【正文】 計劃設(shè)計進程 一、 總體方案設(shè)計 二、 硬件的設(shè)計和實現(xiàn) 選擇計算機字長 (選用 51 內(nèi)核的單片機 ) 設(shè)計支持計算機工作的外圍電路 (EPROM、 RAM、 I/O端口、鍵盤、顯示接口電路等 )； 設(shè)計輸入信號接口電路； 設(shè)計輸出控制電路； 其它相關(guān)電路的設(shè)計或方案 (電源、通信等 )。本論文的研究和探討還遠遠不夠，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，進一步深化我們的 研究深度，爭取有更多的收獲。i124。) { delay()。 if(RunState==RIGHT_RUN) while(STATE_CW[i]!=39。) { delay()。///SPEED[3]=050。 } delay()。 E=1。} void cmd_wr() //寫控制字 { RS=0。 cmd_wr()。 else goto start。 RW=1。 ShowState()。 P0_0=0。 while(1) 20 { clock(RunSpeed)。 TR1=1。 //定時器 0， 1 都為計數(shù)方式；方式 2； EA=1。 char SpeedChar[]=SPEED(n/min):。 void show_lcd(int)。若初始化 P1=11H、速度和方向初始值均設(shè)為 0，就意味著步進電機按四相單八拍運行，系統(tǒng)上電后在沒有操作的情況下，步進電機不旋轉(zhuǎn)，方向值顯示“ 0”， 速度值顯示“ 0”，主程序流程圖如圖 5所示。使 L297輸出 四相八拍工作所需的適當(dāng)相序 （ A,B,C,D四相）。驅(qū)動電路主要是對單片機輸出的脈沖進行功率放大，從而驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動。步進電機的四相繞組控制過程如下： L297的 方向控制端（ CW/CCW）， 步進時鐘輸入端。 3種方式的驅(qū)動相序都可以很容易地根據(jù)變換器輸出的格雷碼的順序產(chǎn)生，格雷碼的順序直接與四八拍 (半步方式 )相符合 ，只要在腳 19輸入一高電平即可得到。此 引腳 輸入負脈沖時，變換器恢復(fù)初始狀態(tài) (ABCD=0101)。步進電機實際旋轉(zhuǎn)方向由繞組的連接方法決定。 12腳 (Vcc)—— +5V電源輸入端。 8腳 (INH2)—— 控制 C相和 D相的驅(qū)動級。當(dāng) L297在初始狀態(tài) (ABCD=0101)時，此端有指示。芯片內(nèi)的 PWM斬波器電路可開關(guān)模式下調(diào)節(jié)步進電機繞組中的電機繞組中的電流。但過分采用 減小氣隙，增加勵磁匝數(shù)來提高靜轉(zhuǎn)矩是不可取的，這樣會造成電機的發(fā)熱 及機械噪音。 ② 步進電機的靜態(tài)指標及術(shù)語 相數(shù)：產(chǎn)生不 同隊 N、 S磁場的激磁線圈對數(shù)，常用 m表示。步進電機區(qū)別于其 他控制電機的最大特點是：它是通過輸入脈沖信號來進行控制的，即電機的 總轉(zhuǎn)動角度由輸入脈沖數(shù)決定，而電機的轉(zhuǎn)速由脈沖信號頻率決定。 步進電機有如下特點： ① 步進電機的角位移與輸入脈沖數(shù)嚴格成正比，因此當(dāng)它轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)后，沒有累計誤差，具有良好的跟隨性。步進電機能響應(yīng)而不失步的最高步進頻率稱為“啟動頻率”，于此類似“停止頻率” 是指系統(tǒng)控制信號突然關(guān)斷，步進電機不沖過目標位置的最高步進頻率。 （ 4） 步進電機的起?？刂? 步進電機由于其電氣特性，運轉(zhuǎn)時會有步進感。三相雙三拍的通電順序為 AB→ BC→ CA→ AB，三相六拍的通電順序為 A→ AB→ B→ BC→ C→ CA→ A。人們用它來驅(qū)動時鐘和其他采用指針的儀器，打印機、繪圖儀，磁盤光盤驅(qū)動器、各種自動控制閥、各種工具，還有機器人等機械裝置。此外作為執(zhí)行元件，步進電機是機電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，被廣泛應(yīng)用在各種自動化控制系統(tǒng)中，隨著微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展，它的需要量與日俱增，在各個國民經(jīng)濟領(lǐng)域都有應(yīng)用。 （ 2） 步進電機的換向控制 如果給定工作方式正序換相通電，步進電機正轉(zhuǎn)。為了使電機轉(zhuǎn)動平滑，減小 振動，可在步進電機控制脈沖的上升沿和下降沿采用細分的梯形波，可以減小步 進電機的步進角，跳過電機運行的平穩(wěn)性。電機的啟動頻率、停止頻率和輸出轉(zhuǎn)矩都要和負載的轉(zhuǎn)動慣量相適應(yīng)，有了這些數(shù)據(jù)，才能有效地對電機進行加減速控制。 ② 由步進電機與驅(qū)動電路組成的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，既非常方便、廉價，也非?？煽?。步進電機分三種：永磁式（ PM），反應(yīng)式（ VR）和混合式 (HB)，步進電機又稱為脈沖電機，是工業(yè)過程控制和儀表中一種能夠快速啟動，反轉(zhuǎn)和制動的執(zhí)行元件。 拍數(shù)：完成一個磁場周期性變化所需脈沖用 n表示，或指電機轉(zhuǎn)過一個齒距 角所需脈沖數(shù)，以四相電機為例，有四相四拍運行方式即 AB→ BC→ CD→ DA→ AB, 四相八拍運行方式即 A→ AB→ B→ BC→ C→ CD→ D→ DA→ A。 ③ 四相步進電機的脈沖分配規(guī)律 目前，對步進電機的控制主要有分散器件組成的環(huán)形脈沖分配器、軟件環(huán)形 脈沖分配器、專用集成芯片環(huán)形脈 沖分配器等。該集成電路采用了 SGS公司的模擬 /數(shù)字兼容的 I2L技術(shù)，使用 5V的電源電壓，全部信號的連接都與 TFL/CMOS或集電極開路的晶體管兼容。當(dāng)此 引腳 有效時，晶體管開路。作用同 INH1相同。 9 13腳 (SENS2)—— C相、 D相繞組電流檢測電壓反饋輸入端。當(dāng)改變此 引腳 的電平狀態(tài)時，步進電機反向旋轉(zhuǎn)。 圖 2 L297內(nèi)部方框電路圖 10 圖 3 L297變換器換出的八步雷格碼（順 時針旋轉(zhuǎn)） 圖 4 斬波器線路 在圖 2所示的 L297的內(nèi)部方框圖中。其波形圖如圖 5所示。使 L297輸出四相八拍工作所需的適當(dāng)相序（ A,B,C,D四相）。 （ 1）控制電路 圖 9控制電路原理圖 15 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求 ， 控制輸入部分設(shè)置了正轉(zhuǎn)控制，反轉(zhuǎn) 控制，加速控制和減速控制按鈕，分別是 K K S S3，控制電路如圖 9所示。 L297的四相輸出接 L298的 IN0IN4使其 OUT0OUT4輸出放大 后的四相驅(qū)動信號，驅(qū)動步進電機運行。 （ 2）定時中斷設(shè)計 步進電機的轉(zhuǎn)動主要是給電機各繞組按一定的時間間隔連續(xù)不斷地按規(guī)律通 入電流，步進電機才會旋轉(zhuǎn)，時間間隔越短，速度就越快。 void cmd_wr()。 char StateChar[]=RUN STATE:。 //開中斷 TH0=0xff。 IT0=1。 P0_1=P0_1^0x01。 P1=0x01。 }//中斷 1:減速程序 void SpeedDowm() interrupt 2 { if(RunSpeed=100) RunSpeed=RunSpeed+2。 E=0。} void inti_lcd() //設(shè)置 LCD 方式 { P1=0x38。 delay()。 RW=0。} void ShowState() //顯示狀態(tài)與速度 { int i=0。 P1=0x80 | 0x0d。 i++。 show_lcd(StateChar[i])。\039。 show_lcd(STATE_CCW[i])。i++)。 后附實驗任務(wù)指導(dǎo)書 及參考文獻 。 三、 軟件設(shè)計 分配系統(tǒng)資源，編寫系統(tǒng)初始化和主程序模塊框圖； 編寫顯示子程序框圖； 其它程序模塊 (鍵盤等處理程序 )框圖。 （ 3）：存儲器資源分配 （ 4）：編制程序，根據(jù)流程圖來編制源程序 （ 5）：對程序進行匯編，調(diào)試和修改，直到程序運行結(jié)果正確為止?？梢钥隙?