【正文】 并且可根據(jù)需要,實(shí)時(shí)對步進(jìn)電機(jī)工作方式進(jìn)行設(shè)置,具有實(shí)時(shí)性和交互性的特點(diǎn)。本論文的研究和探討還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，我們要在現(xiàn)在的基礎(chǔ)上，不斷吸取新的技術(shù)和方法，并將它們應(yīng)用于本課題的研究上來，進(jìn)一步深化我們的研究深度，爭取有更多的收獲。流程圖如圖20所示。 系統(tǒng)分為電機(jī)正轉(zhuǎn)、電機(jī)反轉(zhuǎn)、電機(jī)加速與電機(jī)減速的幾部分組成，其主程序流程圖如下：圖15主程序流程圖 ，電機(jī)正轉(zhuǎn)，電機(jī)反轉(zhuǎn)。控制信號的輸入相當(dāng)于通過按鍵開關(guān)來實(shí)現(xiàn)進(jìn)而可以對單片機(jī)實(shí)行相應(yīng)的操作。本次設(shè)計(jì)用一只12MH的晶振和兩只30pF的電容器就能滿足系統(tǒng)所需。 其中12V電壓給步進(jìn)電機(jī)供電，5V電壓則給單片機(jī)供電。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。 AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。
EPROMRAMROMRAMI/O擴(kuò)展步進(jìn)電機(jī) 圖7單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng) 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)擴(kuò)展和系統(tǒng)配置的狀況，可以分為最小應(yīng)用系統(tǒng)、最小功耗系統(tǒng)、典型應(yīng)用系統(tǒng)?；蛘咴陔娐分写?lián)電阻，使L/R減少。步進(jìn)電機(jī)的相繞組可以等效為一個(gè)電感一電阻串聯(lián)電路。通常，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器由邏輯控制電路、功率驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路和電源組成。 4)力矩與功率換算 步進(jìn)電機(jī)一般在較大范圍內(nèi)調(diào)速使用、其功率是變化的，一般只用力矩來衡量，力矩與功率換算如下： P= Ω電機(jī)的步距角應(yīng)等于或小于此角度。一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小， 或15度。 當(dāng)開關(guān)SC接通電源，SB、SA、SD斷開時(shí)，由于C相繞組的磁力線和4號齒之間磁力線的作用，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，4號齒和C相繞組的磁極對齊。 步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)技術(shù)參數(shù)：空載啟動(dòng)頻率，即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機(jī)不能正常啟動(dòng)，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。 2）步進(jìn)電機(jī)外表允許的最高溫度。 4）最大空載起動(dòng)頻率：電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式、電壓及額定電流下，在不加負(fù)載的情下，能夠直接起動(dòng)的最大頻率。 4）定位轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在不通電狀態(tài)下，電機(jī)轉(zhuǎn)子自身的鎖定力矩（由磁場齒形的諧波以及機(jī)械誤差造成的） 5）靜轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在額定靜態(tài)電作用下，電機(jī)不作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸的鎖定力矩。 正常情況下，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過的總角度和輸入的脈沖數(shù)成正比；連續(xù)輸入一定頻率的脈沖時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與輸入脈沖的頻率保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，不受電壓波動(dòng)和負(fù)載變化的影響?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)區(qū)別于其他控制電機(jī)的最大特點(diǎn)是，它是通過輸入脈沖信號來進(jìn)行控制的，即電機(jī)的總轉(zhuǎn)動(dòng)角度由輸入脈沖數(shù)決定，而電機(jī)的轉(zhuǎn)速由脈沖信號頻率決定。時(shí)間安排：序號階 段 內(nèi) 容所需時(shí)間（天）1設(shè)計(jì)思路、原理電路設(shè)計(jì)12編程,調(diào)試33撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告1合 計(jì)5指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日 一、課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目名稱基于步進(jìn)電機(jī)控制器的開環(huán)控制二、項(xiàng)目設(shè)計(jì)目的及技術(shù)要求1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）運(yùn)用所學(xué)的單片機(jī)原理及應(yīng)用知識；（2）運(yùn)用所學(xué)的步進(jìn)電機(jī)的知識用C 語言編程控制。文獻(xiàn)閱讀摘要記錄于課程設(shè)計(jì)報(bào)告書第五項(xiàng)中，考核成績占10%左右。1. 課程設(shè)計(jì)教學(xué)一般可分為設(shè)計(jì)項(xiàng)目的選題、項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案論證、項(xiàng)目設(shè)計(jì)結(jié)果分析、答辯等4個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)有一定的考核要求和考核成績。2. 課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目的選題要符合本課程設(shè)計(jì)教學(xué)大綱的要求，該項(xiàng)目應(yīng)能突出學(xué)生實(shí)踐能力、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；該項(xiàng)目有一定的實(shí)用性，且學(xué)生通過努力在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)是可以完成的。6. 答辯是課程設(shè)計(jì)中十分重要的環(huán)節(jié)，由課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師向答辯學(xué)生提出2～3個(gè)問題，通過答辯可進(jìn)一步了解學(xué)生對課程設(shè)計(jì)中理論知識和實(shí)際技能掌握的程度，以及對問題的理解、分析和判斷能力。2．實(shí)驗(yàn)技術(shù)要求使用C語言外加K0K6等開關(guān)實(shí)現(xiàn)對步行電機(jī)啟動(dòng)，停止，轉(zhuǎn)速和方向的控制：(1)了解單片機(jī)的基本原理，學(xué)會(huì)使用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)基本應(yīng)用；(2)熟悉C語言，在單片機(jī)上實(shí)現(xiàn)C語言編程；(3)掌握步進(jìn)電機(jī)的工作原理及程序?qū)崿F(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的控制；（4）用C語言實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)與停止控制，方向的控制，速度控制與顯示；(5)嚴(yán)格按照課程設(shè)計(jì)說明書要求撰寫課程設(shè)計(jì)說明書。使用、控制步進(jìn)電機(jī)必須由環(huán)形脈沖，功率放大等組成的控制系統(tǒng)，其圖2所示： 脈沖發(fā)生器方向控制器脈沖分配器 功率放大器步進(jìn)電機(jī)圖2典型步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)框圖脈沖發(fā)生器用于產(chǎn)生頻率變化的脈沖信號。次課程設(shè)計(jì)就是通過改變脈沖頻率來調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)的速度的，并且通過數(shù)碼管顯示其轉(zhuǎn)速的級別。由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)能直接接收數(shù)字量的輸入，所以特別適合于微機(jī)控制。此力矩是衡量電機(jī)體積（幾何尺寸）的標(biāo)準(zhǔn)，與驅(qū)動(dòng)電壓及驅(qū)動(dòng)電源等無關(guān)。 5）最大空載的運(yùn)行頻率：電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式，電壓及額定電流下，電機(jī)不帶負(fù)載的最高轉(zhuǎn)速頻率。 步進(jìn)電機(jī)溫度過高首先會(huì)使電機(jī)的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步，因此電機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn)；一般來講，磁性材料的退磁點(diǎn)都在攝氏130度以上，有的甚至高達(dá)攝氏200度以上，所以步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏8090度完全正常。在有負(fù)載的情況下，啟動(dòng)頻率應(yīng)更低。而0、3號齒和A、B相繞組產(chǎn)生錯(cuò)齒，5號齒就和A、D相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒?；旌鲜讲竭M(jìn)電機(jī)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)。（五相電機(jī)）、（二、四相電機(jī)）、（三相電機(jī)）等。M Ω=2π步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器一旦接收到來自控制器的方向信號和步進(jìn)脈沖，控制電路就按預(yù)先設(shè)定的電機(jī)通電方式產(chǎn)生步進(jìn)電機(jī)各相勵(lì)磁繞組導(dǎo)通或截止信號。在 t=0時(shí)刻，電壓V施加到該電路上時(shí)，電路中的電流變化規(guī)律為: I(t)=V(1eRt/L)/R （3） 通電瞬間繞組電流上升速率為: di(0)/dt=V/t （4） 經(jīng)過一段時(shí)間，電流達(dá)到最大值: Imax=V/R（5） L/R定義為該電路的時(shí)間常數(shù)，是電路中的電流達(dá)到最大電流Imax的63%所需要的時(shí)間。 單片機(jī)原理 單片機(jī)（singlechi