【正文】 應的按鍵按下，從而轉到相應的處理子程序段，完成相應的操作，實現(xiàn)相應的功能后返回。此時保存鍵值到臨時變量。初始化完成后，步進電機處于停止狀態(tài)， T0、 T1 定時器處于關閉狀態(tài)。 在本設計中，主程序采用查詢方式掃描鍵盤端口，檢測按鍵動作是否發(fā)生，若有按鍵動作則處理鍵盤，根據(jù)按鍵值修改相應參數(shù)值，實現(xiàn)鍵盤的實時處理功能。 總之，只要按一定的順序改變 P0 口輸出的 脈沖 信號，從而改變步進電動機四端 通電的狀況，即可控制步進電機依選定的方向步進。 特點是將多個 7段 LED顯示器同名端的段選線復接在一起，只用一個 8 位 I／ O控制各個 LED顯示器的公共陰極輪流接地，逐一掃描點亮， 使每位 LED 顯示該位應當顯示的字符。共陽極接法是將 LED 顯示器的所有陽極并接后連到 +5 V 電源上，當某一字段的陰極為 0 時，對應的字段就點亮， 如圖所示。譯碼器輸出與輸入代碼有唯一的對應關系。 因此是一個非常好的芯片！但是由于目前從節(jié)約成本的角度考慮， 此類芯片已較少用， 大部份情況下都是用動態(tài)掃描數(shù)碼管的形式來實現(xiàn)數(shù)碼管顯示。電源調(diào)整等電路中使用的達林頓管，可 選用大功率。高增益放大等電路中。 達林頓管廣泛應用于音頻功率輸出。 圖 達林頓管又稱復合管。 (2) 在設計中為了抗干擾， 或避免一旦驅動電路發(fā)生故障，造成功率放大器中的高電平信號進入微型機而燒毀器件， 通常在驅動器與微型機之間加一級光電隔離器。并能承受 2021 伏以上的高壓，因而被耦合的兩個部分可以自成系統(tǒng)．也不需要“ 共地 ” ，絕緣和隔離性都很好，能夠避免輸出端對輸入端可能產(chǎn)個的反饋和干擾。將電信號送入光電耦合器輸入端的發(fā)光器件時，發(fā)光器件將電信號轉換成光信號，光信號經(jīng)光接收器接收，并將共還原成電信號。消除按鍵抖動通常采用硬件、軟件兩種方法。通過對輸出電平的高低狀態(tài)的檢測，便可確認按鍵按下與否。鍵盤實質是一組按鍵開關的集合。 通 過分時輪流控制各個 LED 數(shù)碼管的 COM 端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅動。剩余的八個腳是段選信號輸入端，其對應方式是 A1 BC D E F G DP3。 4)最大自起動頻率 ：電機在無載的狀態(tài)下可以做到瞬時的起動而不失步的速度謂之最大自起動頻率。 圖 210 轉矩特性曲線圖（圖 210）說明 ： (1)激磁最大靜止轉矩 ：當運轉脈沖速度等于 0 Hz 時，曲線與 Y軸交接的點即稱為激磁最大靜止轉矩。 （ 6） 中低速時具備高轉矩 ： 步進電機在中低速時具有較大的轉矩，故能夠較同級伺服電機提供更大的扭力輸出。 （ 3） 具定位保持力 ： 步進電機在停止狀態(tài)下（無脈波信號輸入時），仍具有激磁保持力，故即使不依靠機械式的剎車，也能做到 停止位置的保持。 3分（177。 3 步進電機的特征： （ 1） 高精度的定位 ： 步進電機最大特征即是能夠簡單的做到高精度的定位控制。 轉動部分：（轉子部分） 電樞鐵心：主磁路的主要 部分及嵌放電樞繞組，由硅鋼片迭壓而成。 機座：由鑄鋼或厚鋼板焊成。作用是產(chǎn)生氣隙磁場。包括主磁極、換向極、機座、端蓋、軸承、電刷裝置等。 直流電機的結構：電機要實現(xiàn)機電能量變換，電路和磁路之間必須有相對運動。（式中N=MC 為運行拍數(shù)； M 為控制繞組相數(shù)； C 為狀態(tài)系數(shù) , 單三拍或雙三拍時 C=1, 單六拍或雙六拍時 C=2 為轉子齒數(shù)）。 =13 3?9, 不為整數(shù) , 即此時轉子齒與B 相不對齊 , 只是 13 號齒靠近相的中心 , 且相差 3176。利用電磁學的性質 , 在某相繞組通電時 , 相應的磁極產(chǎn)生磁場 , 與轉子形成磁路如此時定子的小齒與轉子的小齒沒有對齊 , 則在磁場作用下 , 轉子就轉動一定角度 , 達到齒的對齊。以 三相電機為例 , 其結構原理見圖 1。在有負載的情況下，啟動頻率應更低。 當步進電機轉動時，電機各相繞組的電感將形成一個反向電動勢；頻率越高，反向電動勢越大。 ： 一般步進電機的精度為步進角的 3%5%，且不積累。電機一旦選定，電機的靜力矩確定，而動態(tài)力矩卻不然，電機的動態(tài)力矩取決于電機運行時的平均電流（而非靜態(tài)電流），平均電流越大，電機輸出力矩越大，即電機的頻率特性越硬。稱之為失步 失調(diào)角： 轉子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機運轉必存在失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差，采用細分驅動是不能解決的。 （二） 步進電機動態(tài)指標及術語： 步距角精度： 步進電機每轉過一個步距角的實際值與理論值的誤差。四拍運行時步距角為 θ=360 度 /（ 50*4） = 度（俗稱整步），八拍運行時步距角為θ=360 度 /（ 50*8） = 度（俗稱半步）。 步進電機概述 ： （一） 步進電機的靜態(tài)指標術語 相數(shù)：產(chǎn)生不同對 N、 S磁場的激磁線圈對數(shù)。轉子的極數(shù)和定子的極數(shù)相同，所以一般步距角比較大。由于步進電動機能直接接收數(shù)字量的輸入，所以特別適合于微機控制。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉過一個步距角。 因此在本次設計中用 AT89C52 來作為該系統(tǒng)的核心處理芯片。 此外， AT89C52 設有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯 ，支持兩種軟件可選的掉電模式。如采用外部時鐘源驅動器件，XTAL2 應不接。阻值越小，能提供的上拉 能力也越強，但功耗也會隨之上升。當時鐘頻率選用 12MHz 時， C 選取 10uF， R 選擇 1000 歐。 10MHz 時間約為 1ms， 1MHz 時約為 10ms，所以一般為了可靠地復位， RST 在上電時應保持 20ms 以上的高電平。復位以后內(nèi)部寄存器的初始狀態(tài)為（ SP=07， P0、 P P P3為 0FFH 外，其它寄存器都為 0。 MCS51 單片機有一個復位引腳 RST，它是施密特觸發(fā)輸入，當振蕩器起振后，該引腳上出現(xiàn) 2個機器周期（即 24個時鐘周期）以上的高電平。 MCS51 的復位輸入引腳 RST為 MCS51提供了初始化的手段，可以使程序從指定處開始執(zhí)行，在 MCS51的時鐘電路工作后，只要 RST 引腳上出現(xiàn)超過兩個 機器周期以上的高電平時，即可產(chǎn)生復位的操作。對外接電容 C1， C2 雖然沒有十分嚴格的要 求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低，振蕩器工作的穩(wěn)定性，起振得難易程度及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，推薦電容使用 30PF177。 XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。其引腳一旦變成兩個機器周期以上的高電平，所有的 I/O口都將復位到 1 狀態(tài)，當振蕩器正在工作時，持續(xù)兩個機器周期以上高電平便可完成復位，每個機器周期為 12 個振蕩時鐘周期。對端口寫 1，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。 在訪問外部程序存儲器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVXDPTR 指令）時， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。 FLASH 編程和程序效驗期間， P1 接收低 8 位地址。 在 FLASH 編程時， P0 口接受指令字節(jié)，而在程序效驗時，輸出指令字節(jié)，效驗時，要求外接上拉電阻。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作，并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。步進電機模塊主要是由單片機輸出控制碼到驅動機構控制步進電動機的運轉。 系統(tǒng)設計 要想實現(xiàn)以上論述的功能 只要 通過 P1 口的鍵盤輸入并 按一定的順序改變 P0 口輸出的 脈沖 信號，從而改變步進電動機 四端 通電的狀況，即可控制步進電機依選定的方向步進。 ③ 步進電機每轉一轉，顯示器減 1，直至為 00，步進電動機停止運轉。 A：設定正逆轉。要求內(nèi)能 從鍵盤上輸入步進電機轉數(shù)，控制步進電機的正反轉及啟停，并顯示轉數(shù)。本論文就是采用這個思路進行設計。基于微型單片機的控制系統(tǒng)則通過軟件來控制步進電機，能夠更好地發(fā)揮步進電機的潛力。因而，對于步進電機控制的研究也就顯得尤為重要了。目前世界各國都在大力發(fā)展數(shù)控技術，我國的數(shù)控系統(tǒng)也取得了很大的發(fā)展，我國已經(jīng)能夠自行研制開發(fā)適合我國數(shù)控機床發(fā)展需要的各種檔次的數(shù)控系統(tǒng)。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，同時步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差，精度高，步進電動機可以在寬廣的頻率范圍內(nèi)通過改變脈沖頻率來實現(xiàn)調(diào)速、快速起停、正反轉控制等，這是步進電動機最突出的優(yōu)點。因此，控制電機轉子旋轉實際上就是以一定的規(guī)律控制定子繞組的電流來產(chǎn)生旋轉的磁場。 42 緒 論 步進電動機又稱脈沖電動機或階躍電動機，國外一般稱為 Steppingmotor、 Pulse motor或 Stepper servo，其應用發(fā)展已有約 80年的歷史。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 36 參考文獻178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 34 第五章 設計小結178。178。178。178。178。178。178。 28 第四章 仿真與調(diào)試178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 28 程序設計思路178。178。178。178。178。178。 26 第三章 控制系統(tǒng)的軟件178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 21 光電耦合器與驅動系統(tǒng)178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 13 電機的工作原理178。178。178。178。 178。178。178。178。178。178。 12 步進電機概述178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 4 步進電機178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 3 第二章 硬件設計178。178。178。178。178。178。178。178。178。 3 系統(tǒng)設計178。178。178。178。178。178。178。178。 3 設計方案介紹178。178。178。178。178。178。178。178。 3 系統(tǒng)基本功能178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 關鍵詞： AT89C51 步進電機 目 錄 摘要 緒論178。運用單片機對其高精度和智能化控制一直備受關注，對其高新技術的開發(fā)持續(xù)不斷，單片機系統(tǒng)控制的研究具有很大的開發(fā)潛能， 本控制系統(tǒng)的設計，由硬件設計和軟件設計兩部分組成。該系統(tǒng)可應用于步進電機在機電一體化控制等大多數(shù)場合。文中在單片機與驅動器之間增加一級光電隔離可使步進電機具有更高的性能 ,同時把數(shù)字電路與驅動電路隔離開 ,避免了步進電機運行時所產(chǎn)生的沖擊電 壓和電流干擾單片機。 摘 要 單片計算機即單片微型計算機。 本文主要研究基于 AT89C51 單片機的步進電機的驅動器控制 ,驅動系統(tǒng)采用 74LS47 和達林頓管，使步進電機可在智能化程序控制下完成正轉、反轉、轉數(shù)設定等各種操作。 整個系統(tǒng)采用模塊化設計，結構簡單，可靠，通過人機交互換接口可實現(xiàn)各功能設置，操作簡單，易于掌握。 在這科技越來越發(fā)達 的時代，人們對步進電動機控制技術的要求也越來越高。本系統(tǒng)具有智能性、實用性及可靠性 的特點。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。當電流流過定子繞組時，定子繞組產(chǎn)生一矢量磁場，該矢量場