基于89c51單片機的步進電機控制系統(tǒng)-文庫吧
2025-06-13 01:46 本頁面
【正文】 circuit plays a very important role to its overall performance.Though system testing, it can be very convenient to control the stepper motor, such as acceleration , deceleration, so as to achieve the desired objectives. The whole system is simple in structure with characteristics of high reliability, low cost and practicality which has a higher universal characteristic and the promotional and applied value.Keywords: 51 SCM ULN2803 driving circuit Positive and reversal rotation1. 設計背景 電氣時代的今天，電動機一直在現(xiàn)代化的生產(chǎn)和生活中起著十分重要的作用。步進電機是機電控制中一種常用的執(zhí)行機構，原理是通過對它每相線圈中的電流和順序切換來使電機作步進式旋轉。步進電機是將電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的執(zhí)行機構。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉過一個步距角。這一線性關系的存在，加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點，使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單，價錢比較低廉，所以其應用的越來越廣泛，以后在速度、位置等領域，利用單片機控制實現(xiàn)其控制效果，會陸續(xù)的占有一席之地。2. 單片機概述隨著材料科學、工藝技術、計算機技術的發(fā)展與進步，電路系統(tǒng)向著集成度極高的方向發(fā)展。CPU的生產(chǎn)制造技術，也朝著綜合性、技術性、實用性發(fā)展。如CPU的運算位數(shù)從4位、8位 ……到32位機的發(fā)展，運算速度從8 MHz、32 MHz…… GHz。可以說是日新月異的發(fā)展著。其中單片機在控制系統(tǒng)中的應用是越來越普遍了。單片機控制系統(tǒng)是以單片機（CPU）為核心部件，擴展一些外部接口和設備，組成單片機工業(yè)控制機，主要用于工業(yè)過程控制。要進行單片機系統(tǒng)設計首先必須具有一定的硬件基礎知識；其次，需要具有一定的軟件設計能力，能夠根據(jù)系統(tǒng)的要求，靈活地設計出所需要的程序；第三，具有綜合運用知識的能力。最后，還必須掌握生產(chǎn)過程的工藝性能及被測參數(shù)的測量方法，以及被控對象的動、靜態(tài)特性，有時甚至要求給出被控對象的數(shù)學模型。 AT89C51功能概述AT89C51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含4K bytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器PEROM和128bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器，器件采用公司的高密度，非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和FLASH存儲單元，功能強大。此單片機可為您提供許多高性價比的應用場合。AT89C51提供以下標準功能：4K字節(jié)FLASH閃速存儲器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32個I/O口線，兩個16位定時/計數(shù)器，一個向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通訊口，內(nèi)置一個精密比較器，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路，同時AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的工作模式，空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時計數(shù)器，串行通信及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作，并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。MCS51是標準的40腳雙列直插式集成電路芯片，引腳排列請參見圖1。圖1VCC：電源電壓； GND：地；P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復用口。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅動8個TTL邏輯門電路，對端口寫1可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在FLASH編程時，P0口接受指令字節(jié)，而在程序效驗時，輸出指令字節(jié)，效驗時，要求外接上拉電阻。P1口：P1口是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,P1的輸出緩沖級可驅動 （吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫1，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉底時會輸出一個電流。FLASH編程和程序效驗期間，P1接收低8位地址。P2口：P2口是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,P2的輸出緩沖級可驅動 （吸收或輸出電流）4個TTL邏輯們電路。對端口寫1，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉底時會輸出一個電流。在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令）時，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行MOVX@RI）時，P2口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中R2寄存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不改變。FLASH編程或效驗時，P2亦接收高位地址和其它控制信號。P3口：P3口是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,P3的輸出緩沖級可驅動 （吸收或輸出電流）4個TTL邏輯們電路。對端口寫1，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉底時會輸出一個電流。P3口除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途是他的第二個功能，如表1所示：表1端口引腳功能特性RXD（串行口輸入）TXD（并行口輸入）INT0（外部中斷0）INT1（外部中斷1）T0（定時計數(shù)外部輸入0）T1（定時計數(shù)外部輸入0）(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通)P3口還接收一些用于FLASH閃速存儲器編程和程序效驗的控制信號。RST：復位輸入。其引腳一旦變成兩個機器周期以上的高電平，所有的I/O口都將復位到1狀態(tài)，當振蕩器正在工作時，持續(xù)兩個機器周期以上高電平便可完成復位，每個機器周期為12個振蕩時鐘周期。EA/VPP：外部訪問允許，欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（0000H—FFFFH），EA端必須保持低電平接地，需注意的是：如果加密位LB1被編程，復位是內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接VCC端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。FLASH存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程允許電源VPP，當然這必須是該器件是使用12V編程電壓VPP。XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器輸出端AT89C51中有一個用于構成內(nèi)部振蕩器的高增益反向放大器，引腳XTAL1和 XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋器件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構成自激振蕩器，振蕩電路參見圖2。外接石英晶體或陶瓷振蕩器及電容 C1，C2接在放大器的反饋回路中構成并聯(lián)振蕩電路。對外接電容 C1，C2雖然沒有十分嚴格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低，振蕩器工作的穩(wěn)定性，起振得難易程度及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，推薦電容使用30PF177。10PF，而如使用陶瓷振蕩器建議選擇40PF177。10PF。圖2
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