【正文】 脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。研究步進(jìn)電機(jī)的控制和測(cè)量方法，對(duì)提高控制精度和響應(yīng)速度、節(jié)約能源等都具有重要意義。設(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)具有以下功能：1. 步進(jìn)電機(jī)的啟?？刂?．步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制3. 步進(jìn)電機(jī)的加速控制4. 步進(jìn)電機(jī)的減速控制5. 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的動(dòng)態(tài)顯示2 總體方案設(shè)計(jì) 方案設(shè)計(jì)按鈕輸入控制單片機(jī) 驅(qū)動(dòng)電路顯示轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)速圖 1 總體設(shè)計(jì)框圖用傳感器感受速度變化后，經(jīng)由單片機(jī)傳送到顯示系統(tǒng)，輸出轉(zhuǎn)速。本文設(shè)計(jì)了一個(gè)單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度和轉(zhuǎn)動(dòng)方向的高效控制。經(jīng)單片機(jī)處理后輸出到數(shù)碼管顯示轉(zhuǎn)速。輸 入 輸 出 口 多 ， 最 多 有 40 個(gè) I/O。功能包括對(duì)會(huì)聚主 IC 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù) RAM 及外部接口等功能部件的初始化，會(huì)聚調(diào)整控制，會(huì)聚測(cè)試圖控制，紅外遙控信號(hào) IR 的接收解碼及與主板 CPU 通信等。 P0~P3 為可編程通用 I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計(jì)中，P0 端口（32~39 腳）被定義為 N1 功能控制端口，分別與 N1 的相應(yīng)功能管腳相連接，13 腳定義為 IR 輸入端，10 腳和 11 腳定義為 I2C 總線控制端口，分別連接 N1的 SDAS（18 腳）和 SCLS（19 腳）端口，12 腳、27 腳及 28 腳定義為握手信號(hào)功能端口，連接主板 CPU 的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測(cè)及會(huì)聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能 【1】 。（3）支持各種步進(jìn)電機(jī)選型：客戶可選擇力矩稍大的混合式或永磁式步進(jìn)電機(jī)，使電機(jī)工作在允許最大轉(zhuǎn)矩的百分之 30 至 50 之間，電機(jī)成本幾乎不變；TB6560AHQ 芯片提供的多檔電流衰減模式，用以支持不同動(dòng)力參數(shù)的步進(jìn)電機(jī)。② 擺 率 高 達(dá) 10kV/us。工 作 參 數(shù) ： 最 大 輸 入 電 流 ， 低 電 平 ： 250uA 最 大 輸 入 電 流 ， 高 電 平 ：15mA 最 大 允 許 低 電 平 電 壓 (輸 出 高 )： 最 大 允 許 高 電 平 電 壓 ： Vcc 最 大 電 源 電 壓 、 輸 出 ： 扇 出 (TTL 負(fù) 載 )： 8 個(gè) (最 多 ) 工 作 溫 度 范 圍 ： 40176。特性：1 .電 流 傳 輸 比 (CTR: MIN. 50% at IF=5mA ,VCE=5V) 隔 離 電 壓 :5000V 有 效值 湊 型 雙 列 直 插 封 裝 ,PC817 為 單 通 道 光 耦 ,PC827 為 雙 通 光 光 耦 ,PC837 為 三 通 道 ,PC847 為 四 通 道 光 耦 .4 LM317優(yōu)點(diǎn)：L M117/LM317 是 美 國(guó) 國(guó) 家 半 導(dǎo) 體 公 司 的 三 端 可 調(diào) 正 穩(wěn) 壓 器 集 成 電 路 。 LM117/LM317 內(nèi) 置 有 過(guò) 載 保 護(hù) 、 安 全 區(qū) 保 護(hù) 等 多 種 保 護(hù) 電 路 。 LM117/LM317 能 夠 有 許 多 特 殊 的 用 法 。 可 調(diào) 整 輸 出 電 壓 低 到 。 80dB 紋 波 抑 制 比 。 標(biāo) 準(zhǔn) 三 端 晶 體 管 封 裝 。圖 5 74ＬＳ０４引腳圖 測(cè)試電路的芯片選擇1 開(kāi) 關(guān) 型 霍 爾 傳 感 器 CS3020優(yōu) 點(diǎn) :霍 爾 器 件 具 有 許 多 優(yōu) 點(diǎn) ， 它 們 的 結(jié) 構(gòu) 牢 固 ， 體 積 小 ， 重 量 輕 ， 壽 命 長(zhǎng) ， 安 裝 方 便 ， 功耗 小 ， 頻 率 高 （ 可 達(dá) 1MHZ） ， 耐 震 動(dòng) ， 不 怕 灰 塵 、 油 污 、 水 汽 及 鹽 霧 等 的 污 染 或 腐 蝕 。特 性 ： 開(kāi) 關(guān) 型 霍 爾 傳 感 器 可 分 為 單 穩(wěn) 態(tài) 和 雙 穩(wěn) 態(tài) ， 內(nèi) 部 均 有 5 個(gè) 部 分 ， 即 由 穩(wěn) 壓 源 、 霍爾 電 勢(shì) 發(fā) 生 器 、 差 分 放 大 器 、 施 密 特 觸 發(fā) 器 以 及 輸 出 級(jí) 組 成 。利用霍爾傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速并用數(shù)碼管輸出結(jié)果。改變轉(zhuǎn)速，只要改變 、 輪流變低電平的時(shí)間即可達(dá)到要求，因?yàn)椴粫?huì)影響到其他功能的實(shí)現(xiàn)，這個(gè)時(shí)間可以用延時(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)， 。而在最高轉(zhuǎn)速時(shí)，要求為 100 轉(zhuǎn)/分，即 20220 脈沖/分，相當(dāng)于 3ms/脈沖。 測(cè)試及顯示電路 CS3020 霍爾傳感器測(cè)試電路對(duì)于開(kāi)關(guān)型傳感器的正值規(guī)定是：用磁鐵的 S 極接近傳感器的端面所形成的 B 值為正值。UGN3020 可 組 成 轉(zhuǎn) 速 計(jì) 探 頭 。 LED 數(shù)碼顯示管圖 9 顯示電路圖發(fā)光二極管 LED 是一種通電后能發(fā)光的半導(dǎo)體器件，其導(dǎo)電性質(zhì)與普通二極管類似。它使用了 8 個(gè) LED 發(fā)光二極管，其中 7 個(gè)用于顯示字符，1 個(gè)用于顯示小數(shù)點(diǎn)。（2）共陰極接法。在本設(shè)計(jì)中所采用的是共陽(yáng)極 LED 數(shù)碼顯示器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 10 所示：圖 10 LED 數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖類別：4 位一體共陽(yáng)規(guī)格：長(zhǎng)寬管腳標(biāo)號(hào)：12986 公共腳、 A1BC4 DE FG5 、DP3 電源24V 開(kāi)關(guān)電源的工作原理　 。 　　在功率相同時(shí),開(kāi)關(guān)頻率越高,開(kāi)關(guān)變壓器的體積就越小,但對(duì)開(kāi)關(guān)管的要求就越高。圖 12 57BYGH 型永磁步進(jìn)電機(jī)外形圖 圖 13 57BYGH 型永磁步進(jìn)電機(jī)接線圖表 2 步進(jìn)電機(jī)參數(shù)表從圖中可以看出，電機(jī)共有兩組線圈，這樣一共有 4 根引出線。鍵盤(pán)實(shí)質(zhì)是一組按鍵開(kāi)關(guān)的集合。通過(guò)對(duì)輸出電平的高低狀態(tài)的檢測(cè)，便可確認(rèn)按鍵按下與否。消除按鍵抖動(dòng)通常采用硬件、軟件兩種方法。型號(hào) 步距角(176。圖 15 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)主程序流程圖 讀鍵盤(pán)子程序流程圖首先初始化實(shí)際鍵值參數(shù)為 0FH，然后掃描 P2 口，與初始值比較，相等則說(shuō)明沒(méi)有鍵按下，不相等則軟件消抖，以便確認(rèn)是否真的有鍵按下。 電機(jī)控制中斷程序流程圖定時(shí)器中斷 0 服務(wù)程序流程圖如圖 18 所示： 圖 18 定時(shí)器中斷 0 服務(wù)程序流程圖定時(shí)器中斷 0 服務(wù)程序的中斷時(shí)間由當(dāng)前的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定。通過(guò)用當(dāng)前轉(zhuǎn)速控制中斷時(shí)間，控制了脈沖的輸出頻率，也就到達(dá)了控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度的目的；通過(guò)檢測(cè)方向控制位的電平，選擇脈沖信號(hào) 、 與 、 間的切換，控制了步進(jìn)電機(jī)各引出端的接通順序，也就到實(shí)現(xiàn)了步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的控制。程序編輯平臺(tái)采用 Keil。 //轉(zhuǎn)向sbit run=P1^7。 //起始步//void delay (int i){int k=100。 case 1:P1=0x04。 case 1:P1=0x08。TR0=1。 speed=speed+10。 if(!run) TR0=!TR0。TMOD=0x01。if(ROT==0) Z()。 step=++step。uchar code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}。k0。delay(5)。delay(5)。delay(5)。TMOD=0x01。A3=R%10。b0。TL0=(6553550000)%255。second=0。模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)分開(kāi)；高頻信號(hào)與低頻信號(hào)分開(kāi)；高頻元器件的間隔要充分．4 相同結(jié)構(gòu)電路部分，盡可能采用“對(duì)稱式”標(biāo)準(zhǔn)布局；5 按照均勻分布、重心平衡、版面美觀的標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化布局； 6 器件布局柵格的設(shè)置，一般 IC 器件布局時(shí)，柵格應(yīng)為 50100 mil,小型表面安裝器件，如表面貼裝元件布局時(shí)，柵格設(shè)置應(yīng)不少于 25mil。9 發(fā)熱元件要一般應(yīng)均勻分布，以利于單板和整機(jī)的散熱，除溫度檢測(cè)元件以外的溫度敏感器件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱量大的元器件。12 焊接面的貼裝元件采用波峰焊接生產(chǎn)工藝時(shí)，阻、容件軸向要與波峰焊?jìng)魉头较虼怪保?阻排及SOP（PIN 間距大于等于 ）元器件軸向與傳送方向平行；PIN 間距小于 （50mil)的IC、SOJ、PLCC、QFP 等有源元件避免用波峰焊焊接。15 元件布局時(shí),應(yīng)適當(dāng)考慮使用同一種電源的器件盡量放在一起, 以便于將來(lái)的電源分隔。17 布局完成后打印出裝配圖供原理圖設(shè)計(jì)者檢查器件封裝的正確性，并且確認(rèn)單板、背板和接插件的信號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系，經(jīng)確認(rèn)無(wú)誤后方可開(kāi)始布線。兩相鄰信號(hào)層應(yīng)該相互垂直、斜交或彎曲走線，盡量避免平行走線，以減小寄生耦合。導(dǎo)線走線寬度在大電流情況下還要考慮其溫升，單面板實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)銅箔厚度為 50μm、導(dǎo)線寬度 1~、通過(guò)電流 2A 時(shí)，溫升很小。數(shù)據(jù)線的寬度應(yīng)盡可能的加寬，以減小阻抗、降低損耗。經(jīng)過(guò)一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。積極地參與此次單片機(jī)控制課程設(shè)計(jì)，不僅讓我充分的體會(huì)到自己動(dòng)手實(shí)踐的樂(lè)趣，獲得哪怕是前進(jìn)一小步時(shí)候的那種成功的喜悅，還能學(xué)到一些我們?cè)诶碚撝袑W(xué)不到的知識(shí)，在設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編輯中，熟練了 Word 的基本操作。課程設(shè)計(jì)誠(chéng)然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識(shí)以及專業(yè)技能上的提升，同時(shí)又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。代表個(gè)人很感謝的老師的精心指導(dǎo)，本次課程設(shè)計(jì)受益匪淺，為明年的畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)了個(gè)好頭。同時(shí)感謝那些在設(shè)計(jì)中給予幫助的同學(xué)，因?yàn)橛谐浞值?、默契的合作才有更順利的結(jié)果。在做課程設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中，得到了老師的耐心指導(dǎo)，特別是在設(shè)計(jì)的初始階段，老師在需求分析方面給了我很大的幫助，在老師幫助和指導(dǎo)下，使我能很快地就確定了系統(tǒng)的目的和開(kāi)發(fā)方案，在后來(lái)的確定步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)和性能方面老師給了很大的幫助，使后來(lái)的程序?qū)崿F(xiàn)方面使我少走了很多彎路，并提高了我的效率。使我對(duì)抽象的理論有了具體的認(rèn)識(shí)。 設(shè)計(jì)結(jié)果能夠符合題意，成功完成了此次實(shí)習(xí)要求，我們不只在乎這一結(jié)果，更加在乎的，是這個(gè)過(guò)程。過(guò)而能改，善莫大焉。1導(dǎo)線走線與機(jī)械安裝孔應(yīng)保持一定的距離。公共地線應(yīng)盡可能的粗，可能的話，使用大于 2~3mm 的走線寬度，這點(diǎn)在帶有微處理器的電路中尤為重要，因?yàn)楫?dāng)?shù)鼐€過(guò)細(xì)時(shí)，由于流過(guò)的電流的變化，地電位變動(dòng)，微處理器定時(shí)信號(hào)的電平不穩(wěn)，會(huì)使噪聲容限劣化。走線時(shí)盡量在一個(gè)工作層上走線，確實(shí)不能完成走線時(shí)才再卻換到另一個(gè)工作層。導(dǎo)線走線的拐角應(yīng)為圓角或者大于 90176。串聯(lián)匹配電阻的布局要靠近該信號(hào)的驅(qū)動(dòng)端，距離一般不超過(guò) 500mil。其它貼片元件相互間的距離；貼裝元件焊盤(pán)的外側(cè)與相鄰插裝元件的外側(cè)距離大于 2mm；有壓接件的 PCB，壓接的接插件周圍 5mm 內(nèi)不能有插裝元、器件，在焊接面其周圍 5mm 內(nèi)也不能有貼裝元、器件。11 需用波峰焊工藝生產(chǎn)的單板，其緊固件安裝孔和定位孔都應(yīng)為非金屬化孔。8 同類型插裝元器件在 X 或 Y 方向上應(yīng)朝一個(gè)方向放置。}[1]5 PCB 板設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)原則 布局操作的基本原則1 遵照“先大后小，先難后易”的布置原則，即重要的單元電路、核心元器件應(yīng)當(dāng)優(yōu)先布局．2 布局中應(yīng)參考原理框圖，根據(jù)單板的主信號(hào)流向規(guī)律安排主要元器件．3 布局應(yīng)盡量滿足以下要求:總的連線盡可能短，關(guān)鍵信號(hào)線最短。if(sin=20){sin=0。}}}void timer0() interrupt 1{static uchar sin=0。a0。A1=R/100。}void main(){TCON=0x11。P0_2=0。P0_1=0。}void display(){P0_0=0。j0。 if(step=2)