控制與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三 步進(jìn)電機(jī)原理及應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)三

步進(jìn)電機(jī)原理及應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蠖?shí)驗(yàn)設(shè)備三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容四、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)原理六、思考題一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟪醪綄W(xué)習(xí)和掌握MCS-51的體系結(jié)構(gòu)和匯編語(yǔ)言，了解Keil編程環(huán)境和程序下載工具的使用方法。了解步進(jìn)電機(jī)的工作原理，學(xué)習(xí)用單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方法，掌握定時(shí)器和中斷系統(tǒng)的應(yīng)用，熟悉單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試方法。了解數(shù)碼管輸出的原理及編程方式。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備單片機(jī)測(cè)控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)?zāi)KKeil開(kāi)發(fā)環(huán)境STC-ISP程序下載工具三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容編制MCS-51程序使步進(jìn)電機(jī)按照規(guī)定的轉(zhuǎn)速和方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并將已轉(zhuǎn)動(dòng)的步數(shù)顯示在數(shù)碼管上。步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速分為兩檔，當(dāng)按下S1開(kāi)關(guān)時(shí)，進(jìn)行快速旋轉(zhuǎn)，速度為60轉(zhuǎn)/分。當(dāng)松開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，進(jìn)行慢速旋轉(zhuǎn)，速度為10轉(zhuǎn)/分。當(dāng)按下S2開(kāi)關(guān)時(shí)，按照順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；當(dāng)松開(kāi)時(shí)，按照逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。本程序要求使用定時(shí)器中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)，不準(zhǔn)使用程序延時(shí)的方式。四、實(shí)驗(yàn)步驟4.1預(yù)習(xí)4.2簡(jiǎn)單程序錄入和調(diào)試4.3程序調(diào)試4.4編寫(xiě)程序，完成功能4.1預(yù)習(xí)參考附錄二、附錄三和expr/資料/原理的輔助材料，學(xué)習(xí)MCS-51匯編語(yǔ)言使用和步進(jìn)電機(jī)原理，閱讀數(shù)碼顯示器的電路圖，重點(diǎn)理解步進(jìn)電機(jī)的工作方式和數(shù)碼管顯示方式。4.2簡(jiǎn)單程序錄入和調(diào)試MCS51單片機(jī)匯編語(yǔ)言的基本格式比較簡(jiǎn)單，程序中可以使用通用寄存器或者內(nèi)存單元進(jìn)行計(jì)算。另外，單片機(jī)的程序沒(méi)有退出到操作系統(tǒng)的概念，一般都是死循環(huán)程序。一個(gè)簡(jiǎn)單程序舉例如下：ORG0000H;復(fù)位起始地址

LJMPSTART;中間地址保留給中斷向量表ORG0040H;程序?qū)嶋H起始地址START:;實(shí)際程序

MOV40H,#0H4.2簡(jiǎn)單程序錄入和調(diào)試NEXT:MOVA,40HINCAMOVP0,A;板上的P0口連接到8個(gè)LED，可以監(jiān)視運(yùn)行狀態(tài)

MOV40H,AMOVR6,#0FFHL2:MOVR7,#0FFHL1:DJNZR7,L1DJNZR2,L2;延遲一段時(shí)間

LJMPNEXTEND參考Keil使用指南，創(chuàng)建工程，設(shè)置工程參數(shù)，添加ASM文件，并錄入上面的簡(jiǎn)單程序。確保無(wú)編譯和鏈接錯(cuò)誤。4.2簡(jiǎn)單程序錄入和調(diào)試本程序需要使用定時(shí)器定時(shí)，并使用中斷來(lái)同步。中斷程序的典型例子如下：ORG

0000HLJMP

STARTORG

000BHLJMP

T0IN;中斷向量表ORG

0040HSTART:...;初始化...T0IN:...;中斷程序...RETI;中斷返回END4.押3獎(jiǎng)定時(shí)灰器中壇斷使用利定時(shí)丸器時(shí)紗，首塵先應(yīng)寒由外邁部條點(diǎn)件得徐到要際定時(shí)腹的時(shí)坑間長(zhǎng)倡度t，如謀本實(shí)永驗(yàn)中禁，就慢是根蝦據(jù)要欣求的被速度校計(jì)算標(biāo)出的雕每一北步之統(tǒng)間的玩間隔慚。然比后選織擇適客當(dāng)?shù)木叨〞r(shí)頑器工友作方治式，向去計(jì)含算想喊要設(shè)鈴定的專計(jì)數(shù)栗器初績(jī)值s，使貴用如房誠(chéng)下方悠程。（2定時(shí)慘器最碌大位圍數(shù)－s）×定時(shí)棄周期=t定時(shí)甜周期=誰(shuí)12烏/C爭(zhēng)PU晶振鋒頻率4.工3陡定時(shí)狡器中良斷（2定時(shí)渴器最凝大位祖數(shù)－s）×定時(shí)脅周期=t得到得的s需要辯分成乓高8位和蜘低8位，仗分別脹放入秋計(jì)數(shù)虧器TH炕x和TL救x中（x為0或1）。敲如果s為負(fù)暗數(shù)，具說(shuō)明果需要嘴的定勿時(shí)時(shí)悅間太姜長(zhǎng)，硬即使棕定時(shí)鑼器的偽最大趣時(shí)間潛也無(wú)陽(yáng)法滿版足要堤求。朋這種雕情況微下，朱需要扭加入岡軟件承循環(huán)鐘才能變實(shí)現(xiàn)委。我雹們可秀以將討需要刮的定啞時(shí)時(shí)敢間分疑成n份，洲利用側(cè)定時(shí)揮器達(dá)胸到t/毛n的時(shí)稱間長(zhǎng)申度，涼然后皺在定梁時(shí)器斤處理盲程序逗中，粘累計(jì)智某一恐變量石，如濾果到郵達(dá)n，說(shuō)錯(cuò)明總胳的時(shí)彈間t已經(jīng)吐達(dá)到均。要想屈使用辣定時(shí)登器中脾斷，錢(qián)除了可上面的的定暗時(shí)器封初值嫂設(shè)定折外，練還需仗要將抄其他積相關(guān)誦的特祖殊功疏能寄便存器住也都鄭設(shè)置枝好。叢如果沉使用志方式0和方援式1，不風(fēng)要忘維記在箱計(jì)數(shù)喊結(jié)束頌后重船新恢松復(fù)計(jì)劣數(shù)器隊(duì)初值籮。4.名4堆程序肚調(diào)試譽(yù)及現(xiàn)權(quán)象觀原測(cè)用單五步、聽(tīng)斷點(diǎn)潔、連歐續(xù)方漏式調(diào)膝試程喉序，慢觀察終狀態(tài)尚指示團(tuán)燈及寶電機(jī)練狀態(tài)稠，檢曠查運(yùn)疊行結(jié)后果。綱如果魯需要摔，可岔以將疲四個(gè)贊輸出士信號(hào)印的狀化態(tài)同始時(shí)輸圣出到P0口的易某些單位上盜，便鋒于觀肌察。五、頓實(shí)驗(yàn)悟原理我們手使用岡的單枯片機(jī)脂系統(tǒng)內(nèi)的頻紫率是12錫M；步硬進(jìn)電融機(jī)轉(zhuǎn)瓶動(dòng)一靠周需識(shí)要24步。本步自進(jìn)電社機(jī)實(shí)驕驗(yàn)板慣，使遠(yuǎn)用FA捐N8胞20邁0作為喇驅(qū)動(dòng)疫芯片籌。CP時(shí)U通過(guò)忌如下4個(gè)引巴腳與FA短N(yùn)8豈20窮0相連盛，即錘：CPUFAN8200P1.1CE1P1.4CE2P3.2IN1P1.0IN2五、踏實(shí)驗(yàn)藏原理本實(shí)率驗(yàn)使齊用簡(jiǎn)恩單的援雙四鋸拍工膏作模培式即榜可，男這也聽(tīng)是FA同N8銷(xiāo)20咬0比較賤方便勤的工箏作方刑式。示只要餓將CE吃1和CE恨2分別混置為離高，喪然后IN膊1和IN鵲2按照搬預(yù)定木的脈右沖輸方出，與即01將->擦11鼓->獎(jiǎng)10繼->薯00鍬->半01這個(gè)鵲循環(huán)類構(gòu)成牌一個(gè)樣方向升旋轉(zhuǎn)虛的輸務(wù)出脈誘沖，魂將此犧序列尾翻轉(zhuǎn)瓜，就疊是相弱反方血向的弄輸出濾脈沖誼。五、怠實(shí)驗(yàn)鹽原理數(shù)碼遇管顯累示本開(kāi)薯發(fā)平巨臺(tái)有3個(gè)數(shù)碎碼管蜜，使叫用串寶行方裂式連斷接在怠一起有，具膀體電短路參纏見(jiàn)實(shí)掩驗(yàn)原期理。假要想步輸出翼一個(gè)貪字形杠碼，燒就需胖要從坐高位蛛到低絲式位依喪次向漫移位市寄存穿器輸獨(dú)出8個(gè)比鋪特。缸移位繡寄存斗器的狹數(shù)據(jù)造線和丈時(shí)鐘接線分?jǐn)?shù)別接姐到單虛片機(jī)箏的P4.嗓5和P4暈.4管腳遞，可靜以使該用MC先S-檔51里面稀的位遮操作誕指令賞進(jìn)行愿輸出租。連賢續(xù)輸奪出3個(gè)字葵形，24個(gè)bi狠t之后摘，欲馳顯示縣的字動(dòng)形將疼穩(wěn)定岸地顯效示在登數(shù)碼派管上啊，程普序可弄以轉(zhuǎn)妖而執(zhí)杠行其鞠他工幕作。七段剖字形他的編捐碼方何式需灰要通杯過(guò)實(shí)小驗(yàn)獲前得。泥這些濾編碼斜作為粗程序慰中的板常數(shù)目，使衡用DB命令像存放幸。在胃程序色中，傾需要忙將數(shù)搏值轉(zhuǎn)硬換為補(bǔ)相應(yīng)捏的字掉形編另碼，坑可以他使用MO鴨VC指令指來(lái)完練成。七段追數(shù)碼撤顯示廈器五、線實(shí)驗(yàn)蜓原理采用3個(gè)74德HC別16靜4級(jí)聯(lián)貴控制殲三個(gè)左數(shù)碼雀管的壩顯示狠，具訴體實(shí)鞭驗(yàn)原怪理如團(tuán)下圖航所示倒。其胳中使赴用單笛片機(jī)P4異.5作為虧模擬敬串口畫(huà)數(shù)據(jù)留，使辛用P4伏.4模擬膜串口匹時(shí)鐘秀，CL糞R端接姐高電賞平。晨使用股上一銳個(gè)74扁HC緞16紛4的Q7作為慘下一客個(gè)74閱HC同16鍵4的輸咽入端灣。P4消E悲QU勁0白C0解HMO帶V科P4抖.4慕,碧CSE鮮TB找P火4.賠4五、終實(shí)驗(yàn)跨原理74涌HC盡16芹4是高忘速CM繁O(jiān)S器件希。74序HC次16敵4是8位邊曲沿觸柳發(fā)式近移位礙寄存投器，父串行旅輸入屈數(shù)據(jù)規(guī)，然篩后并羊行輸喬出。升數(shù)據(jù)土通過(guò)姑兩個(gè)辜輸入違端（A或B）之翅一串芒行輸避入；扯任一陡輸入護(hù)端可館以用封作高膨電平拜使能鮮端，觸控制匠另一跳輸入礙端的瞇數(shù)據(jù)貫輸入頑。兩震個(gè)輸溜入端親或者胳連接仆在一斯起，腹或者樹(shù)把不不用的美輸入捆端接惱高電葛平，貓一定溜不要用懸空埋。時(shí)鐘(C去LK君)每次霸由低背變高魚(yú)時(shí)，漏數(shù)據(jù)陡右移葡一位頑，輸言入到Q0，Q0是兩蔽個(gè)數(shù)攪據(jù)輸仙入端喜（A和B）的冊(cè)邏輯有與，差它將據(jù)上升爛時(shí)鐘央沿之役前保蔑持一杜個(gè)建琴立時(shí)隨間的妻長(zhǎng)度阿。主復(fù)沾位(C刊LR徐)輸入足端上摸的一制個(gè)低器電平檢將使速其它定所有抵輸入桶端都厚無(wú)效匠，同獻(xiàn)時(shí)非拖同步呢地清壩除寄救存器惡，強(qiáng)占制所宴有的迫輸出狂為低固電平盾。六、舅思考齒題1.如采遍用單腦四拍朋工作良模式孟，每叛次步隊(duì)進(jìn)角斃度是潤(rùn)多少齊，程亮序要貓如何濁修改呼？2.如采門(mén)用單輛雙八址拍工趴作模飽式，詠每次管步進(jìn)抬角度膜是多羊少，奪程序惑要如毫何修菊改？3.步進(jìn)存電機(jī)涉的轉(zhuǎn)迷速取劃決于誦那些疤因素波？有程沒(méi)有仰上、涌下限右？4.如何茂改變被步進(jìn)堂電機(jī)爹的轉(zhuǎn)貴向？5.步進(jìn)躺電機(jī)銳有那閣些規(guī)奶格參朱數(shù)，姑如何島根據(jù)曲需要鎮(zhèn)選擇誰(shuí)型號(hào)歷？六、匠思考嫁題5.柔M