【正文】 char code F_Rotation[8]={0xf1,0xf3,0xf2,0xf6,0xf4,0xfc,0xf8,0xf9}。 uint BS=600。 sbit key4=P3^3。 /******************************************************************/ /* 延時函數(shù) */ /******************************************************************/ void delay(unsigned int i)//延時 { while(i)。 TH1=(655364000)/256。 ET1=1。 while(1){ if(num==1) //F1 標示正轉 { TR0=1。 } if(num==3) //B1 標示反轉 { TR0=1。 } if(BS1){ if(num==2) //F2 標示正轉 { TR0=1。 } if(num==4) //B1 標示反轉 { TR0=1。 } } if(num==0) //停止 { temp[0]=0x6D。 TR0=0。} 41 } while(!key1)。 if(count==9) {count=0。 if(!key3) { num++。 } if(!key4) //按鍵 1 去抖以及動作 加調整步進數(shù) { 。 if(num==5) num=0。} while(!key2)。 if(!key2) { sudu1=sudu11500。 if(!key1) {BS=BS+1。 P1=0x01。 temp[0]=0x7C。 temp[0]=0x71。 temp[0]=0x7C。 temp[0]=0x71。 EA=1。 ET0=1。 //定時器 1 用于動態(tài)掃描 39 TH0=(6553613500)/256。//09 uchar num=0。 sbit key2=P3^1。 define uchar unsigned char define uint unsigned int uint sudu1=13500。 //反轉表格，換算成二進制 0001 0000， 0000 1000， 0000 0100， 0000 0010 //unsigned char code F1_Rotation[4]={0xf9,0xf3,0xf6,0xfc}。感謝此次指導我完成這篇論文的老師，正因為有你們的指導和修改才有我這篇論文的完成。同時，我深知自己所作的工作還很不夠，由于軟件和硬件的各方面原因，系統(tǒng)的應用討論不夠，精度還有待進一步提高。步進電機的步距角精度對系統(tǒng)的控制精度會造成很大的影響。如圖如示。否則判斷按下的是那個鍵，并調用相應的子程序，并進行判斷是否到達最高點或最低點，如到達則停止升降旗，否則繼續(xù)。 系統(tǒng)主流程圖 系統(tǒng)初始化后，進入升旗與升半旗的判斷，如果是升半旗，則調相應的升半旗子程序運行，否則進入按鍵查詢，等待操作，當有按鍵按下后，便進入相應的按鍵程序塊，程序調用相應的子程序運行，然后進行判斷，是否到達所要運行的高度，是則返回，否則則需返回相應的狀態(tài)，繼續(xù)操作。用接近開關來 防止旗幟在最高點或最低點停止時出現(xiàn)的誤動作，由數(shù)碼管來顯示旗幟所在的高度 。步進電機是一種控制 電機，不使用反饋回路．就能進行速度控制及定位控制，即所謂的電機開環(huán)控制。電機的正轉運行與反轉相似，通過按鍵可以控制步進電機的運行模式，并在顯示屏上顯示出來。 (2)當按下鍵 JP3 后，電機進入反轉正常模式， b1 表示現(xiàn)在處于反轉狀態(tài)，第三 26 位的 0 表示現(xiàn)在的速度為速度編號，后三位為預置步數(shù) 600 步。再點菜單 Source→ Build ALL 編譯匯編源程序，生成目標代碼文件 。 (3)元器件選取：按設計要求，在對象選擇窗口中點 P，彈出 Pickdevices 對 話框，在 Keywords 中填寫要選擇的元器件，然后在右邊對話框中選中要選的元器件，則元器件列在對象選擇的窗口中如圖 所示 。 開始 初始化 步進機停止 設置相應的 狀態(tài)參數(shù) 是否有 鍵按下？ 定時器 中斷？ 跳轉中斷程序 判斷按 下的是 哪個鍵 速度標志設定值 反 正 正標志設定 值 反標志設定 值 加速 Y Y Y Y Y N N 步進數(shù)標志位加 1 步進數(shù)加 Y 預置步 模式？ N 23 圖 定時器 0 中斷 (步進脈沖輸出 )模塊流程 系統(tǒng) Proteus 仿真 Proteus 軟 件簡介 Proteus 是英國 Labcenter electronics 公司研發(fā)的 EDA 設計軟件， 是一個基于Prospice 混合模型仿真器的，完整的嵌入式系統(tǒng)軟、硬件設計仿真平臺。程序流程圖的設計遵循自頂向下的原則，即從主體遂逐步細分到每一個模塊的 流程。 在流程圖中把設計者的控制過程梳理清楚在連續(xù)運行模式中只有“啟?！辨I可用。 圖 步進電機運行模塊主流程 開始 根據設定的各參數(shù)標志載入相應表格的指針（向、工作方式） 根據設定速度載入定時器相應的初值 預置模式 進入預置步數(shù)運行模式模塊 進入連續(xù)運行模式模塊 Y N 根據標志位的值，打開相應的位端，并且給段端賦相應的值 載入設置的 掃描初值 中斷入口 一個周期的掃描結束？ 標志位加 1 標志位 清零 返回 Y N 20 連續(xù)運行模式模塊流程 在此運行模塊中，在開啟定時器后，便進入速度檔位顯示和允許操作鍵盤掃描判斷程序。當電復位后，步進電機停止，并設置參數(shù)，并同時由數(shù)碼管顯示數(shù)值，如果有定時 1 中斷請求，就跳轉中斷程序，否則步進電機停止。 系統(tǒng)軟件主流程 圖 系統(tǒng)主流程圖 系統(tǒng)上電復位過后，步進電機停止，并進行設置相應的狀態(tài)參數(shù)，然后進入按鍵開始 初始化 步進機停止， 設置相應的 狀態(tài)參數(shù) 是否有 鍵按下？ 定時器時間到跳 轉中斷服務程序 Y N 相應按鍵程序塊 返回 17 查詢，等待操作，當有按鍵按下后，便進入相應的按鍵程序塊，程序調用相應的子程序運行，然后跑到中斷服務程序，最后返回，否則則需返回設置相應的狀態(tài)參數(shù)，繼續(xù)等待操作。在繪制電路時，充分利用了 Proteus，從原理圖繪制到各驅動電路和外圍電路圖都是以 Proteus 為平臺的。這時一種很好的方案，可以有效地、準確的控制步進電機正反轉、加減速等功能。 在處理按鍵程序前就先去抖動，防止因按鍵時產生的機械抖動而錯誤的重復執(zhí)行相應程序。由若干按鍵組成的獨立鍵盤，使最簡單的單片機輸入設備， 14 通過鍵盤輸入數(shù)據或命令，實現(xiàn)人機對話。 數(shù)碼管的驅動電路 在本設計中使用了八個 7 段 LED 顯示器，采用動態(tài)顯示。將 7 個 LED 的陰極連在一起，稱之為共陰極接法。 詳細接線見附錄系統(tǒng)原理圖。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。在平時 ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 11 (7)RST：復位輸入。 (6)P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL門電流。這是 由于內部上拉的緣故。 P1 口管腳寫入 1 后，被內部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。當P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 AT89c51u 單片機引腳圖如 所示。 高性能 CMOS8 位微處理器單片機的可擦 除只讀存儲器可以反復擦除 100 次。 8 第 3 章 系統(tǒng)硬件設計 硬件是整個系統(tǒng)的平臺，各種功能的實現(xiàn)和軟件的運行都是以硬件為基礎的，所以硬件設計的合理與否從根本上決定了整個系統(tǒng)的質量。 一個完整的步進電機控制系統(tǒng)是由待驅動、晶振、復位、鍵盤、顯示各個驅動電路的設計完成之后，進行硬件合成。驅動電路則由其中的幾個口控制，步進電機工作時，電機繞組內的電流值一般都能達到數(shù)安培，控制電機繞組內電流變化的控制信號都是由電壓一般比較低的邏輯電路產生的數(shù)字信號，單片機或控制信號等經常受到后級模擬電路影響，則設計驅動電源時需要設計電壓隔離接口，以實現(xiàn)數(shù)字信號與模擬信號的隔離。 (1)單相三拍方式：→A→ B→ C→正轉； → A→ C→ B→反轉。系統(tǒng)中采用并行控制，步進電機各相驅 動電路由單片機接口線直接控制。其特點是輸入脈沖和電機軸角的比例，發(fā)送一個脈沖信號，步進電機就轉動一個角度，方便單片機控制 。由通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，來實現(xiàn)準確定位的目的； 同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機 旋轉 的速度和加速度， 來實現(xiàn) 調速的目的。在人類社會進入自動化時代，傳統(tǒng)電動機的功能已不能滿足工廠自動化和辦公自動化等各種運動控制系統(tǒng)的要求。四相步進電機可分為單四拍、雙四拍、八拍三種工作方式。 下面介紹反應式步進電動機單三拍、六拍及雙三拍通電方式的基本原理。 步進電機的分類 (1)廣義上 :步進電機的類型分為機械式、電磁式和組合式三大類型。 4 第 2 章 步進電機控制系統(tǒng)概述 步進電機概述 步進電機的優(yōu)缺點 步進電機相對普通電機來說，他可以實現(xiàn)開環(huán)控制，即通過驅動器信號輸入端輸入的脈沖數(shù)量和頻率實現(xiàn)步進電機的角度和速度控制，無需反饋信號。在幾 個月的時間里，按照模塊化思想，完整的設計了基于單片機的步進電機控制系統(tǒng)，完成了這篇論文。 (4)直線小步距、高分辨率：據歐美國家報導，此類步進電機已制成步距為 微米，在 40 英寸 /秒的線速度下產生 50 磅推力，分辨率達 12500 步 /英寸，定位精度為 英寸。 國 內 外研究 狀 況 由于步進電機的廣泛使用，國內外步進電機領域都得到飛速發(fā)展，已經開始向以下方向發(fā)展。 我國數(shù)控系統(tǒng) 的 初期 表現(xiàn)在 以單板機或單片機為數(shù)控核心，以步進電機 作 為執(zhí)行元件 的時期 ， 這樣的步進電機 結構簡單，價格 不高 ， 非常 合 適 我國中小型企業(yè)使用。比如在數(shù)控系統(tǒng)中。 (7)容易控制 ：只有控制脈沖的頻率和數(shù)量，可以實現(xiàn)的方向，速度控制的目 。 (3)系統(tǒng)靈活性高：能更好的實現(xiàn)步進電機的啟動、停止和扭轉。步進電機是以一定的步距角一步一步做增量運動的精確電機?？梢哉f步進電動機天生就是一種離散運動的裝置，是純粹的數(shù)字控制電動機 。步進電機是一種將數(shù)字信號直接轉換成角位移或線位移的控制驅動元件 , 具有快速起動和停止的特點。 但是有些控制系統(tǒng)設計的比較復雜而投入上也不經濟，有些系統(tǒng)不能做到很靈活，使用不是很方便 ,交互性不強 .因此本文的研究內容就是設計一套硬件與軟件相結合的系統(tǒng)簡單、經濟、但功能較為齊全，適應性強，操作方便，交互性強，把單片機技術和電機驅動技術結合起來的步進電機控制系統(tǒng)。通過控制發(fā)送脈沖個數(shù)來實現(xiàn)精確的位移或者角度定位，而控制發(fā)送脈沖頻率來實現(xiàn)速度調節(jié)， 單片機作為控制核心的控制系統(tǒng) 因其能夠得到性能優(yōu)良的控制結果，得到廣泛的應用。 關鍵詞 :步進電機 單片機 Design of control system of stepper motor based on microcontroller Pick to: stepper motor is a pulse signal through the electric control winding current to achieve constant angular rotation of the mechanical and electrical ponents, the stepper motor can be in the speed sensorless system to achieve precise po