單片機控制的步進電機驅(qū)動技術(shù)畢業(yè)論文-文庫吧
2025-06-08 17:40 本頁面
【正文】 輸出三態(tài)門打開，鎖存器中的地址信息便可以通過三態(tài)門輸出。以下是其引腳圖： 74LS37引腳圖(1)芯片引腳 （2）功能表 引腳 工作方式（片選）（允許輸出）VPP（編程控制）輸出讀LLVCCH數(shù)據(jù)輸出維持H*VCC*高阻編程LHVPPL數(shù)據(jù)輸入編程校驗LLVPPH數(shù)據(jù)輸出編程禁止H*VPP*高阻3．數(shù)據(jù)存儲器6264（1）芯片引腳 數(shù)據(jù)存儲器6264芯片引腳（2）芯片功能表 引腳工作方式I/O0 —I/O7未選中H***高阻未選中*L**高阻輸出禁止LHHH高阻讀LHLH數(shù)據(jù)輸出寫LHHL數(shù)據(jù)輸入寫LHLL數(shù)據(jù)輸入 芯片功能表 8051單片機擴展電路及分析 8051單片機擴展電路接線分析：這8個引腳共有兩種不同的功能，分別使用于兩種不同的情況。第一種情況是8051不帶片外存儲器，P0口可以作為通用I/O口使用。第二種情況是8051帶片外存儲器，然后傳送CPU對片外存儲器的讀寫數(shù)據(jù)。：這組引腳的第一功能可以作為通用的I/O使用。它的第二功能和P0口引腳的第二功能相配合，用于輸出片外存儲器的高8位地址，共同選中片外存儲器單元，但是并不能像P0口那樣還可以傳送存儲器的讀寫數(shù)據(jù)。：這組引腳的第一功能為傳送用戶的輸入/輸出數(shù)據(jù)。它的第二功能作為控制用，每個引腳不盡相同，如下表所示：P3口的位第二功能注釋RXD串行數(shù)據(jù)接收口TXD串行數(shù)據(jù)發(fā)送口外中斷0輸入外中斷1輸入T0計數(shù)器0計數(shù)輸入T1計數(shù)器1計數(shù)輸入外部RAM寫選通信號外部RAM讀選通信號 P3口功能表 VCC為+5V電源線，VSS為接地線。ALE/：地址鎖存允許/編程線，配合P0口引腳的第二功能使用，在訪問片外存儲器時，其下降沿用于把這個片外存儲器低8位地址鎖存到外部專用地址鎖存器。在不訪問片外存儲器時，8051自動在ALE/線上輸出頻率為1/6 fOSC的脈沖序列。該脈沖序列可以用作外部時鐘源或者作為定時脈沖源使用。 / VPP：允許訪問片外存儲器/編程電源線，可以控制8051使用片內(nèi)ROM還是片外ROM。如果=1，那么允許使用片內(nèi)ROM；如果=0，那么允許使用片外ROM。：片外ROM選通線，在執(zhí)行訪問片外ROM的指令MOVC時，8051自動在線上產(chǎn)生一個負脈沖，用于片外ROM芯片的選通。其他情況下，線均為高電平封鎖狀態(tài)。RST/VPD：復(fù)位備用電源線，可以使8051處于復(fù)位工作狀態(tài)。XTAL1和XTAL2：片內(nèi)振蕩電路輸入線，這兩個端子用來外接石英晶體和微調(diào)電容，即用來連接8051片內(nèi)OSC的定時反饋電路。石英晶振起振后，應(yīng)能在XTAL2線上輸出一個3V左右的正弦波，以便于8051片內(nèi)的OSC電路按石英晶振相同頻率自激振蕩，電容CC2可以幫助起振，調(diào)節(jié)它們可以達到微調(diào)fOSC的目的。 PWM信號發(fā)生電路設(shè)計 PWM的基本原理PWM（脈沖寬度調(diào)制）是通過控制固定電壓的直流電源開關(guān)頻率，改變負載兩端的電壓，從而達到控制要求的一種電壓調(diào)整方法。PWM可以應(yīng)用在許多方面，比如：電機調(diào)速、溫度控制、壓力控制等等。在PWM驅(qū)動控制的調(diào)整系統(tǒng)中，按一個固定的頻率來接通和斷開電源，并且根據(jù)需要改變一個周期內(nèi)“接通”和“斷開”時間的長短。通過改變步進電機電樞上電壓的“占空比”來達到改變平均電壓大小的目的，從而來控制電動機的轉(zhuǎn)速。也正因為如此，PWM又被稱為“開關(guān)驅(qū)動裝置”。如下圖所示： 時序圖設(shè)電機始終接通電源時，電機轉(zhuǎn)速最大為Vmax，設(shè)占空比為D= t1 / T，則電機的平均速度為Va = Vmax * D，其中Va指的是電機的平均速度；Vmax 是指電機在全通電時的最大速度；D = t1 / T是指占空比。由上面的公式可見，當我們改變占空比 D = t1 / T時，就可以得到不同的電機平均速度Vd，從而達到調(diào)速的目的。嚴格來說，平均速度Vd 與占空比D并非嚴格的線性關(guān)系，但是在一般的應(yīng)用中，我們可以將其近似地看成是線性關(guān)系。 PWM信號發(fā)生電路設(shè)計 PWM信號發(fā)生電路PWM波可以由具有PWM輸出的單片機通過編程來得以產(chǎn)生，也可以采用PWM專用芯片來實現(xiàn)。當PWM波的頻率太高時，它對步進電機驅(qū)動的功率管要求太高，而當它的頻率太低時，其產(chǎn)生的電磁噪聲就比較大，在實際應(yīng)用中，當PWM波的頻率在18KHz左右時，效果最好。在本系統(tǒng)內(nèi)，采用了兩片4位數(shù)值比較器4585和一片12位串行計數(shù)器4040組成了PWM信號發(fā)生電路。兩片數(shù)值比較器4585，即圖上UU3的A組接12位串行4040計數(shù)輸出端Q2—Q9，而UU3的B組接到單片機的P1端口。只要改變P1端口的輸出值，那么就可以使得PWM信號的占空比發(fā)生變化，從而進行調(diào)速控制。12位串行計數(shù)器4040的計數(shù)輸入端CLK接到單片機C51晶振的振蕩輸出XTAL2。計數(shù)器4040每來8個脈沖，其輸出Q2—Q9加1，當計數(shù)值小于或者等于單片機P1端口輸出值X時，圖中U2的（AB）輸出端保持為低電平，而當計數(shù)值大于單片機P1端口輸出值X時，圖中U2的（AB）輸出端為高電平。隨著計數(shù)值的增加，Q2—Q9由全“1”變?yōu)槿?”時，圖中U2的（AB）輸出端又變?yōu)榈碗娖?，這樣就在U2的（AB）端得到了PWM的信號，它的占空比為（255 X / 255）*100%，那么只要改變X的數(shù)值，就可以相應(yīng)的改變PWM信號的占空比，從而進行步進電機的轉(zhuǎn)速控制。使用這個方法時，單片機只需要根據(jù)調(diào)整量輸出X的值，而PWM信號由三片通用數(shù)字電路生成，這樣可以使得軟件大大簡化，同時也有利于單片機系統(tǒng)的正常工作。由于單片機上電復(fù)位時P1端口輸出全為“1”，使用數(shù)值比較器4585的B組與P1端口相連，升速時P0端口輸出X按一定規(guī)律減少
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