【正文】 脈沖信號的產(chǎn)生。 功率放大 功率放大是驅(qū)動系統(tǒng)最為重要的部分。 為盡量提高電機(jī)的動態(tài)性能，將信號分配、功率放大組成步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動電源。 57BYG 系列步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動器 這次選用的是北京和利時電機(jī)技術(shù)有限公司生產(chǎn)的 57 系列兩相混合式步進(jìn)電動機(jī)，具體型號為 57BYG250EBAFRML0302。系統(tǒng)性能可靠，成本低。 步進(jìn)脈沖信號（ CP）： 用于控制步進(jìn)電機(jī)的位置和速度，也就是說：驅(qū)動器每接受一個 CP 脈沖就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個步距角 (細(xì)分時為一個細(xì)分步距角 )， CP 脈沖的頻率改變則同時使步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速改變，控制 CP 脈沖的個數(shù)，則可以使步進(jìn)電機(jī)精確定位。此端為高電平時，電機(jī)一個轉(zhuǎn)向；此端為低電平時，電機(jī)為另一個轉(zhuǎn)向。 單片機(jī) 單片機(jī)概述 單片機(jī)是由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備以及輸出設(shè)備共五個基本部分組成的。 系列單片機(jī) 步進(jìn)電機(jī)的控制器選用的是單片機(jī) AT89S51。 工作電壓 到 。 2 個 16 位定時 /記數(shù)器。硬件看門狗定時器。也就是說，這款芯片的程序燒寫不需要專 用的燒寫器，也不需要把芯片從電路板上取下。 下面就是這次制作的下載線的電路原理圖： 下面是編程軟件的界面： 硬件原理圖 系統(tǒng)主要部分的電路圖如下： 電路的主要部分是步進(jìn)電機(jī)的控制器 AT89S51 單片機(jī)，它的作用有兩方面：一個是產(chǎn)生步進(jìn)脈沖信號，方向和脫機(jī)等信號；另一方面是通過自身的串口（ 10腳 RXD， 11 腳 TXD）與計算機(jī)的串口相連接，接收來自計算 機(jī)的命令，并把其他的信息傳送給計算機(jī)。 下圖是系統(tǒng)的 RS232 通訊部分，由于 RS232 規(guī)定的邏輯電平與一般微處理器、單片機(jī)的邏輯電平是不一致的。根據(jù)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)所要完成的功能，軟件程序主要有 RS232 通訊模塊，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊等部分組成。許多應(yīng)用用 C 比其他語言編程更方便和有效。 Cx51 具有 C 編程的彈性和高效的代碼和匯編語言的速度。 8051 系列是增長最快的微處理器構(gòu)架之一。 C51 編譯器與 A51 宏匯編由 μVision2編輯的源文件，可以被 C51 編譯器或者 A51 匯編 器處理，生成可重定位的 Object 文件。 μVision2（ Keil IDE）集成開發(fā)環(huán)境是 Keil Software/Keil Elektronik GmblH 開發(fā)的基于 80C51 內(nèi)核微處理器軟件開發(fā)平臺，內(nèi)嵌多種符合當(dāng)前工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)工具，可以完成從工程建立、管理、編譯、連接、目標(biāo)代碼生成、軟件仿真、硬件仿真等完整的 開發(fā)流程?？梢允褂?μVision2創(chuàng)建源文件，并組成應(yīng)用工程加以管理。要想使通信雙方能夠正確交換信息和數(shù)據(jù)，在協(xié)議中對什么時候開始通信，什么時候結(jié)束通信，何時交換信息等等都必須作出明確的規(guī)定。 unsigned char Send[10]。 void main() { PCONamp。 SCON=0X50。 //置 T1 為模式 2// IE|=0X90。 InitUART()。 SendIndex=1。 ReceiveIndex++。 if(SendIndex=SEND_MAX_BYTE) //數(shù)組發(fā)送完成 // SendIndex=0。它們的作用及要求已經(jīng)在前面敘述過，這里不再復(fù)述。 //串口初始化 void delay(unsigned int iTime) { for(。 if(dir==0) MOTORDIR = 0。 i++) //脈沖計數(shù) { MOTORCP = 0。 delay(speed)。 TMOD amp。 TL1 = 0XFD。 } } 第 4章 結(jié)束語 以 AT89S51 單片機(jī)為控制器的二維轉(zhuǎn)動步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動反饋系統(tǒng)，經(jīng)過實際的應(yīng)用與調(diào)試，各項指標(biāo)基本達(dá)到了預(yù)期的要求。步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動器功能豐富，根據(jù)不同場合精度的需要可以選擇多種細(xì)分方式，如四細(xì)分，八細(xì)分，六十四細(xì)分。 致謝 通過這次畢業(yè)設(shè)計，我從中學(xué)習(xí)了許多寶貴的實踐經(jīng)驗。感謝公司的唐遵烈工程師對我在設(shè)計過程中給予的真誠幫助和指導(dǎo)。它內(nèi)含有8 個寄存器： 4 個通用寄存器 R1～ R4， 1 個程序計數(shù)器 PC， 1 個堆棧指針 SP， 1個基址指針 BP 和 1 個段寄存器 SR?！痭SP?不僅可以進(jìn)行加、減等基本算術(shù)運算和邏輯運算，還可以完成用于數(shù)字信號處理的乘法運算和內(nèi)積運算。用它可以替代在單片機(jī)應(yīng)用項目的開發(fā)過程中常用的軟件工具 —— 硬件在線實時仿真器和程序燒寫器。 3． 2． 2 下載電路設(shè)計 61 板的下載程序是通過 EZPROBE 或在線調(diào)試器（ PROBE） 實現(xiàn)的，用它可以代替在單片機(jī)應(yīng)用項目的開發(fā)過程中常用的兩種工具 硬件在線仿真器和程序?qū)憻鳌?PD0 和 PD1 是兩個下載信號。輸入端口負(fù)責(zé)從外界接收檢測信號、鍵盤信號等各種開關(guān)量信號。這兩個口的每一位都可通過編程單獨定義成輸入或輸出口。 UART 模塊提供了一個全雙工標(biāo)準(zhǔn)接口，用于完成 SPCE061A 與外設(shè)之間的串行通訊。 P_UART_Data (7023H) (讀 /寫 )單元可以用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的緩存 ,向該單元寫入數(shù)據(jù)，可以將發(fā)送的數(shù)據(jù)送入緩存器；從該單元讀數(shù)據(jù)，可以從緩存器讀出數(shù)據(jù)字節(jié) 。IOB7接收管腳 Rx接 MAX232的 12引腳 ， IOB10發(fā)送管腳 Tx 接 MAX232的 11引腳。如果 DAC 的 輸出數(shù)據(jù)被處理成 PCM 數(shù)據(jù)，必須讓 DAC 輸出數(shù)據(jù)的直流電平保持為 0x8000，且僅高 10 位數(shù)據(jù)起作用。 語音撥報電路的設(shè)計 凌陽的 SPCE061A是 16位單片機(jī)，具有 DSP功能，有很強(qiáng)的信息處理能力，最高時鐘可達(dá)到 49M，具備運算速度高的優(yōu)勢等等，這為語音的播放、錄放、合成及辨識提供了條件。 圖 36 音頻放大電路 3． 2． 5 定時器 /計數(shù)器 SPCE061A 提供了兩個 16 位的定時器 /計數(shù)器： TimerA 和 TimerB。一方面，它會作為定時器中斷信號傳輸給 CPU中斷系統(tǒng)；另一方面，它又會作為 4位計數(shù)器計數(shù)的時鐘源信號，輸出一個具有4位可調(diào)的脈寬調(diào)制占空比輸出信號 APWMO或 BPWMO(分別從 IOB8 和 IOB9輸出 )，用來控制馬達(dá)或其它一些設(shè)備的速度。同時， N 值將被重新載入定時器 /計數(shù)器并重新開始計數(shù)。例如，如果時鐘源 A為“ 1”， TimerA 時鐘頻率將取決于時鐘源 B；如果時鐘源 A為“ 0”，將停止 TimerA 的計數(shù)。但并行數(shù)據(jù)傳送有多少位就需多少 根數(shù)據(jù)線，因此傳送成本高。 3． 3． 2 RS232 簡介 串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過使用和發(fā)展，目前已經(jīng)有幾種。這個標(biāo)準(zhǔn)對串行通信接口的有關(guān)問題，如信號線功能、電器特性都作了明確規(guī)定。 3． 3． 3 本系統(tǒng)方案 RS232 規(guī)定的邏輯電平與一般的處理器、單片機(jī)的電平不同，在實際應(yīng)用時，必須把微處理器的信號電平（ TTL電平）轉(zhuǎn)換為 RS232 電平，轉(zhuǎn)換是由專用的芯片完成的。 RS232的工作電路如圖 所示，引腳排列如圖 圖 37 MAX232引腳圖 圖 38 MAX232工作電路 C1到 C5均是 串口通信部分 MAX232的 1 14腳接 PC機(jī)分別接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)； 1 12腳接單片機(jī)分別是發(fā)送數(shù)據(jù)信號與接收數(shù)據(jù)信號， 串口通信部分的電路圖： 圖 39串口通信的原理圖 3． 4 鍵盤板設(shè)計 LED 鍵盤模組集成 LED、 KEY、數(shù)碼管功能，可作為單片機(jī)常用外圍器件的擴(kuò)展模塊。若 IN 腳輸入高電平，對應(yīng)的 OUT 腳接地； IN 腳輸入低電平，對應(yīng)的 OUT 腳截止輸出。 LED顯示器是由發(fā)光二極管構(gòu)成的，所以在顯示器前面冠以“ LED” 。通過七段發(fā)光二極管亮暗的不同組合，可以顯示多種數(shù)字，字母以及其他符號。這樣陽極端輸入高電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點亮，而輸入低電平的則不亮。 LG5641AH元件圖如下 。 (a) KEYTYPE 選擇接口 此接口是選擇 2*4KEY 還是 1*8KEY，具體選擇方式如下： 2*4KEY 接口 從左至右看，將第 1 至 4 短接塊連接，選擇了 2*4KEY；如圖： 圖 315選擇 2*4KEY 時 KEYTYPE 接口連接示意圖 2*4KEY 的第 1 組行定義為 ROW1，第 2 組行定義為 ROW2， 4 列定義 COL1~COL4。 D_DP 是第 4 位數(shù)碼管后時鐘冒號的位信號控制端。使用時 COL1～ COL8 是K1～ K8 的列輸入， ROW1 是 K1～ K8 的行輸入。 DIG 接口詳見圖 318。 8 個 LED（ LED1～ LED8）采用共陰極設(shè)計共陰極即位信號用 DIG 接口中的 DIG7 控制，陽極即段信號由 SEG 接口的 A～ G、 DP 控制。數(shù)碼管 L1～L6采用共陰極設(shè)計共陰極即位信號用 DIG 接口中的 DIG～ DIG6 控制，陽極即段信號由 SEG 接口的 A～ G、 DP控制。 通過 Portel99SE畫電路原理圖 的使用， 我基本掌握了 使用該軟件設(shè)計電路原理圖 ,畫元件圖 ,設(shè)計電路板圖 ,畫元件封裝圖。 PC 機(jī)程序部分主要包括主程序、 VB 繪圖模塊；從機(jī)程序部分包括串口通信， LED 顯示部分， D/A 轉(zhuǎn)換，按鍵控制。波形子程序的功能主要包括 :波形數(shù)字信號的函數(shù)生成、延時調(diào)解和輸入等。 程序?qū)ο到y(tǒng)初始化之后選擇繪圖狀態(tài) ,則進(jìn)入設(shè)定波形界面，用戶可以 輸入所需的相位和幅值，還可以進(jìn)行波形選擇。通過使用 MSComm 通信控件，可以簡單高效地實現(xiàn)設(shè)備之間的通信，從而使編程效率大大提高，也減少了因編程不當(dāng)導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。我們在串口測試中設(shè)置為“ 2400， e， 8， 1”表示傳輸頻率為 2400b/s，偶校驗， 8位數(shù)據(jù)位，一位停止位。 （ 4） Output 屬性 表示向發(fā)送緩沖區(qū)發(fā)送數(shù)據(jù) ,該屬性設(shè)計時無效 ,運行時只讀。清除發(fā)送緩沖區(qū)數(shù)據(jù)。 （ 9） OutBufferCount 屬性 設(shè)置或返回發(fā)送緩沖區(qū)中等待計算機(jī)發(fā)送的字符數(shù)。 圖 43 Form4 窗口 在此窗口中用。單擊“視圖”打開“工具箱”選擇“命令按鈕（ CommandButton）”名稱為“繪圖”，再建一個為“通信”，選擇“文本框”名稱為“ Picture1”，單擊“工具”打開菜單編輯器，在“標(biāo)題”下輸入“圖象”，在“名稱”中輸入“ mnupicture”單擊“下一個”。設(shè)置緩沖區(qū)接收數(shù)據(jù)為 40 字節(jié)。 （ 6） InBufferCount 屬性 用于返回輸入緩沖區(qū)內(nèi)等待讀取的字 節(jié)個數(shù)，可通過設(shè)置該屬性為 0 來清除接收緩沖區(qū)。把端口屬性設(shè)置為 True 打開端口，把端口屬性設(shè)置為False 關(guān)閉端口。事件驅(qū)動法是當(dāng)串口接收到或發(fā)送完指定的數(shù)據(jù)時 ,或當(dāng)狀態(tài)發(fā)生改變時 , MSComm 控件都將觸發(fā) OnComm 事件 ,應(yīng)用程序可通過檢查 CommEvent 屬性的值來獲知所 發(fā)生的事件和錯誤 ,從而執(zhí)行相應(yīng)的處理。 整個系統(tǒng)的軟件設(shè)計方案如圖 41 啟 動 繪 圖 輸入相位和幅值 波形選擇 開中斷 調(diào)波形發(fā)生子程序 波形轉(zhuǎn)換 圖 41系統(tǒng)的軟件設(shè)計方案 4． 2 模塊設(shè)計 4． 2． 1 PC 的通信模塊 在 PC 的通信模塊設(shè)計上 ,VB 是十分優(yōu)秀的可視化開發(fā)環(huán)境 ，其中提供了MSComm 通信控件。采用外部中斷二來中斷所顯示波形，以便進(jìn)入下一波形的編輯和輸出，在波形輸出的同時利用外部中斷一來實現(xiàn)同步的頻率調(diào)節(jié)。 LED 顯示是在數(shù)碼管中顯示信息及參數(shù)；按鍵控制是定義各按鍵功能，由用戶通 過按鍵選擇需要輸出何種波形。 4． 1． 1 整體軟件設(shè)計思路及流程圖 在硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行軟件編程。 3． 4． 2 設(shè)計接口電路 硬件連接是： IOA 低 8 位接至 SEG 接口控制 數(shù)碼管的段選碼 ， IOA 高 8 位連接到 LED 鍵盤模組的 1*8KEY 接口管腳上，讀取相應(yīng)按鍵值， 1*8key 中 ROW1 與GND 相連， IOB0～ IOB5 連至 DIG1～ DIG6控制位選碼， IOB6連至 DIG7通過 ULN2021A 控制 8個 LED 的共陰極電平狀態(tài)。相應(yīng)原理見下圖?？刂菩盘枮楦哂行?。 選擇 1*8 KEY 接口連接示意圖如下 圖 316 選擇 1*8KEY 時 KEYTYPE 接口連接示意圖 （ b） DIG 接口 6 位數(shù)碼管 L1～ L6 的段發(fā)光管陽極和 8 個 LED 指示燈的陽極并聯(lián)，并且 8 個 LED 指示燈采用共陰極方式。見。用戶可自行選擇 ROW1 與 ROW2 接至 VDD 還是 GND，但同一時間只能使用一組。段信號高有效，位信號低有