【正文】 圖31 中斷服務(wù)子程序框圖 本程序使用資源：30H、31H——存放定時(shí)常數(shù)，低位在前； 32H~34H——存放絕對位置參數(shù)（假設(shè)用3字節(jié)），低位在前；35H、36H——存放步數(shù)（假設(shè)最大值占2字節(jié)），低位在前。因此，用步數(shù)等于0來判斷是否移動到目標(biāo)位置，作為步進(jìn)電動機(jī)停止運(yùn)行信號。C9為加速電容，動態(tài)工作時(shí)，利用其旁路作用，使電機(jī)繞組電流上升加快，來改善電流波形的前沿，提高電機(jī)高頻性能[5]。二、功率放大電路 脈沖分配器8713的A、B、C三端輸出電流很小，而所用的三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電流較大，每相靜態(tài)電流為3A。四相用11110腳，分別代表A、B、C、D；三相用1111腳，分別代表A、B、C14工作方式監(jiān)視。 三相步進(jìn)電動機(jī)，單三拍，雙三拍，六拍216。硬件分配法由環(huán)行分配器來實(shí)現(xiàn)，軟件分配法由程序從計(jì)算機(jī)接口直接控制輸出脈沖的速度和順序[3]。第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其轉(zhuǎn)子角位移與輸入脈沖的頻率成正比，通過改變脈沖頻率可以實(shí)現(xiàn)大范圍的調(diào)速；同時(shí)，步進(jìn)電機(jī)易于與計(jì)算機(jī)和其他數(shù)字元件接口，因此被應(yīng)用于各種數(shù)字控制系統(tǒng)中[2]，本設(shè)計(jì)的步進(jìn)電動機(jī)控制系統(tǒng)由單片機(jī)（控制電路），脈沖分配電路、功率放大電路（驅(qū)動電路）、步進(jìn)電動機(jī)及電源系統(tǒng)組成組成。步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速n可通過下式計(jì)算 （12）式中，f為步進(jìn)電機(jī)每秒的拍數(shù)，成為步進(jìn)電機(jī)的通電脈沖頻率。上述的通電控制方式，由于每次只有一相控制繞組通電，稱為三相當(dāng)三拍控制方式，除此控制方式外，還有三相單、雙六拍工作方式和三相雙三拍控制方式，在三相單、雙六拍工作方式中，控制繞組通電順序?yàn)锳ABBBCCCAA或AACCCBBBAA。當(dāng)B相改為C相時(shí)，同時(shí)可使轉(zhuǎn)子順時(shí)針轉(zhuǎn)過的角度為空間角度，如圖C相通電所示。勵磁繞組分為三相，分別為A、B、C三相繞組。 【關(guān)鍵詞】 單片機(jī) 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng) 位置控制 加減速控制目錄摘要、關(guān)鍵詞3第一章 三相反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)原理及控制5 一 三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的工作原理5 二 步進(jìn)電動機(jī)控制6第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)6 一 脈沖分配電路6 二 功率放大電路設(shè)計(jì)8第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)8 一 位置控制8 （一）位置控制設(shè)計(jì)8 （二）位置控制設(shè)計(jì)程序?qū)崿F(xiàn)8 二 加減速控制9 （一）加減速控制設(shè)計(jì)9 （二）加減數(shù)控制程序?qū)崿F(xiàn)11致謝詞12參考文獻(xiàn)12附錄1 系統(tǒng)程序13附錄2 位置控制單片機(jī)程序19附錄3 加減速控制單片機(jī)程序21 引言： 隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字信號處理器以其強(qiáng)大的運(yùn)算處理能力，較高的控制精度而在自動控制系統(tǒng)中普遍使用?？傮w安排及進(jìn)度：第1周：到圖書管或上網(wǎng)查找資料 第2周：整理所找來的資料 第3周：初步完成本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)給指導(dǎo)老師批改 第4周：根據(jù)老師的點(diǎn)評完善本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)課題預(yù)期達(dá)到的效果：本文以單片機(jī)為控制核心，達(dá)到理想的步進(jìn)電動機(jī)位置控制和加減速控制。步進(jìn)電動機(jī)是純粹的數(shù)字控制電動機(jī)，它將電脈沖信號轉(zhuǎn)變成角位移，即給一個(gè)脈沖信號，步進(jìn)電動機(jī)就轉(zhuǎn)一個(gè)角度，因此非常適合于單片機(jī)控制。為了提高步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的動態(tài)性能和控制精度提出基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，包括系統(tǒng)硬件、軟件及加減速控制算法的設(shè)計(jì)。在定子繞組上有三對磁極，磁極上裝有勵磁繞組。當(dāng)A相斷電，改為B相通電時(shí)，同A相通電情況一樣，磁通也要經(jīng)過磁阻最小的路徑形成閉合回路，這樣轉(zhuǎn)子順時(shí)針轉(zhuǎn)過一定角度，使轉(zhuǎn)子齒4與B相對齊，轉(zhuǎn)子在空間轉(zhuǎn)過的角度為，如圖B相通電所示。在步進(jìn)電機(jī)控制過程中，定子繞組每改變一次通電方式，稱為一拍。步進(jìn)電機(jī)的步距角可通過下式計(jì)算 （11） 式中的m為步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)，對于三相步進(jìn)電機(jī)；C為通電狀態(tài)系數(shù)，對于單拍或雙拍方式工作時(shí)；單雙拍混合方式時(shí)；為步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的齒數(shù)。模擬控制已經(jīng)逐漸被使用單片機(jī)為主的混合控制和全數(shù)字控制所取代。給三相繞組輪流供電被稱為脈沖分配，實(shí)現(xiàn)脈沖分配的方法有硬件法和軟件法兩種。8713屬于單極性控制，用于控制三相和四相步進(jìn)電機(jī)，可以選擇以下不同的工作方式：216。低電平有效10，1112，13輸出端。因此CPU的負(fù)擔(dān)減少很多。R15為限流電阻，保證電流穩(wěn)態(tài)值；D2為續(xù)流二極管，防止3DD15關(guān)斷時(shí)繞組反電勢擊穿管子。 位置控制（一）位置控制設(shè)計(jì)步進(jìn)電動機(jī)每走一步，步數(shù)減1，如果沒有失步的存在，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)到達(dá)目標(biāo)位置時(shí)，步數(shù)正好為0。（二）位置控制設(shè)計(jì)程序?qū)崿F(xiàn)中斷服務(wù)子程序框圖，如圖31所示，每兩次中斷步進(jìn)電動機(jī)才走一步。 圖32 指數(shù)加減速曲線圖 系統(tǒng)按指數(shù)曲線加減速時(shí)，驅(qū)動脈沖頻率f與升數(shù)時(shí)間t的關(guān)系為： （31）式中fm為步進(jìn)電機(jī)最高運(yùn)行頻率；是決定時(shí)間快慢的時(shí)間常數(shù)，實(shí)際工作中可由實(shí)驗(yàn)來確定。各分檔速度的內(nèi)運(yùn)行速度Nk為： （36）則加速過程總步數(shù)Nr為： （37）執(zhí)行加速控制時(shí)，對每檔的速度讀要計(jì)算在此臺階上應(yīng)走步數(shù)，然后以遞減方式查詢。（二）加減數(shù)控制程序?qū)崿F(xiàn) 本程序的資源分配如下： R0——中間寄存器； R1——存儲速度級數(shù)；R2——存儲級步數(shù)； R3——加減速狀態(tài)指針，加速時(shí)指向35H，恒速時(shí)指向37H，減速時(shí)指向3AH； 32H~34H——存放絕對位置參數(shù)（假設(shè)用3字節(jié)），低位在前； 35H~36H——存放加速總步數(shù)（假設(shè)用2字節(jié)），低位在前； 37H~39H——存放恒速總步數(shù)（假設(shè)用3字節(jié)），低位在前； 3AH~3BH——存放減速總步數(shù)（假設(shè)用2字節(jié)），低位在前定時(shí)常數(shù)系列存放在以ABC為起始地址的ROM中。電機(jī)及拖動。[J]。化學(xué)工業(yè)出版社，2007[4]王曉明?；贏T89C52單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。[J]。停定時(shí)器 SJMP POS5 ；退出POS4：CLR C CLR TRO ；停定時(shí)器 MOV A，TL0 ；取TL0當(dāng)前值 ADD A，08H ；加8個(gè)機(jī)械周期 ADD A，30H ；加定時(shí)常數(shù)（低8位） MOV TL0，A