【正文】 CPL CPL ACALL YAN0 LJMP ZHENGFAN: MOV R2,0 。反轉(zhuǎn) MOV DPTR,CHA MOV A,D2 MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A ACALL YAN0 CPL CPL ACALL YAN0 CPL CPL LJMP FANZHENG1:MOV DPTR,CHA 。加減速正轉(zhuǎn) MOV A,D0 MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A CJNE R3,0,YIA1 CJNE R4,0,YIA2 CPL CPL CJNE R3,0,YIA1 CJNE R4,0,YIA2 CPL CPL CJNE R3,0,YIA1 CJNE R4,0,YIA2 LJMP ZHENGFAN1: MOV DPTR,CHA 。加減速反轉(zhuǎn) MOV A,D2 MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A CJNE R3,0,YIA1 CJNE R4,0,YIA2 CPL CPL CJNE R3,0,YIA1 CJNE R4,0,YIA2 CPL CPL CJNE R3,0,YIA1 CJNE R4,0,YIA2 LJMP FAN1JIA: MOV R3,1 。加速 MOV R4,0 CJNE R2,0,ZHENG1 LCALL FAN JIAN: MOV R4,1 。減速 MOV R3,0 CJNE R2,0,ZHENG LCALL FANTIN: LCALL MAIN 。停 YAN0: MOV R0,25LOOP00:MOV R1,100LOOP01:DJNZ R1,LOOP01 DJNZ R0,LOOP00 RETYAN1: MOV R0, 20 LOOP10:MOV R1,100LOOP11:DJNZ R1,LOOP11 DJNZ R0,LOOP10 RETYAN2: MOV R0,30 LOOP20:MOV R1,100LOOP21:DJNZ R1,LOOP21 DJNZ R0,LOOP20 CHA: DB 03H,06H,05H END第五章 心得體會通過這次的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的課程設(shè)計(jì)，我對步進(jìn)電動機(jī)有了深入的了解，平時(shí)我們接觸的電動機(jī)主要是直流電動機(jī)和交流電動機(jī)，很少見到步進(jìn)電動機(jī)，所以對于步進(jìn)電動機(jī)比較陌生。通過老師指導(dǎo)，然后自己在課后翻閱書籍和上網(wǎng)，搜集到了不少有關(guān)步進(jìn)電動機(jī)的知識。通過鉆研這些知識，我總算對步進(jìn)電機(jī)有了認(rèn)識，但是這離課程設(shè)計(jì)需要掌握的知識相差甚遠(yuǎn)，為了縮短這種差距，我只能不斷的向老師和同學(xué)請教，然后仔細(xì)的揣摩。在這次課程設(shè)計(jì)中，通過用單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)，加、減速，我也對單片機(jī)的知識也進(jìn)行了復(fù)習(xí)和鞏固。那時(shí)候覺得學(xué)習(xí)單片機(jī)是那么的枯燥乏味，整天只是學(xué)習(xí)這個(gè)指令做什么，那個(gè)指令做什么，覺得學(xué)了一點(diǎn)用都沒有。但是今天我才發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)單片機(jī)是那么的有用處，它可以控制步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)、加減速、停止，也可以控制十字路口的交通燈，還可以控制機(jī)械手工作。俗話說的好，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)習(xí)再多的理論也只能紙上談兵，只有把理論應(yīng)用到實(shí)踐中，才能檢驗(yàn)出理論的真?zhèn)?。從這次的課程設(shè)計(jì)，我也發(fā)現(xiàn)自己在好多地方的不足，在以后的學(xué)習(xí)和工作中，我會努力去彌補(bǔ)這些不足，爭取讓自己不要被社會淘汰。第六章 參考文獻(xiàn)[1]溫希東，路勇. 計(jì)算機(jī)控制技術(shù). 西安電子科技大學(xué)出版社,2005 69~80[2]曹天漢. 單片機(jī)原理與接口技術(shù). 電子工業(yè)出版社,2006 96~111[3]曹承志. 電機(jī)拖動與控制. 機(jī)械工業(yè)出版社,2000 267~277 摘要：步進(jìn)電動機(jī)是一種將脈沖信號變換成相應(yīng)的角位移(或線位移)的電磁裝置，是一種特殊的電動機(jī)。由于其精確性以及其良好的性能在實(shí)際當(dāng)中得到了廣泛的應(yīng)用。本文介紹了以51系列單片機(jī)AT89S52為控制核心所設(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)（型號42BYG016）控制系統(tǒng)，從系統(tǒng)的硬件電路以及軟件的設(shè)計(jì)方面實(shí)現(xiàn)了對步進(jìn)電機(jī)的控制。并且由傳感器EEEX672采集轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)進(jìn)而進(jìn)行關(guān)于速度的閉環(huán)控制，經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用電路證明，該仿真控制系統(tǒng)的隨動性能好，抗干擾能力強(qiáng)，穩(wěn)定性好。關(guān)鍵詞：單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、光電開關(guān)、PID算法、閉環(huán)控制一、步進(jìn)電機(jī) 步進(jìn)電機(jī)的工作原理步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。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)則轉(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)的特點(diǎn)本實(shí)驗(yàn)所用的步進(jìn)電機(jī)為感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)（型號為42BYG016）。感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)與傳統(tǒng)的反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)相比，結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)子加有永磁體，以提供軟磁材料的工作點(diǎn)，而定子激磁只需提供變化的磁場而不必提供磁材料工作點(diǎn)的耗能，因此該電機(jī)效率高，電流小，發(fā)熱低。因永磁體的存在，該電機(jī)具有較強(qiáng)的反電勢，其自身阻尼作用比較好，使其在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中比較平穩(wěn)、噪音低、低頻振動小。感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)某種程度上可以看作是低速同步電機(jī)。一個(gè)四相電機(jī)可以作四相運(yùn)行，也可以作二相運(yùn)行。（必須采用雙極電壓驅(qū)動），而反應(yīng)式電機(jī)則不能如此。例如：四相八拍運(yùn)行（AABBBCCCDDDAA）=,D=. 一個(gè)二相電機(jī)的內(nèi)部繞組與四相電機(jī)完全一致，小功率電機(jī)一般直接接為二相，而功率大一點(diǎn)的電機(jī)，為了方便使用，靈活改變電機(jī)的動態(tài)特點(diǎn)，往往將其外部接線為八根引線（四相），這樣使用時(shí)，既可以作四相電機(jī)使用，可以作二相電機(jī)繞組串聯(lián)或并聯(lián)使用。（本實(shí)驗(yàn)采用兩相四拍） 步進(jìn)電機(jī)的靜態(tài)指標(biāo)相數(shù)：產(chǎn)生不同對極N、S磁場的激磁線圈對數(shù)。常用m表示。拍數(shù)：完成一個(gè)磁場周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)用n表示，或指電機(jī)轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距角所需脈沖數(shù)，以四相電機(jī)為例，有四相四拍運(yùn)行方式即ABBCCDDAAB，四相八拍運(yùn)行方式即 AABBBCCCDDDAA.步距角：對應(yīng)一個(gè)脈沖信號，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移用θ表示。θ=360度（轉(zhuǎn)子齒數(shù)J*運(yùn)行拍數(shù)），以常規(guī)二、四相，轉(zhuǎn)子齒為50齒電機(jī)為例。四拍運(yùn)行時(shí)步距角為θ=360度/（50*4）=（俗稱整步），八拍運(yùn)行時(shí)步距角為θ=360度/（50*8）=（俗稱半步）。 步進(jìn)電機(jī)的動態(tài)指標(biāo)1）步距角精度： 步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角的實(shí)際值與理論值的誤差。用百分比表示：誤差步距角*100%。不同運(yùn)行拍數(shù)其值不同，四拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在5%之內(nèi)，八拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在15%以內(nèi)。 2）失步： 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。稱之為失步。 3）失調(diào)角： 轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差，采用細(xì)分驅(qū)動是不能解決的。 4）最大空載起動頻率： 電機(jī)在某種驅(qū)動形式、電壓及額定電流下，在不加負(fù)載的情況下，能夠直接起動的最大頻率。 5）最大空載的運(yùn)行頻率： 電機(jī)在某種驅(qū)動形式，電壓及額定電流下，電機(jī)不帶負(fù)載的最高轉(zhuǎn)速頻率。 6）運(yùn)行矩頻特性： 電機(jī)在某種測試條件下測得運(yùn)行中輸出力矩與頻率關(guān)系的曲線稱為運(yùn)行矩頻特性，這是電機(jī)諸多動態(tài)曲線中最重要的，也是電機(jī)選擇的根本依據(jù)。 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的組成方框圖如下：1）脈沖信號的產(chǎn)生 脈沖信號由單片機(jī)AT89S52的I/O口產(chǎn)生，電機(jī)轉(zhuǎn)速越高，占空比則越大。2）信號分配感應(yīng)子式不僅以二、四相電機(jī)為主，二相電機(jī)工作方式有二相四拍和二相八拍兩種， 具體分配如下：二相四拍為,；二相八拍為,。3）功率放大功率放大是驅(qū)動系統(tǒng)最為重要的部分。步進(jìn)電機(jī)在一定轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩取決于它的動態(tài)平均電流而非靜態(tài)電流（而樣本上的電流均為靜態(tài)電流）。平均電流越大電機(jī)力矩越大，要達(dá)到平均電流大這就需要驅(qū)動系統(tǒng)盡量克服電機(jī)的反電勢。因而不同的場合采取不同的的驅(qū)動方式，到目前為止，驅(qū)動方式一般有以下幾種：恒壓、恒壓串電阻、高低壓驅(qū)動、恒流、細(xì)分?jǐn)?shù)等。步進(jìn)電機(jī)一經(jīng)定型，其性能取決于電機(jī)的驅(qū)動電源。步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速越高，力距越大則要求電機(jī)的電流越大，驅(qū)動電源的電壓越高。電壓對力矩影響如下：4）功率放大細(xì)分驅(qū)動器 在步進(jìn)電機(jī)步距角不能滿足使用的條件下，可采用細(xì)分驅(qū)動器來驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，細(xì)分驅(qū)動器的原理是通過改變相鄰（A，B）電流的大小，以改變合成磁場的夾角來控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的。二、驅(qū)動器由于單片機(jī)的I/O不具有直接驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)的能力，故在本系統(tǒng)中需要步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，我們選擇驅(qū)動器為KD221，該驅(qū)動器具有輸入電壓范圍廣，控制信號輸入方式多樣等特點(diǎn)。其具體接法如下：、電源接線： ①、E高：當(dāng)驅(qū)動電壓大于10V時(shí)，正極接此座，使用時(shí)最大不能大于40V，以防損壞模塊。 ②、E低：當(dāng)驅(qū)動電壓小于10V時(shí)，正極接此座。 ③、地：驅(qū)動電壓E高、E低的的負(fù)極接此座。 ④、A ,:接電機(jī)A相線圈的二根引線。 ⑤、B, :接電機(jī)B相線圈的二根引線。 、控制信號接線： ①、CP:接控制器發(fā)給步進(jìn)電機(jī)的走步脈沖信號線。 ②、CW:接控制器發(fā)給步進(jìn)電機(jī)的走步方向信號線。 ③、VP:接CP和CW信號的負(fù)極，即邏輯電路電源的負(fù)極。 ④、本驅(qū)動器內(nèi)部設(shè)計(jì)接收信號為RTTL電平，即5V電平，如其它邏輯電平信號需要接限流電阻，否則可能損壞光耦元件。三、光電開關(guān) 本系統(tǒng)中所用傳感器為EEEX672關(guān)電開關(guān)，該傳感器為開關(guān)型傳感器，四個(gè)接線腳分別為“+，L,OUT,”其輸入電壓范圍廣為直流524V,L為控制指示端，當(dāng)“L”與“+”相連時(shí)，傳感器未檢測到物體時(shí)LED燈發(fā)光，當(dāng)“L”懸空時(shí)則相反，其特點(diǎn)為:1. 動作模式備有遮光時(shí)ON/入光時(shí)ON(可切換型)2. 應(yīng)答頻率為1KHZ的高速響應(yīng)3. 入光顯示燈明顯,容易進(jìn)行動作確認(rèn).4. 電源電壓為DC24V的廣范圍5. 備有遮光時(shí)入光顯示燈燈亮型其連接電路如下圖所示：“L”與“+”相連時(shí)，傳感器未檢測到物體時(shí)LED燈發(fā)光。 “L”懸空傳感器檢測到物體時(shí)LED燈發(fā)光。四、硬件設(shè)計(jì)電路圖 下圖中為單片機(jī)的最小系統(tǒng),，,加速,減速, LCD1602的RS,RW,E引腳。下圖中為電機(jī)驅(qū)動部分。驅(qū)動電壓為+12V,給驅(qū)動器輸入脈沖。a,b,c,d分別接入步進(jìn)電機(jī)。SX672為檢測轉(zhuǎn)速的傳感器外接+5V驅(qū)動電壓,輸出接入單片機(jī)的T1腳。五、軟件設(shè)計(jì) 控制算法比較：PID控制原理PID調(diào)節(jié)器由比例調(diào)節(jié)器(P)，積分調(diào)節(jié)器(I)和微分調(diào)節(jié)器(D) 構(gòu)成，它通過對偏差值的比例積分和微分運(yùn)算后，用計(jì)算所得的控制量來控制被控對象．圖1所示為PID控制系統(tǒng)框圖。圖1 PID控制系統(tǒng)框圖 比例調(diào)節(jié)（P） 比例調(diào)節(jié)是數(shù)字控制中最簡單的一種調(diào)節(jié)方法。其特點(diǎn)是調(diào)節(jié)器的輸出與控制偏差e成線性比例關(guān)系，控制規(guī)律為： (1)式中：比例系數(shù)，偏差e為零時(shí)調(diào)節(jié)器的輸出值． 當(dāng)輸出值S與設(shè)定的期望值R間產(chǎn)生偏差時(shí)，比例調(diào)節(jié)器會自動調(diào)節(jié)控制變量y(如為控制閥門的開度)的大小?？刂谱兞縴的大小會朝著減小偏差e的方向變化．比例系數(shù)的大小決定了比例調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)的快慢程度,大調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)的速度快，但過大會使控制系統(tǒng)出現(xiàn)超調(diào)或振蕩現(xiàn)象。小調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)的速度慢，但過小又起不到調(diào)節(jié)作用。另外，雖然比例調(diào)節(jié)器控制規(guī)律簡單，控制參數(shù)易于整定，但缺點(diǎn)是它只能在一種負(fù)載情況下實(shí)現(xiàn)無靜差值的調(diào)節(jié)，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，除非重新調(diào)整相應(yīng)的)，值的大小，否則控制系統(tǒng)將會產(chǎn)生無法消除的靜差值。 比例微分調(diào)節(jié)（PI）比例調(diào)節(jié)器的主要缺點(diǎn)是存在無法消除的靜差值，影響了調(diào)節(jié)精度．為了消除靜差值，在比例調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上并人一個(gè)積分調(diào)節(jié)器構(gòu)成比例積分調(diào)節(jié)器，其調(diào)節(jié)規(guī)律可用下列(2)式表示． （2）式中：為積分常數(shù)，它的物理意義是當(dāng)調(diào)節(jié)器積分調(diào)節(jié)作用與