【正文】 21 AT89C52 單片機引腳特征 引腳說明 VCC： 電源電壓。當 1s 被寫入端口 0 引腳，該引腳可作為高阻輸入。在程序都需要外部上拉電阻核查。作為輸入，端口 1pins 被外部拉低，將輸出目前由于內(nèi)部上拉電阻的電流（ IIL）。端口 2 輸出緩 沖器可吸入 /源四TTL 投入。在這種應用中， P2 口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。端口 3 輸出緩沖器可吸入 /源四TTL 投入。 端口 3 也接收到對 Flash 編程的一些控制信號和驗證。作為輸入， 端口 3pins 被外部拉低，將輸出目前由于上拉電流（ IIL）。端口 2 也接收高位地址位和一些在 flash 編程和校驗的控制信號。作為輸入，端口 2pins 被外部拉低，將輸出目前由于內(nèi)部上拉電阻的電流（ IIL）。端口 1 期間也接收低位地址字節(jié)Flash 編程和驗證。端口 1 輸出緩沖器可吸入 /源四TTL 投入。在這種模式下， P0有內(nèi)部上拉。 P0 口 ： 端口 0 是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口?？臻e模式停止 CPU，而 RAM，定時 /計數(shù)器，串行口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。該單片機具有集成度高，程序不易流失，并且保持時間長很受歡迎，并且對 MCS51 指令系統(tǒng)也完全兼容。 AT89C52 高速單片機 AT89C52 單片機介紹 AT89C52 單片機是由美國 ATMEL 公司生產(chǎn)，具有低電壓高性能等特點。 最后，通過液晶顯示模塊來顯示參數(shù)。 其次來說，由于單片機輸出的脈沖信號很微弱，不能直接驅(qū)動步進電機，所以，我們需要添加功率驅(qū)動芯片。該裝置 采用 Atmel的高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，是 與業(yè)界標準的 80C51 和 80C52 指令集和引腳兼容。 步進電機驅(qū)動控制系統(tǒng)部分采用專用芯片 ULN2020A 進行控制，其輸出管腳 IC4C了解四相六線步進電機的相序控制端。 用單片機來產(chǎn)生這個脈沖信號，通過單片機的 P1 口輸出脈沖信號， 而 因為所選電機是四相的，所以只需要 P1 口的低四位 ~ 分別接到電機的四根電線上。 二． 軟件部分 （ 1） 系統(tǒng)復位初始化； （ 2） 鍵盤掃描與處理； （ 3） 液品顯示器初始化掃描程序； （ 4） 定時器中斷服務程序； （ 5） 步進電機正轉(zhuǎn)控制程序； （ 6）步進電機反轉(zhuǎn)控制程序； （ 7）步進電機減速控制程序； （ 8）步進電機加速控制程序； （ 9）步進電機停轉(zhuǎn)控制程序。 利用洞洞板進行原件的焊接， 利用開發(fā)板進行程序的燒錄。 （ 4） 系統(tǒng)硬件和軟件仿真。本系統(tǒng)需要在 PROTEUS 仿真平臺下進行預測試，因此，在電路設計時要考慮到仿真元件的可移植性，和易購買性，以便于進行系統(tǒng)硬件仿真。 綜上所述，論文需要對以下幾個方面內(nèi)容進行研究與探討： （ 1）系統(tǒng)硬件的選擇。以保證功能的正常運行。從而對系統(tǒng)進行整體的程序設計。） 表 為序列分配表，圖 為接線指示圖 。當通電狀態(tài)的改變完成一個循環(huán)時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個齒距。可以通過控制脈沖個來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈 15 沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。 圖 凸極磁化轉(zhuǎn)子的電機圖 14 圖 凸極磁 化轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩與功率角關(guān)系曲線 永磁轉(zhuǎn)子步進電機的電磁轉(zhuǎn)矩 圖 ，步進電機的一相線圈電阻為 R ，外加電壓 R ，電流為 I 時，電機轉(zhuǎn)速為 n 轉(zhuǎn) /秒。 圖 VR型步進電機 ,其外側(cè)定子磁極以 0n 速度旋轉(zhuǎn)，電磁力即產(chǎn)生吸引力以 平衡 負載轉(zhuǎn)矩，以負載角 ? 工作。實際歩進電機的定子不是如圖 所示的永久磁鐵旋轉(zhuǎn)，所謂兩相電機，是指空間相差 /2? 的兩個線圈，通過相差 /2? 相位差的交流電流后，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。 圖 PM 型步進電機對數(shù) Nt 為 1 的情況 如圖 ，定子位于氣隙外側(cè)，轉(zhuǎn)子位于氣隙內(nèi)測，定于與轉(zhuǎn)子皆為永久磁鐵，外側(cè)的定子以 0T 的 速度逆時針旋轉(zhuǎn)，代表旋轉(zhuǎn)磁場。脈沖電機與步進電機的概念如圖 所示。當步進電機要按一定速度運行時，只要產(chǎn)生一定的頻率的連續(xù)脈沖，就可以決定步進電機的總旋轉(zhuǎn)角度，停止位置，加速，勻速，減速等的變速過程。 步進電機驅(qū)動器的基本結(jié)構(gòu) 步進電機驅(qū)動器的基本電路結(jié)構(gòu)如圖 。此時的位置平衡力是由步進電機靜態(tài)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的。激勵磁場相切換的次數(shù)與頻率決定了轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的最終角度與速度。 DC電機或無刷電機要作位置控制和速度 控制時， 轉(zhuǎn)子的位置或速度的倍號必須反饋給控制器，即要加 反饋 傳感器 .圖 ，相對的，圖 所示的開環(huán)控制不必特別在轉(zhuǎn)子加裝位置或速度傳感器電路，因此，包含驅(qū)動電路的歩進 電機 的整體費用一般比較便宜。圖 為步進電機與驅(qū)動電路的功能框圖。如果將負載鏈接在電機軸上，就可以對負載進行旋轉(zhuǎn)角度的位置控制；改變脈沖頻率就可改變旋轉(zhuǎn)速度，故改變速度，就是要改變圖 的開關(guān) 1S , 2S , 3S 的切換頻率，即開關(guān) 1S , 2S , 3S 的切換頻率與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速成正比。同樣， 3S 順序打開為 ON 狀態(tài)， 2S 轉(zhuǎn)為 OFF 狀態(tài)，電機轉(zhuǎn)子又轉(zhuǎn)過一個步距角。 步進電機驅(qū)動電路功能 步進電機驅(qū)動電路的任務，是按順序指令切換 DC 電源的電流流入步進電機的各相線圈。 7 第二章 步進電機概述 步進電機概要 步進電機的地位 電機有各種分類方式，如用電壓種類分類時，有 AC 驅(qū)動與 DC 驅(qū)動；用旋轉(zhuǎn)速度與電源頻率關(guān)系分類是，則有同步電機和異步電機。 第五部分 步進電機驅(qū)動控制系統(tǒng)軟件設計，介紹個軟件功能以及模塊。步進電機控制系統(tǒng)的概 6 念、發(fā)展歷程、主要內(nèi)容及其軟件構(gòu)成和發(fā)展趨勢。 （ 1） 設計一套步進電機驅(qū)動電路，并通過仿真進行驗證。細分驅(qū)動步進電機的驅(qū)動和控制技術(shù)對步進電機控制開說，可以說是該類型技術(shù)的一個質(zhì)的飛躍 本課題研究目的與內(nèi)容 根據(jù)上文所述本課題的研究方向則為：采用單片機作為控制系統(tǒng)的核心，實現(xiàn)對步進電機的精準控制。 細分驅(qū)動就是在每次脈沖切換的時候，不將繞組的全部電流導通或斷開。 為了改善恒定電流驅(qū)動方式的頻率特性，出現(xiàn)了一個低電壓驅(qū)動低速，高速，高電壓驅(qū)動電路的設計，讓其成為一個有脈沖頻率控制的可變輸出電壓的開關(guān)穩(wěn)壓驅(qū)動電源。盡管如此，使用這樣的電動機 5 驅(qū)動模式，電流波形在凹工作的開始卷繞工作在高壓低端和收斂性，從而導致在該電動機的輸出轉(zhuǎn)矩的下降。它提高了步進 電機的頻率響應，降低了電機的共振。 單電壓驅(qū)動方式一般是改變點擊的時間常數(shù)，來提高高頻特性的驅(qū)動電路。 步進電機驅(qū)動技術(shù)的基本類型 步進電機出現(xiàn)在上個世紀。 變頻器或 PLC 控制：在一些要求精確控制的場合，來使用變 頻器或 PLC 來控制步進電機無疑是一個很好的選擇。這些特定關(guān)系，在負載限度的范圍中，負載大小，電源電壓，環(huán)境條件等因素都不會對其造成影響。推動著制造業(yè)進入了一個全新的階段。二戰(zhàn)以后，各行業(yè)的科技都有了很大的發(fā)展，并且用于制造業(yè)的的技術(shù)越來越廣泛。同時，對步進電機的控制要求也越來越高。隨著我國乃至全世界的工業(yè)水平不斷的上升，以步進電機為動力核心的工業(yè)設備在各個工業(yè)領(lǐng)域中應用的十分廣泛，可以說，在各個領(lǐng)域，步進電機可以說無處不在。 關(guān)鍵詞 ： 步進電機； AT89C52 單片機； ULN2020AN 驅(qū)動 2 Abstract Stepping motors is a kind of will convert angular displacement or electrical impulses signal line displacement of precision actuator, have fast start and stop characteristics. The driving speed and instructions pulse can strictly synchronization, which has high repositioning precision, and can realize the positive amp。用先設計 軟硬件，再實踐進行驗證的方法，設計出了整套基于單片機的步進電機 V 指導教師評語 指導教師： 年 月 日 答辯簡要情況及評語 答辯小組組長 ： 年 月 日 答辯委員會意見 答辯委員會主任： 年 月 日 I 目錄 摘 要 ....................................................................................................... 1 Abstract ......................................................................................................... 2 第一章 緒論 ................................................................................................. 3 前言 .............................................................................................................................. 3 國內(nèi)外研究概況 .......................................................................................................... 3 國內(nèi)外常見的步進電機控制系統(tǒng) .................................................................... 3 步進電機驅(qū)動技術(shù)的基本類型 ........................................................................ 4 本課題研究目的與內(nèi)容 .............................................................................................. 5 論文章節(jié)安排 .............................................................................................................. 5 第二章 步進電機概述 ......................................... 7 步進電機概要 .............................................................................................................. 7 步進電機的地位 ................................................................................................ 7 步進電機驅(qū)