【正文】 一個顯著特點就是轉換精度高，正轉、反轉控制靈活。轉動的角度大小與施加的脈沖數成正比，轉動的速 度與脈沖頻率成正比，而轉動方向則與脈沖的順序有關。單片機的芯片上集成了中央處理單元 CPU，只讀存儲器ROM,定時 /計數器，并行和穿行輸入 /輸出接口等。 CMOS 化 CMOS 電路的特點是低功耗、高密度、低速度、低價格。低功耗化的效應不僅是功耗低，而且?guī)砹水a品的高可靠性、高抗干擾能力以及產品的便攜化。目前 。為了適應這種領域的要求， 運用新的工藝，使片內存儲器大容量化。 小容量、低價格化 與上述相反，以 4 位、 8 位機為中心的小容量、低價格化也是發(fā)展動向之一。除了一般必須具有的 CPU、 ROM、RAM、定時器 /計數器等以外，片內集成的部件還有模 /數轉換器、 DMA 控制器、聲音發(fā)生器、監(jiān)視定時器、液晶顯示驅動器、 彩色電視機和錄像機用的鎖相電路等。 MC S 51 單片機的硬件結構 MCS51 系列包括 3 種產品 805 875和 8031。程序一經寫入片內 ROM,用戶也無法改變程序。由于 EPROM 可通過照射紫外線后抹去原有程序進行改寫，所以這類芯片也可以用于程序的開發(fā)工作。 8051 單片機的硬件結構特點 8051 單片機具有如下基本性能： 8 位 CPU,片內有振蕩器； 4K 字節(jié)的片內 ROM。從 0033 開始的用戶 ROM 區(qū)域用戶可以通過 ORG指令任意安排，但在應用中應注意，不要超過了實際的存儲空間，不然程序就會找不到。 l ～ P2 口 8 位雙向口線（在引腳的 10～ 17 號端子）。 （ 2） 做一般 I/O 口使用，其內部有上拉電阻。 在后面關于擴展的課程中我們就會看到 8051 擴展 復位信號：當輸入的信號連續(xù) 2 個機器周期以上高電平時即為有效，用以完成單片機的復位初始化操作，當復位后程序計數器 PC=0000H，即復位后將從程序存儲器的 0000H 單元讀取第一條指令碼。單片機使用的機器語言、匯編語言及高級語言，但不管使用是何種語言，最終還是要 “翻譯 ”成為機器碼，單片機才能執(zhí)行之。以下分別介紹這幾類指令。 （ 2） 累加器專用傳送 XCH 第二操作數的字節(jié)于 A 累加器的字節(jié)交換。 MOVC 從程序集存器傳送一個字節(jié)到 A 寄存器中。 （ 1） 加法（四種） INC （加 1）執(zhí)行源操作數和 1 的加法，結果回送到源操作數中。由 DA 所形成的壓縮十進制數之間和回送到 A 累 加器中。 （ 3） 乘法 MUL 執(zhí)行 A 累加器與 B 寄存器的無符號乘法。 （ 4） 除法 DIV 執(zhí)行 A 累加器與 B 寄存器的無符號數除法，把上送到累加器 A；余數送到 B寄存器。 （ 1） 單操作數邏輯操作 CLR 用于 A 累加器和 C 進位標志或任何直接尋址為清 0。 ORL 對兩個操作數（字 節(jié)）執(zhí)行按位邏輯 “或 ”操作，并把結果回送到第一個操作數中。 LCALL 長調用指令。 RET 轉移控制到前一次調用操作時保存在堆棧中的地址，一 般為 ACALL或 10 LCALL所調用的子程序結束語句。 JMP 間接轉移指令。 （ 1） 有條件轉移 J Z 如果累加器 A 為 0 則執(zhí)行一次轉移。 （ 2） 無條件轉移 J B 如果直接尋址位為 1，則執(zhí)行轉移。 DJNE 把操作數減 1，結果送回源操作數的地址中，若不為 0 則轉移。 RETI 中斷指令。單片機與其他 CPU（如 Z80） 11 比較，功能雖然要強得多，但由于芯片結構、引腳數目的限制，片內 ROM、 RAM、I/O 口等不能很多，在構成實 際的應用系統是需要加以擴展，以適應各種不同的工作情況。 對于片內無 ROM/EPROM 的 8031 芯片來說，其做小應用系統除了外部配置時鐘電路、復位電路和電源外，還應在片外擴展 EPROMEEPROM 作為程序存 儲器用。當 CS=0， WE=0 時，可進行寫操作，此時數據線上的信息可寫入地址指出的 RAM 存儲單元中；當 CS=0， WE 為 1 時，地址 指出的 RAM 單元內容輸出到數據線上。 13 第 3 章 步進電動機的單片機控制 步進電動機是工業(yè)過程控制及儀表種主要控制元件之一。 步 進電動機另一個顯著特點就是轉換精度高，正轉、反轉控制靈活。隨著微機的發(fā)展，步進電動機的使用領域將更加廣泛。如果用微型計算機來控制步進電動機，則可以很方便地使不同相數的步進電動機安任一種可行的通電方式控制，典型的微機控 制步進電動機系統原理圖如圖 32 所示 圖 32 微機控制步進電動機原理圖 在這個系統中， 微機 的主要作用是提供龍之步進電動機的時序脈沖。 8031 單片機的 P1 口只能驅動三個標準的 LSTTL輸入端，而被控制的步進電動機要求高 電壓和大電流，所以在 P1 口之后能驅動要加 7406 驅動器，以便驅動器脈沖功率放大級的達林頓復合管，使電動機繞組的靜態(tài)電流達到 2A.步進電動機控制軟件追主要的功能之一，就是如何聲稱時序脈沖。延時時間的長短，又步進電動機的工作頻率決定。以常用的三項步進電動機為例通常有三種通電方式： UVWU。 圖 33脈沖串生成程序流程圖 a)程序延時方式 b)定時器延時方式 產生時序脈沖的方法是： 、 和 分別控制 三項步進電動 機的 U、 V、 W相繞組。由于磁場對轉子鐵心的電磁吸力，形成轉矩，使轉 子齒軸線對準 A 相磁極的軸線。即步距角為 60度。 圖 37 三相單三拍 a)正轉 b)反轉 圖 38 三相雙三拍 步進電動機控制程序的設計 步進電機是機電控制中一種常用的執(zhí)行機構，它的用途是將電脈沖轉化為角位 移，通俗地說：當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度（及步進角）。它又分為兩相和五相：兩相步進角一般為 度而五相步進角一般為 度。要使用步進電機轉動，只要輪流給各引出端通電即可。如果要改變電機的轉動速度只要改變兩次接通之間的時間，而要改變電機的轉動方向，只要改變各線圈接通的順序。這里以定時的方式來實現。可以列出下表 20 表 312 步進電機轉速與定時器定時常數關系 速度 單步時間 (us) TH1 TL1 實際定時（ us） 25 50000 76 0 26 48077 82 236 27 46296 89 86 28 4463 95 73 … … … … … 100 12500 211 0 表中不僅計算出了 TH1 和 TL1，而且還計算出了在這個定時常數下，真實的定時時間，可以根據這個計算值來估算真實速度與理論速度的誤差值。起動及停止標志 MinSpd EQU 25 ?？刂齐姍C輸出的一個值，初始為 11110 111 Hidden EQU 10H 。起始轉動速度送入計數器 CLR StartEnd 。鍵盤程序 JNB F0,m_NEXT1 。關閉 電機 JMP LOOP ORL P1,11110000B m_Next2: SETB TR1 。延時程序 ,鍵盤處理中調用 KEYPROC: MOV A,B 。 。是則減去 1，保證下次仍為該值 K1: AJMP KEY_RET DowSpd: DEC SPEED MOV A,SPEED CJNE A,MAXSPD,KEY_RET 。減基準數 MOV DPTR,DjH MOVC A,A+DPTR MOV TH1,A MOV A,Speed SUBB A,MinSpd MOV DPTR,DjL 24 MOVC A,A+DPTR MOV TL1,A MOV A,DjCount CPL A ORL P1,A MOV A,DjCount JNB ,d_Next1 JMP d_Next2 d_Next1: MOV DjCount,11110111B d_Next2: MOV A,DjCount RL A MOV DjCount,A 。至此，主程序的工作即結束。 （ 2） 更改程序，要求轉速從 1 到 100 步進電動機的變速控制 上面講的十步進電動機的恒速運轉方式。實現變速控制的基本思想是改變控制頻率。前面已經編寫了恒速運行程序，只 需編出變頻段的控制程序，總的控制程序也就容易編寫出了。 表 314標志為定義 位地址 標 志 內 容 70H 運行方式： 0 代表恒速， 1 代表變速 71H 變速方式： 0 代表降速， 1 代表升速 27 72H 恒速轉向： 0 代表正轉， 1 代 表反轉 73H 升速轉向： 0 代表正轉， 1 代表反轉 74H 降速轉向： 0 代表正轉， 1 代表反轉 75H 程序結束標志： 00 代表程序結束 表 315初值分配表 字節(jié)地址 存 儲 內 容 1AH 運行方式： 0 代表恒速， 1 代表變速 1BH 變速方式： 0 代表降速， 1 代表升速 1CH 恒速轉向： 0 代表正轉， 1 代表反轉 1DH 升速轉向： 0 代表正轉， 1 代表反轉 1EH 降速轉向： 0 代表正轉， 1 代表反轉 1FH 程序結束標志： 00 代表程序結束 28 圖 316總線控制程序流程圖 第 4 章 結 論 結論 通過本設計可以看出用單片機控制步進電機是十分可靠的，而且可擴展性還由很大空間。 2. 所集成的部件越來越 多； NS（美國國家半導體）公司的單片機已把語音、圖像 部件也集成到單片機中，也就是說，單片機的意義只是在于單片集成電路，而不在于其功能了；如果從功能上講它可以講是萬用機。 29 30 謝 辭 31 參考文獻 [1] 付家才 主編， 《 單片機控制工程實踐技術北京 》 ：化學工業(yè) 出 版社， 2021. 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Under the situation of mus