【正文】 char code F_Rotation[8]={0xf1,0xf3,0xf2,0xf6,0xf4,0xfc,0xf8,0xf9}。 uint BS=600。 sbit key4=P3^3。 /******************************************************************/ /* 延時(shí)函數(shù) */ /******************************************************************/ void delay(unsigned int i)//延時(shí) { while(i)。 TH1=(655364000)/256。 ET1=1。 while(1){ if(num==1) //F1 標(biāo)示正轉(zhuǎn) { TR0=1。 } if(num==3) //B1 標(biāo)示反轉(zhuǎn) { TR0=1。 } if(BS1){ if(num==2) //F2 標(biāo)示正轉(zhuǎn) { TR0=1。 } if(num==4) //B1 標(biāo)示反轉(zhuǎn) { 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(dòng)作 加調(diào)整步進(jìn)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(shí)器 1 用于動(dòng)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(zhuǎn)表格，換算成二進(jìn)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(dǎo)我完成這篇論文的老師，正因?yàn)橛心銈兊闹笇?dǎo)和修改才有我這篇論文的完成。同時(shí)，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(yīng)用討論不夠，精度還有待進(jìn)一步提高。步進(jìn)電機(jī)的步距角精度對(duì)系統(tǒng)的控制精度會(huì)造成很大的影響。如圖如示。否則判斷按下的是那個(gè)鍵，并調(diào)用相應(yīng)的子程序，并進(jìn)行判斷是否到達(dá)最高點(diǎn)或最低點(diǎn)，如到達(dá)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(jìn)入升旗與升半旗的判斷，如果是升半旗，則調(diào)相應(yīng)的升半旗子程序運(yùn)行，否則進(jìn)入按鍵查詢，等待操作，當(dāng)有按鍵按下后，便進(jìn)入相應(yīng)的按鍵程序塊，程序調(diào)用相應(yīng)的子程序運(yùn)行，然后進(jìn)行判斷，是否到達(dá)所要運(yùn)行的高度，是則返回，否則則需返回相應(yīng)的狀態(tài)，繼續(xù)操作。用接近開關(guān)來(lái) 防止旗幟在最高點(diǎn)或最低點(diǎn)停止時(shí)出現(xiàn)的誤動(dòng)作，由數(shù)碼管來(lái)顯示旗幟所在的高度 。步進(jìn)電機(jī)是一種控制 電機(jī)，不使用反饋回路．就能進(jìn)行速度控制及定位控制，即所謂的電機(jī)開環(huán)控制。電機(jī)的正轉(zhuǎn)運(yùn)行與反轉(zhuǎn)相似，通過(guò)按鍵可以控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行模式，并在顯示屏上顯示出來(lái)。 (2)當(dāng)按下鍵 JP3 后，電機(jī)進(jìn)入反轉(zhuǎn)正常模式， b1 表示現(xiàn)在處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)，第三 26 位的 0 表示現(xiàn)在的速度為速度編號(hào)，后三位為預(yù)置步數(shù) 600 步。再點(diǎn)菜單 Source→ Build ALL 編譯匯編源程序，生成目標(biāo)代碼文件 。 (3)元器件選?。喊丛O(shè)計(jì)要求，在對(duì)象選擇窗口中點(diǎn) P，彈出 Pickdevices 對(duì) 話框，在 Keywords 中填寫要選擇的元器件，然后在右邊對(duì)話框中選中要選的元器件，則元器件列在對(duì)象選擇的窗口中如圖 所示 。 開始 初始化 步進(jìn)機(jī)停止 設(shè)置相應(yīng)的 狀態(tài)參數(shù) 是否有 鍵按下？ 定時(shí)器 中斷？ 跳轉(zhuǎn)中斷程序 判斷按 下的是 哪個(gè)鍵 速度標(biāo)志設(shè)定值 反 正 正標(biāo)志設(shè)定 值 反標(biāo)志設(shè)定 值 加速 Y Y Y Y Y N N 步進(jìn)數(shù)標(biāo)志位加 1 步進(jìn)數(shù)加 Y 預(yù)置步 模式？ N 23 圖 定時(shí)器 0 中斷 (步進(jìn)脈沖輸出 )模塊流程 系統(tǒng) Proteus 仿真 Proteus 軟 件簡(jiǎn)介 Proteus 是英國(guó) Labcenter electronics 公司研發(fā)的 EDA 設(shè)計(jì)軟件， 是一個(gè)基于Prospice 混合模型仿真器的，完整的嵌入式系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)。程序流程圖的設(shè)計(jì)遵循自頂向下的原則，即從主體遂逐步細(xì)分到每一個(gè)模塊的 流程。 在流程圖中把設(shè)計(jì)者的控制過(guò)程梳理清楚在連續(xù)運(yùn)行模式中只有“啟停”鍵可用。 圖 步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行模塊主流程 開始 根據(jù)設(shè)定的各參數(shù)標(biāo)志載入相應(yīng)表格的指針（向、工作方式） 根據(jù)設(shè)定速度載入定時(shí)器相應(yīng)的初值 預(yù)置模式 進(jìn)入預(yù)置步數(shù)運(yùn)行模式模塊 進(jìn)入連續(xù)運(yùn)行模式模塊 Y N 根據(jù)標(biāo)志位的值，打開相應(yīng)的位端，并且給段端賦相應(yīng)的值 載入設(shè)置的 掃描初值 中斷入口 一個(gè)周期的掃描結(jié)束？ 標(biāo)志位加 1 標(biāo)志位 清零 返回 Y N 20 連續(xù)運(yùn)行模式模塊流程 在此運(yùn)行模塊中，在開啟定時(shí)器后，便進(jìn)入速度檔位顯示和允許操作鍵盤掃描判斷程序。當(dāng)電復(fù)位后，步進(jìn)電機(jī)停止，并設(shè)置參數(shù)，并同時(shí)由數(shù)碼管顯示數(shù)值，如果有定時(shí) 1 中斷請(qǐng)求，就跳轉(zhuǎn)中斷程序，否則步進(jìn)電機(jī)停止。 系統(tǒng)軟件主流程 圖 系統(tǒng)主流程圖 系統(tǒng)上電復(fù)位過(guò)后，步進(jìn)電機(jī)停止，并進(jìn)行設(shè)置相應(yīng)的狀態(tài)參數(shù)，然后進(jìn)入按鍵開始 初始化 步進(jìn)機(jī)停止， 設(shè)置相應(yīng)的 狀態(tài)參數(shù) 是否有 鍵按下？ 定時(shí)器時(shí)間到跳 轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序 Y N 相應(yīng)按鍵程序塊 返回 17 查詢，等待操作，當(dāng)有按鍵按下后，便進(jìn)入相應(yīng)的按鍵程序塊，程序調(diào)用相應(yīng)的子程序運(yùn)行，然后跑到中斷服務(wù)程序，最后返回，否則則需返回設(shè)置相應(yīng)的狀態(tài)參數(shù)，繼續(xù)等待操作。在繪制電路時(shí)，充分利用了 Proteus，從原理圖繪制到各驅(qū)動(dòng)電路和外圍電路圖都是以 Proteus 為平臺(tái)的。這時(shí)一種很好的方案，可以有效地、準(zhǔn)確的控制步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)、加減速等功能。 在處理按鍵程序前就先去抖動(dòng)，防止因按鍵時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械抖動(dòng)而錯(cuò)誤的重復(fù)執(zhí)行相應(yīng)程序。由若干按鍵組成的獨(dú)立鍵盤，使最簡(jiǎn)單的單片機(jī)輸入設(shè)備， 14 通過(guò)鍵盤輸入數(shù)據(jù)或命令，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話。 數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)電路 在本設(shè)計(jì)中使用了八個(gè) 7 段 LED 顯示器，采用動(dòng)態(tài)顯示。將 7 個(gè) LED 的陰極連在一起，稱之為共陰極接法。 詳細(xì)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(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。在平時(shí) ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 11 (7)RST：復(fù)位輸入。 (6)P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL門電流。這是 由于內(nèi)部上拉的緣故。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。當(dāng)P1 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 AT89c51u 單片機(jī)引腳圖如 所示。 高性能 CMOS8 位微處理器單片機(jī)的可擦 除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100 次。 8 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 硬件是整個(gè)系統(tǒng)的平臺(tái)，各種功能的實(shí)現(xiàn)和軟件的運(yùn)行都是以硬件為基礎(chǔ)的，所以硬件設(shè)計(jì)的合理與否從根本上決定了整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量。 一個(gè)完整的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)是由待驅(qū)動(dòng)、晶振、復(fù)位、鍵盤、顯示各個(gè)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)完成之后，進(jìn)行硬件合成。驅(qū)動(dòng)電路則由其中的幾個(gè)口控制，步進(jìn)電機(jī)工作時(shí)，電機(jī)繞組內(nèi)的電流值一般都能達(dá)到數(shù)安培，控制電機(jī)繞組內(nèi)電流變化的控制信號(hào)都是由電壓一般比較低的邏輯電路產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)，單片機(jī)或控制信號(hào)等經(jīng)常受到后級(jí)模擬電路影響，則設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電源時(shí)需要設(shè)計(jì)電壓隔離接口，以實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)的隔離。 (1)單相三拍方式：→A→ B→ C→正轉(zhuǎn)； → A→ C→ B→反轉(zhuǎn)。系統(tǒng)中采用并行控制，步進(jìn)電機(jī)各相驅(qū) 動(dòng)電路由單片機(jī)接口線直接控制。其特點(diǎn)是輸入脈沖和電機(jī)軸角的比例，發(fā)送一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，方便單片機(jī)控制 。由通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，來(lái)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位的目的； 同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī) 旋轉(zhuǎn) 的速度和加速度， 來(lái)實(shí)現(xiàn) 調(diào)速的目的。在人類社會(huì)進(jìn)入自動(dòng)化時(shí)代，傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的功能已不能滿足工廠自動(dòng)化和辦公自動(dòng)化等各種運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的要求。四相步進(jìn)電機(jī)可分為單四拍、雙四拍、八拍三種工作方式。 下面介紹反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)單三拍、六拍及雙三拍通電方式的基本原理。 步進(jìn)電機(jī)的分類 (1)廣義上 :步進(jìn)電機(jī)的類型分為機(jī)械式、電磁式和組合式三大類型。 4 第 2 章 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)概述 步進(jìn)電機(jī)概述 步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn) 步進(jìn)電機(jī)相對(duì)普通電機(jī)來(lái)說(shuō)，他可以實(shí)現(xiàn)開環(huán)控制，即通過(guò)驅(qū)動(dòng)器信號(hào)輸入端輸入的脈沖數(shù)量和頻率實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的角度和速度控制，無(wú)需反饋信號(hào)。在幾 個(gè)月的時(shí)間里，按照模塊化思想，完整的設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，完成了這篇論文。 (4)直線小步距、高分辨率：據(jù)歐美國(guó)家報(bào)導(dǎo)，此類步進(jìn)電機(jī)已制成步距為 微米，在 40 英寸 /秒的線速度下產(chǎn)生 50 磅推力，分辨率達(dá) 12500 步 /英寸，定位精度為 英寸。 國(guó) 內(nèi) 外研究 狀 況 由于步進(jìn)電機(jī)的廣泛使用，國(guó)內(nèi)外步進(jìn)電機(jī)領(lǐng)域都得到飛速發(fā)展，已經(jīng)開始向以下方向發(fā)展。 我國(guó)數(shù)控系統(tǒng) 的 初期 表現(xiàn)在 以單板機(jī)或單片機(jī)為數(shù)控核心，以步進(jìn)電機(jī) 作 為執(zhí)行元件 的時(shí)期 ， 這樣的步進(jìn)電機(jī) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格 不高 ， 非常 合 適 我國(guó)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(shí)現(xiàn)的方向，速度控制的目 。 (3)系統(tǒng)靈活性高：能更好的實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)、停止和扭轉(zhuǎn)。步進(jìn)電機(jī)是以一定的步距角一步一步做增量運(yùn)動(dòng)的精確電機(jī)?？梢哉f(shuō)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)天生就是一種離散運(yùn)動(dòng)的裝置，是純粹的數(shù)字控制電動(dòng)機(jī) 。步進(jìn)電機(jī)是一種將數(shù)字信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的控制驅(qū)動(dòng)元件 , 具有快速起動(dòng)和停止的特點(diǎn)。 但是有些控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的比較復(fù)雜而投入上也不經(jīng)濟(jì)，有些系統(tǒng)不能做到很靈活，使用不是很方便 ,交互性不強(qiáng) .因此本文的研究?jī)?nèi)容就是設(shè)計(jì)一套硬件與軟件相結(jié)合的系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、但功能較為齊全，適應(yīng)性強(qiáng)，操作方便，交互性強(qiáng)，把單片機(jī)技術(shù)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)結(jié)合起來(lái)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)。通過(guò)控制發(fā)送脈沖個(gè)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)精確的位移或者角度定位，而控制發(fā)送脈沖頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)， 單片機(jī)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(jié)果，得到廣泛的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞 :步進(jìn)電機(jī) 單片機(jī) 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