【正文】 AJMP ANJIAN MAIN: MOV R1， MISPEED ；起始轉(zhuǎn)動(dòng)速度送入計(jì)數(shù)器 MOV P2， 0000011B ；停轉(zhuǎn)狀態(tài) MOV TMOD， 00000010B ；工作在方式 0 SETB EA ； CPU 開中斷 SETB ET0 ；允許 T0 中斷 SETB TR0 ；啟動(dòng) T0 中斷 ACALL ANJAN ；調(diào)用按鍵子程序 ACALL XIANSHI ；調(diào)用顯示子程序 ANJAN： JB ， QIDONG ；電機(jī)啟動(dòng)， JB ， TINGZHI ；電機(jī)停轉(zhuǎn)，返回主程序 JB ， JIASU ；電機(jī)加速 JB ， JIANSU ；電機(jī)減速 JB ， ZHENGZHUAN ；調(diào)用正轉(zhuǎn)子程序 JB ， FANZHUAN ；調(diào)用反轉(zhuǎn)子程序 JNB… ., ANJIAN RET QIDONG: MOV P2， 00000001B MOV ， 0B RET 基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 XIANSHI: DIR: SETB MOV R7， 02H ；寄存器尋址 MOV R0， 7FH ； 7FH 7EH 為顯示數(shù)據(jù)緩沖區(qū) DL0: MOV A， R0 ADD A， 0DH MOVC A,A+PC MOV SBUF， A DL1： JNB T1， DL1 ；查詢 T1 狀態(tài)， 1B 的段碼輸出 CLR TI ；完否 DEC R0 DJNZ R7， DL0 CLR SEGTAB: DB 0C0H， 0F9H， 0A4H， 0B0H， 99H DB 92H， 82H， 0F8H， 80H， 90H RET ZHENGZHUAN: MOV R2， 00000110B MOV P2， R2 CALL DELAY ；調(diào)用延時(shí)程序 RET FANZHUAN: CALL DELAY ；調(diào)用延時(shí)程序 MOV R2， 00000011B MOV P2， R2 ；給 p0 口裝入 A 值 RET 基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29 JIASU: CJNE A,MASPEED,TOP MOV R1， A INC R1 MOV A R1 TOP1:CALL DELAY RET JIANSU: CJNE A,MASPEED,TOP MOV R1， A DEC R1 MOV A R1 CALL DELAY TOP2:RET DELAY: MOV SP， 60H MOV TMOD， 01H PUSH ACC PUSH PSW ACALL PT0M0 HERE: AJMP HERE PT0M0: MOV A， SPEED SUBB A， MINSEED ；減基準(zhǔn)數(shù) MOV DPTR， DHTAB MOV A， A+DPTR MOV TH0， A ACALL XIANSHI MOV A， SPEED SUBB A， MINSEED MOV DPTR， DLTAB MOVC A， A+DPTR 基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30 MOV TL0， A ACALL XIANSHI DHTAB: DB 76， 82， 89， 95， 100， 106， 110， 115， 119， 123， 12?? DLTAB: DB 0， 236， 86， 73， 212， 0， 214， 96， 163， 165??? . POP PSW POP ACC RETI STOP: MOV P2， 00000011BH RET END 基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 31 總結(jié) 本論文首先簡(jiǎn)要介紹了 步進(jìn)電機(jī) 、單片機(jī)的 有關(guān)知識(shí)，然后討論了對(duì)系統(tǒng)所用的硬件的選擇。 輸入電源1 8 4 0 VAABB連接電機(jī)C P + 陽(yáng) 端C P 步 進(jìn)脈 沖 C W + 陽(yáng) 端C W 電 平脈 沖D C3 3 0 0 U F接 兩相 混合 式步 進(jìn)電 機(jī)控 制 系 統(tǒng) 或控 制 器W Z M驅(qū)動(dòng)器電 源 其 驅(qū) 動(dòng) 器 連 接整流橋＋－～２２０Ｖ 圖 電機(jī)接線及其驅(qū)動(dòng) 基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 數(shù)碼顯示 數(shù)碼線線路選用 方案一：串行接法 設(shè)計(jì)中顯示 2 位數(shù)字，用 74LS164 作為顯示驅(qū)動(dòng)，其中帶鎖存，使用串行接法可以節(jié)約 IO 資源，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)容易控制。第一次出現(xiàn)在 S1P2 和 S2P1 期間，第二次出現(xiàn)基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 在 S4P2 和 S5P1 期間。 3. 指令周期 指令周期是最大的時(shí)序定時(shí)單位，執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間稱為指令周期。振蕩脈沖經(jīng)過二分頻后，就是單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)的周期，其定義為狀態(tài) (用 S 表示 )。 基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 表 MCS— 51 單片機(jī)復(fù)位、中斷入口地址 操作 入口地址 復(fù)位 0000H 外部中斷 I N T 0————— 0003H 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 溢出 000BH 外部中斷 I N T 1———— — 0013H 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 溢出 001BH 串行口中斷 0023H 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 溢出或 T2EX 端負(fù)跳變 002BH MCS51 存儲(chǔ)器 時(shí)序是用定時(shí)單位來說明的。 需要說明的是： 1. 計(jì)算機(jī)的工作是按照事先編制好的程序命令條條循序執(zhí)行的，程序存儲(chǔ)器就是用來存放這些已編好的程序和表格常數(shù)，它由只讀存儲(chǔ)器 ROM 或 EPROM 組成。 3) 對(duì)專用寄存器只能使用直接尋址方式，書寫時(shí)既可使用寄存器符號(hào)，也可使用寄存器。堆棧是一個(gè)特殊的存儲(chǔ)區(qū)，用來暫存數(shù)據(jù)和地址，它是按先進(jìn)后出的原則存取數(shù)據(jù)的。 5)數(shù)據(jù)指針 (DPTR)。用戶標(biāo)志位： RS1 和 RS0(，)—— 寄存器組選擇位。程序狀態(tài)字是一個(gè) 8位寄存器，用于存放程序運(yùn)行中的各種狀態(tài)信息。乘法運(yùn)算時(shí)， B 存乘數(shù)。累加器為 8 位寄存器，是最常用的專用寄存器，功能較多，地位重要。因這些寄存器的功能已作專門規(guī)定，故稱之為專用寄存器(Special Function Register)，也可稱為特殊功能寄存器。 (2) 位尋址區(qū) 內(nèi)部 RAM 的 20H～ 2FH 單元，既可作為一般 RAM 單元使用，對(duì)單元中每一位進(jìn)行位操作，因此稱之為位尋址區(qū)。有內(nèi)部 EPROM 的單片機(jī)芯片 (例如 8751)，為寫入程序需提供專門的編程脈沖和編程電源，這些信號(hào)也是由信號(hào)引腳以第二功能的形式提供的，即： 編程脈沖： 30 腳 (ALE/PRO G—— ———— ) 編程電壓 (25V)： 31 腳 (EA——— /VPP) 表 P3 口各引腳與第二功能表 引腳 端口 第二功能 RXD 串行數(shù)據(jù)接收 TXD 串行數(shù)據(jù)發(fā)送 外部中斷 0 申請(qǐng) 外部中斷 1 申請(qǐng) T0 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0 的外部輸入 T1 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1 的外部輸入 外部 RAM 寫選通 外部 RAM 讀選通 MCS51 存儲(chǔ)器 .1 MCS51 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 MCS51 單片機(jī)的芯片內(nèi)部有 RAM 和 ROM 兩類存儲(chǔ)器，即所謂的內(nèi)部 RAM 和內(nèi)部 ROM，首先分析內(nèi)部 RAM。除了第一功能，則根據(jù)需要再定義它的第二功能。當(dāng)輸入的復(fù)位信號(hào)延續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)即為有效，用以完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。在讀外部 ROM 時(shí)，有效 (低電平 )，以實(shí)現(xiàn)外部 ROM 單元的讀操作。 ～ ： P3 口 8 位雙向口線。 1. 信號(hào)引腳介紹 MCS51 系列單片機(jī)中的 803 8051 及 8751 均采用 40Pin 封裝的雙列直接 DIP 結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置， 40 個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根， 4 組 8 位共 32 個(gè) I/O 口，中斷口線與 P3 口線復(fù)用。時(shí)鐘電路為單片機(jī)產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖序列。 7. 中斷控制系統(tǒng) MCS51 單片機(jī)的中斷功能較強(qiáng)，以滿足控制應(yīng)用的需要。 5. 并行 I/O 口 MCS51 共有 4 個(gè) 8 位的 I/O 口 (P0、 P P P3)，以實(shí)現(xiàn)外部數(shù)據(jù)的并行輸入 /輸出。中央處理器(CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是 8 位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼， CPU 負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作?？梢哉f，微機(jī)測(cè)控技術(shù)的應(yīng)用已滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門，微機(jī)測(cè)控技術(shù)的應(yīng)用是產(chǎn)品提高檔次和推陳出新的有效途徑。單片機(jī)用于控制有利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制的最小化和單片化，簡(jiǎn)化一些專用接口電路，如編程計(jì)數(shù)器、鎖相環(huán) (PLL)、模擬開關(guān)、 A/D 和 D/A 變換器、電壓比較器等組成的專用控制處理功能的單板式微系統(tǒng)。而現(xiàn)在最強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng) 集成在一塊芯片上。 3. 步進(jìn)電機(jī)：提供轉(zhuǎn)矩動(dòng)力輸出來帶動(dòng)負(fù)載。圖 示出了參加加減速控制的速度曲線，此曲線，跟 T 軸間包含的面積正比于電機(jī)走過 的步數(shù) SΣ，基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 顯然，電機(jī)走過的總步數(shù) SΣ由三部分構(gòu)成：加速階段電機(jī)走的步數(shù)向階梯段電機(jī)走過的步數(shù)和減速階段電機(jī)走的步數(shù)。對(duì)于 CP 脈沖的設(shè)計(jì)主要要求具有一定的脈沖寬度（一般不小于 5us）、脈沖序列的均勻度及高低電平方式，在某一高速下的正、反向切換實(shí)質(zhì)包含了降速 換向 升速 三個(gè)過程。 3. 脫機(jī)電平信號(hào) PREE 當(dāng)驅(qū)動(dòng)器上電平后，步進(jìn)電機(jī)處于鎖定狀態(tài)（未施加 CP 脈沖時(shí)）或則運(yùn)行狀態(tài)（施加 CP 脈沖時(shí)），但當(dāng)用戶想手動(dòng)調(diào)整電機(jī)而不想關(guān)基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 閉驅(qū)動(dòng)器電源，這時(shí)就可以用到此信號(hào)，當(dāng)此信號(hào)起到作用時(shí)（低電平有效）。 步進(jìn)電機(jī)的換向控制 一般步進(jìn)電機(jī)來說，驅(qū)動(dòng)器的輸入共用 3 路，它們是：步進(jìn)脈沖信號(hào) CP，方向電平 DIR，脫機(jī)信號(hào) 部分別通過限流電阻接入光耦的負(fù)輸入端，且電路形式完全相同。在此過程中要處理好兩個(gè)問題。 2. 位置突跳頻率則按擬合至給定的啟動(dòng)頻率，每段頻率的遞增量（后稱階梯頻率） /8ff?? ，即采用 8 段擬合。甚至無法啟動(dòng)，較為理想的啟動(dòng)曲線，應(yīng)是按指數(shù)啟動(dòng)。前者規(guī)定從加速度開始，每一加速度周期指令電機(jī)速度遞增相同增量Δf；后者則是要求每一加速度周期電機(jī)走過相同的步數(shù)。為此我們可以得出步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速與定時(shí)器定基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 時(shí)常數(shù)關(guān)系，見下表（表 示）： 表 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速與定時(shí)器定器初值設(shè)定表 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速與定時(shí)器定時(shí)常數(shù)關(guān)系 速度 定時(shí)時(shí)間 (us) TH1 值 TH2 值 25 10000 D8 F0 26 9615 DA 71 27 9259 DB D5 28 8928 DD 1F 29 8620 DE 54 30 8333 DF 73 31 8064 E0 80 ?? ?? ?? ?? 為此我們只要將定時(shí)器的初值寫入表格，利用查表程序就可以完成電機(jī)速度的控制。改變繞組通電的順序，電機(jī)就會(huì)反轉(zhuǎn)。當(dāng)定子的矢量磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度。它有時(shí)也稱作永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。 2. 反