【正文】 erates a northpole electromagic field toward the magic disk, which repels the nearest northpole section on the disk and attracts the nearest southpole section. These forces cause the motor to rotate in a direction that will align opposite poles. Coil B is not energized. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 NOTE The orientation of the rotor prior to energizing a single coil may be unknown. It is possible that, for example, the rotor could be positioned, as shown in Figure 7c), when attempting to align itself, as in Figure 7a). Figure 7c) is the worst case starting position for the desired alignment, shown in Figure 7a). It is even possible that initially the rotor may not turn because the magic forces of the coil could be equally divided over pushing and pulling the north and south pole of the PM disk. If this happens, then moving to the next sequential step by energizing both coils should help jolt the rotor free. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 While coil signal A is positively energized, the next transition occurs in coil signal B. Coil signal B rises and positively energizes coil B, creating its own electromagic field. Electric current flows into terminal b and out of terminal b. The northpole of both coils now share an attraction for the southpole of the disk, causing the disk to realign (rotate) itself between shared attractions. The same action takes place with the southpole of the coils and northpole of the PM disk. For the next transition, coil signal A falls to zero, leaving the signal in coil B to dominate the alignment of the PM disk. In summary, coils A and B take turns controlling the PM disk. Before one coil releases full control of the disk, it shares control of the disk with the other coil. This temporary sharing creates a halfstep in the transition of control from one coil to the next (halfstepping) and allows smaller, discrete turns。 最后還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，是在他們的教誨下，我掌握了堅(jiān)實(shí)的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)，為我以后的揚(yáng)帆遠(yuǎn)航注入了動(dòng)力。在這里首先要感謝我的論文指導(dǎo) 老師高 老師。 由于本人經(jīng)驗(yàn)尚淺，各方面的知識(shí)還不是很精通，論文中難免有些不合理的地方，望各位老師批評(píng)指證。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中我們采用了 AT89C51 現(xiàn)在工業(yè)控制系統(tǒng)中廣泛使用的芯片，整個(gè)控制電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易行，運(yùn)行可靠，改動(dòng)也很方便，而且可以降低運(yùn)行成本。 } } } 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 結(jié) 論 本文主要論述了如何使用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的升降頻控制。j) MotRun(F)。i++) { F=c[i]。(F0)) { uint c[]={1000， 970， 920， 870， 810， 750， 680， 580， 450， 250， 100}， d[]={750， 725， 700， 425， 405， 310， 230， 150， 140， 60， 10}。 for(j=bc。 for(i=0。Stop=0)。 BN=0。 Stop=1。 } // 文件 uint F。 AN=0。 BP=0。 BN=1。 T1_delay(t)。 AP=0。 AN=1。 BP=0。 } //以指定頻率運(yùn)行函數(shù) void MotRun(uint F) {uint t。 while(TF1!=1)。 TH1=(uchar)(t8)。 //停止電機(jī) void MotStop(void)。 sbit BP=P1^2。 sbit SpeedDown=P0^2。 T1 的模式存放在模式控制寄存器 TMOD 中（ T1 作為 16 位定時(shí)器，為模式 1） 方式字為： 10H 模式 1中，定時(shí)器寄存器 TH1 和 TL1是以全 16 位參與操作，作為計(jì)數(shù)器使用，計(jì)數(shù)輸入信號(hào)內(nèi)部時(shí)鐘脈沖，每個(gè)機(jī)器周期使寄存器值增 1，當(dāng)計(jì)數(shù)值由全 1 再增 1 變?yōu)槿?0 時(shí)，便 TF1 置 1 請(qǐng)求中斷。 開始下一次升降頻。 采用 51 系列單片機(jī)進(jìn)行升降頻控制時(shí)，設(shè)單片機(jī)的晶振頻率 12MHZ， 經(jīng)過 升 頻達(dá)到目標(biāo)頻率，在升頻 的 第 n 個(gè)臺(tái)階 的頻率為 F(n)。需要停止的時(shí)候，可以從運(yùn)行頻率直接降到零速。降頻階段可采用 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 升頻區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行反指數(shù)降頻。 主流程圖（見附錄 2） 167。 ULN2020 的每一對(duì)達(dá)林頓都啟動(dòng) 升頻 降頻 停止 KW1 KW2 KW3 KW4 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 串聯(lián)一個(gè) 的基極電阻，在 5V 的工作電壓下它 能與 TTL 和 CMOS 電路直接相連，可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器來 處理的數(shù)據(jù)。但不能直接驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，這需要由功率電路來擴(kuò)展輸出電流以滿足被控元件的電流、電壓。單片機(jī) 系統(tǒng) 中常用軟件法 。 控制鍵電路 鍵盤是由若干按鈕組成的開關(guān)矩陣，它是單片機(jī)系統(tǒng)中最常用的輸入設(shè)備，用戶能通過鍵盤向計(jì)算機(jī)輸入指令、地址和數(shù)據(jù) 。 上電或開關(guān)復(fù)位要求電源接通后，單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位，并且在單片機(jī)運(yùn)行期間，用開關(guān)操作也能使單片機(jī)復(fù)位。兩個(gè)電容器起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，其電容值一般在 530pF。 1. AT89C51 單片機(jī)的時(shí)鐘 電路： AT89C51 單片機(jī)的時(shí)鐘信通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 VCC:供電電壓。 RST:復(fù)位輸入。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51指令集和輸出管腳相兼容。 硬件電路總體框圖 : 圖 21 硬件電路總體框圖 167。為克服硬件設(shè)計(jì)中這些不能靈活變動(dòng)和元器件變值的特點(diǎn)，我們采用程序來實(shí)現(xiàn)升降頻。如果我們簡(jiǎn)單的將其設(shè)計(jì)成直線，就不能使步進(jìn)電機(jī)在最短的時(shí)間內(nèi)升到最高的頻率，且保證力矩最大。如果系統(tǒng)以要求的運(yùn)行速度直接啟動(dòng)，因?yàn)樵撍俣纫殉^極限啟動(dòng)頻率而不能正常啟動(dòng)，輕則可能發(fā)生丟步，重則根本不能啟動(dòng)，產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，在大多數(shù)時(shí)候需要步進(jìn)電機(jī)及負(fù)載的機(jī)械慣性以最優(yōu)化 的曲線升頻和降頻，即步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，以低于相應(yīng)頻率 Fe的速度運(yùn)行，然后慢慢加速到一定速度后，就以此恒速運(yùn)行，當(dāng)快到終點(diǎn)時(shí)慢慢減速至 Fe以下，直至停機(jī)并走完一定的步數(shù)。但也正是因?yàn)樨?fù)載位置對(duì)控制電路沒有反饋，步進(jìn)電機(jī)就必須正確響應(yīng)每次勵(lì)磁變化。 m 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ： 35BY48S03 型步進(jìn)電機(jī)是一種永磁式步進(jìn)電機(jī)， 電機(jī)共有四組線圈，將 COM 端標(biāo)識(shí)為 C，只要 AC、 C、 BC、 C，輪流加電就能驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) 。步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速越高，力距越大則要求電機(jī)的電流越大，驅(qū)動(dòng)電源的電壓越高。步進(jìn)電機(jī)在一定轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩取決于它的動(dòng)態(tài)平均電流而非靜態(tài)電流（而樣本上的電流均為靜態(tài)電流）。一般脈沖信號(hào)的占空比為 左右，電機(jī)轉(zhuǎn)速越高，占空比則越大。稱之為失步。 動(dòng)態(tài)指標(biāo)及術(shù)語 步距角精度 ： 步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角的實(shí)際值與理論值的誤差。 拍數(shù) ： 完成一個(gè)磁場(chǎng)周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)用 n 表示，或指電機(jī)轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距角所需脈沖數(shù)，以三相電機(jī)為例，有三相三拍運(yùn)行方式即ABBCCAAB，三相六拍運(yùn)行方式即 AABBBCCCAA. 步距角 ： 對(duì)應(yīng)一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移用θ表示。 步進(jìn)電機(jī)的各種指標(biāo)術(shù)語 常見步進(jìn)電機(jī)的指標(biāo)可分為 : 靜態(tài)指標(biāo) 術(shù)語 和動(dòng)態(tài)指標(biāo)術(shù)語 167。雙極性驅(qū)動(dòng)電路可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)四線式或六線式步進(jìn)電機(jī)，雖然四線式電機(jī)只能使用雙極性驅(qū)動(dòng)電路，它卻能大幅降低量產(chǎn)型應(yīng)用的成本。 單極性驅(qū)動(dòng)電路使用四顆晶體管來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的兩組相位，電機(jī)結(jié)構(gòu)包含兩組帶有中間抽頭的線圈，整個(gè)電機(jī)共有六條線與外界連接。在歐美等發(fā)達(dá)國家 80 年 代已被淘汰；混合式步進(jìn)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)啟動(dòng)頻率較高時(shí)，啟動(dòng)時(shí)會(huì)造成失步，而停止時(shí)由于慣性作用又會(huì)發(fā)生過沖，所以在步進(jìn)電機(jī)控制中必須要采取升降速控制 措施。通俗一點(diǎn)講：當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（即步進(jìn)角） 。本文采用軟件控制的升降頻方法，設(shè)置一數(shù)據(jù)區(qū)描述電機(jī)的升降曲線，利用數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)容可以方便更改的特性，針對(duì)不同的電機(jī)和負(fù)載，調(diào)試出最適配的曲線。第二章確定硬件電路方案。 現(xiàn)在比較常用的步進(jìn)電機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)、永磁式步進(jìn)電機(jī)、混合式步進(jìn)電機(jī)和單相式步進(jìn)電機(jī)等。計(jì)算機(jī)則通過軟件來控制步進(jìn)電機(jī)，更好地挖掘出電動(dòng)機(jī)的潛力。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增， 在各個(gè)國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用 。 降頻流程圖 ....................................... 15 167。 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)硬件電路圖 ............................ 13 第 3 章 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ........................14 167。 單片機(jī)及其外圍 電路介紹 .................................. 9 167。 步進(jìn)電機(jī)的各種指標(biāo)術(shù)語 .................................. 4 167。 Simultaneously may control the speed which and the acceleration through the steering impulse frequency the electrical machinery rotates, thus achieves the velocity modulation the goal. Stepper motor to be possible to take the special electrical machinery which one kind of control uses, uses it cumulative error (precision has not been 100%) the characteristic, widely applies in each kind of openloop control. Since stepping on the importation of electrical pulse is to control its functioning, the paper used to control the stepper motor SCM. SCM will all feature in an integrated chip, reliability and strong antiinterference capabilities, the output of the highlow