【正文】 靜轉(zhuǎn)矩與電磁激磁安匝數(shù)成正比，與定齒轉(zhuǎn)子間的氣隙有關(guān)，但過(guò)份采用減小氣隙，增加激磁安匝來(lái)提高靜力矩是不可取的，這樣會(huì)造成電機(jī)的發(fā)熱及機(jī)械噪音。不同運(yùn)行拍數(shù)其值不同，四拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在 5%之內(nèi)，八拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在 15%以內(nèi)。 （ 3） 失調(diào)角 。 （ 5） 最大空載的運(yùn)行頻率 。矩頻特性 如圖 所示： 圖 矩頻特性 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 13 電機(jī)一旦選定，電機(jī)的靜力矩確定，而動(dòng)態(tài)力矩卻不然，電機(jī)的動(dòng)態(tài)力矩取決于電機(jī)運(yùn)行時(shí)的平均電流（而非靜 態(tài)電流），平均電流越大，電機(jī)輸出力矩越大，即電機(jī)的頻率特性越硬 ， 如 圖 所示： 圖 其中，曲線 3 電流最大、或電壓最高 。 步進(jìn)電機(jī)均有固定的共振區(qū)域，二、四相感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)的共振區(qū)一般在 180250pps 之間（步距角 度）或在 400pps 左右（步距 角為 度），電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓越高，電機(jī)電流越大，負(fù)載越輕，電機(jī)體積越小，則共振區(qū)向上偏移，反之亦然，為使電機(jī)輸出電矩大，不失步和整個(gè)系統(tǒng)的噪音降低，一般工作點(diǎn)均應(yīng)偏移共振區(qū)較多。在步進(jìn)電機(jī)的單片機(jī)控制中，控制信號(hào)由單片機(jī)產(chǎn)生。 例如，三相步進(jìn)電機(jī)的單三拍工作方式，其各相通電循序?yàn)?ABC，通電控制脈沖必須嚴(yán)格按照這一順序分別控制 A、 B、 C 相得通電和斷電。 （ 3）控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。調(diào)整單片機(jī)發(fā)出脈沖的頻率，就可以對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。 圖 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)框圖 步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)具有成本低、簡(jiǎn)單、控制方便等優(yōu)點(diǎn)，在采用單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中 ， 控制系統(tǒng)的 步進(jìn) 脈沖的頻率或換向周期實(shí)際上是控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行速度。該方法簡(jiǎn)單 ,占用資源少 ,全部由軟件實(shí)現(xiàn) ,調(diào)用不同的子程序可以實(shí)現(xiàn)不同速度的運(yùn)行 。當(dāng)定時(shí)器溢出時(shí) ,定時(shí)器產(chǎn)生中斷 ,系統(tǒng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行定時(shí)中斷子程序。調(diào)整的重裝初值主要考慮兩個(gè)因素 :一是中斷響應(yīng)所需的時(shí)間 。在控制過(guò)程中 ,采用離散辦法逼近理想升降速曲線。它的最大特征是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因它的工作效率低， 尤其 是在高頻下更顯的突出。對(duì)于斬波電路驅(qū)動(dòng)則可以克服這種缺點(diǎn)，并且還可以提高步進(jìn)電機(jī)的效率。細(xì)分控制的電 路一般分為兩類，一類是采用線性模擬功率放大器的方法獲得階梯形電流，這種方法簡(jiǎn)單，但效率低。該器件采用 DIP 16 封裝，適用于二相或四相步進(jìn)電機(jī)。 表 1 所列是 PMM8713 的引腳功能 。3 輸出 3相 4 U/D 旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換 0:DOWN 1:UP 12 216。通過(guò)單片機(jī)定時(shí)器中斷的方法可實(shí)現(xiàn)步進(jìn)脈沖輸出，改變定時(shí)器的定時(shí)常數(shù)就可改變脈沖的頻率，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速。定時(shí)器溢出后，如果沒(méi)有接到停止指令定時(shí)器會(huì)從 0 開(kāi)始計(jì)數(shù)。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 19 第三章 硬件設(shè)計(jì) 給定值電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)鍵盤(pán)設(shè)計(jì)了“ 0” ～ “ 9”數(shù)字鍵及“確認(rèn)” 、“重輸”鍵，共 12 個(gè)鍵。由于 8255 的 PA 口的高四位接地（為低電平），所以從 PA 口讀入 的 八位二進(jìn)制數(shù)的值與按下的鍵值相等。 LED 的驅(qū)動(dòng)顯示方式有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。靜態(tài)顯示中，每一個(gè)顯示器都要占用單獨(dú)具有 鎖 存功能的 I/O 口，該接口用于 鎖存 筆畫(huà)段字型代碼。 CPU 向字段輸出端口輸出字型碼時(shí)，所有顯示器接受相同的字型碼，但究竟使 哪 一位 點(diǎn)亮 則由 I/O 線決定。顯示數(shù)的段碼由 8255 的 PB口送出，位掃描碼由 、 引腳送出。因光電耦合器具有體積小、耐高壓、可靠性高的一系列優(yōu)點(diǎn)， 本系統(tǒng)采用光電耦合器作為電壓隔離接口。 光 電耦合器具有如下特點(diǎn)： （ 1） 輸入回路與輸出回路之間通過(guò)光實(shí)現(xiàn)耦合，彼此之間的絕緣電阻很高 ，并能承受 2020V 以上的高壓，因此輸入回路與輸出回路之間在電器上完全隔離。 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的 PWM8713 脈沖分配器與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的接口電路如圖 所示。 改變步進(jìn)脈沖的 頻率就可改變步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的速度。8255 的 PA 口從鍵盤(pán)電路讀入裝箱產(chǎn)品的給定值， PB 口與 PC 口實(shí)現(xiàn)給定值（最大值為99）及裝箱過(guò)程中裝入包裝箱內(nèi)的產(chǎn)品數(shù)的顯示。單片機(jī)可通過(guò)查詢 引腳的電平狀態(tài)來(lái)判斷空箱是否到位。 引腳輸出步進(jìn)脈沖， 控制步進(jìn)電機(jī) 1 的轉(zhuǎn)向 。系統(tǒng)只有在給定了裝箱產(chǎn)品個(gè)數(shù)后才開(kāi)始裝箱工作。所以，仍用查詢的方式查詢空箱是否到位，只有在查詢的空箱已經(jīng)到位時(shí)，程序才開(kāi)始啟動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品裝箱工作。中斷返回后，主程序啟動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 1，將裝滿的包裝箱運(yùn)走，并將另一個(gè)空箱 然 運(yùn)來(lái)。定時(shí)常數(shù)決定步進(jìn)脈沖的頻率。因此，在定時(shí)器 T1 的中斷服務(wù)子程序中還應(yīng)重裝計(jì)數(shù)初值。 10ms 延時(shí) ，消除鍵抖 LOOP3:MOV R5,248 DJNZ R5,$ DJNZ R6,LOOP3 MOV DPTR,AK MOVX A,DPTR CJNE A,0FH,LOOP4 ；是否仍有鍵按下 LJMP LOOP2 LOO4:CJNE A,0BH,LOOP5 ；是否為“重輸”鍵 LJMP LOOP1 LOOP5:CJNE A,0AH,LOOP6 ；是否為“確認(rèn)”鍵 CJNE R1,0,LOOP2 ；是否已輸入兩位數(shù) LJMP START LOOP6:CJNE R1,0,LOOP7 LJMP LOOP2 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 30 LOOP7:MOV R1,A //顯示輸入的數(shù) MOV A,R3 MOV DPTR,CK MOVX DPTR,A MOV DPTR,LEDTABLE MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,BK MOVX DPTR,A DEC R2 INC R1 MOV A,R3 RL A MOV R3,A MOV 32H,50 ；等待 1 秒 WAIT1:MOV 33H,100 WAIT2:MOV 34H,100 DJNZ 34H,$ DJNZ 33H,WAIT2 DJNZ 32H,WAIT1 LJMP LOOP2 START:MOV A,40H //將給定值轉(zhuǎn)換成計(jì)數(shù)器 T0 的計(jì)數(shù)初值 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 31 MOV B,10 MUL AB MOV 40H,A ADD A,41H MOV 41H,A MOV A,255 SUBB A,41H MOV 42H,A MOV TL0,A MOV TH0,A SETB TR1 ；啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī) 1，運(yùn)輸空箱 SET_M2:JB ,SETTR2 ； 判斷 空箱是否到位 CLR TR1 ； 空箱到位，則 停止步進(jìn)電機(jī) 1 SETB TR2 ；啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī) 2 SETB TR0 ； 啟動(dòng)計(jì)數(shù)器 T0 DISPLAY:MOV A,TL0 //將 T0 的當(dāng)前值轉(zhuǎn)換成裝入箱中的產(chǎn)品數(shù)，十位、個(gè)位 SUBB A,42H 分別存入內(nèi)部 RAM 的 50H、 51H 單元 MOV B,10 DIV AB MOV 50H,A MOV 51H,B 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 32 NEXT1:MOV R0,50H MOV R5,00000001B MOV R6,3 JB TR2,NEXT2 ； 判斷 此箱是否裝滿 JB TR2,NEXT2 MOV A,TL0 CJNE A,42H,ALARM ；判斷是否超裝，若是，則產(chǎn)生報(bào)警 LJMP RET_M1 ；無(wú)超裝，則 重新下個(gè)裝箱 NEXT2:DJNZ R6,NEXT3 LJMP DISPLAY NEXT3:MOV A,R5 //顯示箱中當(dāng)前產(chǎn)品數(shù) MOV DPTR,CK MOVX DPTR,A MOV A,R0 MOV DPTR,LEDTABLE MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,BK MOVX DPTR,A MOV A,R5 RL A 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 33 MOV R5,A INC R0 MOV 61H,10 DELAY:MOV 60H,200 DJNZ 60H,$ DJNZ 61H,DELAY LJMP NEXT2 RET_M1:SETB TR1 ；重新啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī) 1 HERE:JNB ,HERE ；滿箱是否運(yùn)走 LJMP SET_M2 LEDTABLE: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H ALARM: //報(bào)警子程序 SETB ； 點(diǎn)亮 報(bào)警指示燈 MOV R7,256 HOLD:DJNZ R7,HOLD LJMP MAIN COUNTER0: //計(jì)數(shù)器 T0 中斷子程序 PUSH PSW 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 34 CLR TR2 ；停止步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 2 POP PSW RETI TIMER1: //定時(shí)器 T1 的中斷子程序 CPL ；將 引腳電平取反 PUSH ACC PUSH PSW CLR C CLR TR1 ； 停止定時(shí)器 T1 MOV A,TL1 ；取 TL1 當(dāng)前值 ADD A,8 ；加 8 個(gè)機(jī)器周期 ADD A,30H ；加定時(shí)常數(shù)（低 8 位） MOV TL1,A ；重裝定時(shí)常數(shù)（低 8 位） MOV A,TH1 ；取 TH0 當(dāng)前值 ADDC A,31H ；加定時(shí)常數(shù)（高 8 位） MOV TH1,A ；重裝定時(shí)常數(shù)（高 8 位） SETB TR1 ；開(kāi)定時(shí)器 POP PSW POP ACC RETI TIMER2: //定時(shí)器 T2 的中斷子程序 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 35 PUSH PSW CPL ；將 引腳電平取反 CLR TF2 ；清除中斷標(biāo)志位 POP PSW RETI END 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 36 參考文獻(xiàn)： ［ 1］ 潘永雄，新編單片機(jī)原理與應(yīng)用 . 西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 2020 ［ 2］ 潘新民，王燕芳，微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)用教程 . 北京： 電子工業(yè)出版社 ， 2020 ［ 3］王曉明， 電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制 . 北京： 北京航空航天大學(xué)出版社 ， 2020 ［ 4］何希才， 電動(dòng)機(jī)控制電路應(yīng)用實(shí)例 . 北京： 中國(guó)電力出版社 ,2020 ［ 5］曹丙霞，趙艷華， Protel 99 SE 原理圖與 PCB 設(shè)計(jì) . 北京： 電子工業(yè)出版社 ,2020 ［ 6］張義和， 例說(shuō) 8051. 北京： 人民郵電出版社 ,2020 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 37 致謝 經(jīng)過(guò) 近 半年的忙碌和工 作， 我的 畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng) 完成。從查閱資料到設(shè)計(jì)構(gòu)思的確認(rèn)，設(shè)計(jì)草稿的編寫(xiě)和最終整個(gè)設(shè)計(jì)的完成，梁老師都給了我悉心的指導(dǎo)。