)展的機電產(chǎn)品的要求。PLC控制系統(tǒng)的步進電機存在成本高，工作方式單一和人機交互不便等缺點。為解決此問題，我們研制了一種能代替PLC控制系統(tǒng)的新的控制系統(tǒng)基于單片機的步進電機控制系統(tǒng)。本文論述了基于單片機的步進電機控制系統(tǒng)的設(shè)計方法和研制過程，包括:硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、可靠性設(shè)計等方面。硬件電路用凌陽16位SPCE061A單片機、先進的接口技術(shù)和大規(guī)模集成電路設(shè)計而成。軟件程序用SPCE061A匯編語言寫成。利用軟硬件結(jié)合，實現(xiàn)對步進電機工作狀態(tài)的自動控制和精確控制。利用單片機輸出的CP脈沖和方向信號，改變對步進電機繞組的通電方式和通電順序，來準確控制步進電機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，步距精度等工作狀態(tài)，方便良好的人機界面是用4x4鍵盤/數(shù)碼管顯示來實現(xiàn)的。單片機控制系統(tǒng)的步進電機，自動化程度高、成本低、體積小、控制精確等優(yōu)點，有很好的經(jīng)濟效益和廣闊的發(fā)展前景。單片機控制系統(tǒng)的研制成功，是步進電機發(fā)展中的一次較大的進步，它表明了目前正在使用的許多PLC控制系統(tǒng)完全可以由單片機控制系統(tǒng)所代替。應該說這次課程設(shè)計還是基本達到了設(shè)計的要求，但是也存在著未能解決的問題，由于在執(zhí)行語音程序時對資源的消耗比較大，在語音報數(shù)的時候會中斷步進電機驅(qū)動信號的輸出，導致電機停轉(zhuǎn)。為此，我們修改了方案，使用了兩塊單片機，通過雙機通訊來傳遞信號，遺憾的是問題仍然沒有得到解決。這次步進電機的綜合實驗我們學到了步進電機、數(shù)碼管、4*4鍵盤、語音報數(shù)和雙機通訊的使用，更重要的是學會了程序出問題時調(diào)試的方法，并養(yǎng)成了Debug的習慣，學到了程序出問題后怎樣去解決的基本方法。參考文獻[1]《單片機原理接口與應用》高等教育出版社黃遵喜編[2]《智能化測量儀表原理與設(shè)計》北京航空航天大學出版社徐愛均編[3]《MCS-51單片機應用設(shè)計》哈爾濱工業(yè)大學出版社張毅鋼編[4]國產(chǎn)集成電路應用500例電子工業(yè)出版社主編周衍仲等[5]于海生等，《微型計算機控制技術(shù)》[M]北京：清華大學出版社，1999版。[6]《單片機基礎(chǔ)》北京航空航天大學出版社李廣弟朱月繡編[7]《步進電機應用基礎(chǔ)》北京航空航天大學出版社徐愛均編[8]于設(shè)計中的電氣主接線圖、主要設(shè)備的原理圖等，我們將采用AUTOCAD軟件進行繪制。[9]《凌陽16位單片機應用基礎(chǔ)》大川康介編[10]《單片機實用接口技術(shù)》王語張盛誠編[11]《凌陽16位單片機編程教程》陳震華編[12]《MCS-51系列微型計算機原理與應用》北京航空航天大學出版社李巡編[13]單片機仿真實驗系統(tǒng)實驗指導書江蘇啟東同創(chuàng)單片機廠主編陳向輝等。[14]《單片機應用系統(tǒng)設(shè)計》北京航空航天大學出版社何立民編[15]謝自美《電子線路設(shè)計、實驗、測試（第二版）》[M]武漢：華中理工大版社，2000版。[16]薛鈞義，張彥斌，樊波等《凌陽十六位單片機原理及應用》[M]北京：北空航天大學出版社，2003版。[17]優(yōu)質(zhì)電子元器件實用手冊(上)電子工業(yè)出版社[18]優(yōu)質(zhì)電子元器件實用手冊(下)電子工業(yè)出版社[19]《單片微型機原理、應用與實驗》復旦大學出版社趙志英張友德編[20]《單片機應用程序設(shè)計技術(shù)》北京航空航天大學出版社周航慈編致謝在本次設(shè)計中，XX導師給本人提供了良好的設(shè)計條件和細心的指導。XX導師前瞻性的科學思維、寬廣的專業(yè)知識和兢兢業(yè)業(yè)的工作精神，令我敬佩，使我受益匪淺。在XX導師的指導和幫助下，我順利地完成了這次設(shè)計任務，在此向三位導師致以最誠摯的感謝！雖然畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)完成了，但是，由于自己所學的知識有限，我們在設(shè)計中遇到很多問題，在很多方面還不夠全面，我希望在以后的工作和專業(yè)發(fā)展中，XX導師能繼續(xù)給以指導和幫助下學到更多有關(guān)的知識，來充實自己！附錄變速控制過程程序清單如下[19]：主程序：SETB70H；變頻標志SETB71H：升頻標志SETB75H；執(zhí)行程序WR：MOVDPTR，#addr16；初值指針MOVR3，1BH；階梯計數(shù)器附值MOVR2，1AH；階梯長計數(shù)器賦值CLRCORLC，73H；設(shè)升降速轉(zhuǎn)向JCROTER；為1轉(zhuǎn)移TQ：MOVR0，#20H；正轉(zhuǎn)模型首值A(chǔ)JMPPHROTER：MOVR0，#27H；反轉(zhuǎn)模型首值PH：MOVTMOD，#01H；T0方式1定時MOVTL0，#00H；賦初值MOVTR0SETBTR0；啟動T0SETBET0；允許T0中斷SETBEA；CPU開中斷LOOP：MOVA，R3JNZLOOP；等待中斷CLRCORLC，75H；判程序結(jié)束標志JNCGHCLR70H；恒速運行CLRCORLC，72H；恒速轉(zhuǎn)向為1轉(zhuǎn)JCROTEMOVR0，#27H；正轉(zhuǎn)模型首地址AJMPTTROTE：MOVR0，#27H；反轉(zhuǎn)模型首地址TT：MOVR2，1CH；MOVR3，1DH；恒速步長計數(shù)器賦值MOVTL0，1EH；T0賦值MOVTH0，1FHLOOP1：MOVA，R2ORLA，R3JNZLOOP1；等待中斷CLREA；CPU關(guān)中斷SETB70H；變速CLR71H；降速MOVC，74H；MOV73H，C；將降速轉(zhuǎn)向標志裝入73HCLR