【正文】 5 取下一代碼 DJNZ R6,START1 判斷代碼是否取完，如果沒(méi)有取完，就跳到START1\w JNB ,STOP 判斷 是否按下，如果按下為 0 電平，就轉(zhuǎn)到 STOP 運(yùn)行暫停 AJMP X1 如果 為 1 電平就循環(huán)運(yùn)行 X1 k1: ACALL DELAY 消除 按下前的毛刺 JNB ,$ 判斷 是否放開 ,如果放開就運(yùn)行下一調(diào)指令 ACALL DELAY 消除 放開后的毛刺 JNB ,STOP 判斷如果 為 0電平就調(diào)到 STOP 處電機(jī)運(yùn)行 畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 第 33 頁(yè) 共 66 頁(yè) STOP: MOV P2,0FFH P2 口送高電平 0FFH,始電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài) ACALL DELAY 調(diào)用延時(shí) ,為 JNB ,$ 判斷 ,如果放開就運(yùn)行下一調(diào)指令 ACALL DELAY 消除 放開后的毛刺 JNB ,X1 判斷如果 0電平就調(diào)到 X1 處電機(jī)運(yùn)行 AJMP STOP 如果 0就反復(fù)運(yùn)行 STOP 這段程序 DELAY: MOV R1,5 延時(shí) D1: MOV R8,248 DJNZ R8,$ DJNZ R9,D1 RET TABLE: DB 01H,03H,02H,06H,04H,05H。 畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 第 42 頁(yè) 共 66 頁(yè) 附錄 I 電路原理圖 橋式整流電容濾波電路 220V變壓整流濾波后轉(zhuǎn)換成 5V原理圖 220V變壓整流濾波后轉(zhuǎn)換成 12V原理圖 畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 第 43 頁(yè) 共 66 頁(yè) 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路原理圖 總電路圖另附 A3紙打印，故在此不列舉 畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 第 44 頁(yè) 共 66 頁(yè) 附錄 II 程序清單 ORG 8000H START:AJMP MAIN ORG 800BH AJMP PITO ORG 8100H MAIN:MOV R0,70H 顯示緩沖首地址 MOV R7,06H 顯示位數(shù) ML1:MOV R0,00H 顯示緩沖清 0 INC R0 DJNZ R7,ML1 MOV 7AH,0AH 。取顯示數(shù)據(jù)到 A MOV DPTR,TAB 。父母在經(jīng)濟(jì)上 給予了大力的支持使我能安心完成學(xué)業(yè) ， 他們殷切的期望更是我不懈努力的動(dòng)力來(lái)源 。P2口為輸出， 為 A相輸出， 為 B相輸出， 為 C相輸出。=0 時(shí)一次顯示結(jié)束 RL A 。從 P3 口輸出 MOV A,R1 。 。 其流 程如下圖所示。假定時(shí)鐘時(shí)間在 6位 LED 顯示器上顯示（時(shí)，分，秒各占兩位）。首先對(duì)幾個(gè)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行說(shuō)明。 AT89C51 將功能多樣的 8位 CPU 與 PEROM 結(jié)合在同一個(gè)芯片上 為許多嵌人式控制應(yīng)用提供了高度 靈活并且價(jià)格適宜的方案 。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為高電平才能發(fā)光。 2. 動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的 8個(gè)顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的 I/O 線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就 顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖代碼存于 AT89C51 的 EEPROM 內(nèi)，單片機(jī)順序取出脈沖代碼，以 2轉(zhuǎn) /分 的速度送入驅(qū)動(dòng)板，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)．步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)減速箱帶動(dòng)時(shí)、分針轉(zhuǎn)動(dòng) 。關(guān)于濾波電容值的選取應(yīng)視負(fù)載電流的大小而定。圖（ b）的波形圖 AT89C51 EA RAM6264 CS 備用電池 +5V主電源 VCC 畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 第 16 頁(yè) 共 66 頁(yè) 中虛線波形為橋式整流的波形。在恢復(fù)主電源供電的時(shí)候，有完全類似的問(wèn)題，即電源電壓的瞬間波動(dòng)導(dǎo)致片選信號(hào)和讀寫信號(hào)的波動(dòng)，從而發(fā)生誤寫動(dòng)作。 畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 第 14 頁(yè) 共 66 頁(yè) 3 硬件部分設(shè)計(jì) 交流 220V 輸入電源經(jīng)變壓、整流、濾波產(chǎn)生 +12v直流電壓 供給步 進(jìn)電機(jī)；交流 220V 輸入電源經(jīng)變壓、整流、濾波產(chǎn)生 +5v 直流電壓 提供 單片機(jī)工作所需要的 工作電源。 3．沒(méi)有角累積誤差。 高精度時(shí)，應(yīng)通過(guò)機(jī)械減速、提高電機(jī)速度 ,或采用高細(xì)分?jǐn)?shù)的驅(qū)動(dòng)器來(lái)解決，也可以采用 5 相電機(jī)，不過(guò)其整個(gè)系統(tǒng)的價(jià)格較貴，生產(chǎn)廠家少，其被淘汰的說(shuō)法是外行話。一般情況下，靜力矩應(yīng)為摩擦負(fù)載的 23倍內(nèi)好，靜力矩一旦選定，電機(jī)的機(jī)座及長(zhǎng)度便能確定下來(lái)（幾何尺寸） 靜力矩一樣的電機(jī)，由于電流參數(shù)不同，其運(yùn)行特性差別很大，可依據(jù)矩頻 特性曲線圖，判斷電機(jī)的電流（參考驅(qū)動(dòng)電源、及驅(qū)動(dòng)電壓） 綜上所述選擇電機(jī)一般應(yīng)遵循以下步驟： 圖 選擇電機(jī)步驟 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(lái)衡量，力矩與功率換算如下： P= Ω一旦三大要素確定，步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)便確定下來(lái)了。步進(jìn)電機(jī)在一定轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩取決于它的動(dòng)態(tài)平均電流而非靜態(tài)電流（而樣本上的電流均為靜態(tài)電流）。曲線 1電流最小、或電壓最低，曲線與負(fù)載的交點(diǎn)為負(fù)載的最大速度點(diǎn)。稱之為失步。四拍運(yùn)行時(shí)步距角為 θ=360 度 /（ 50*4） = 度（俗稱整步），八拍運(yùn)行時(shí)步距角為 θ=360 度 /（ 50*8） = 度（俗稱半步）。 一個(gè)二相電機(jī)的內(nèi)部繞組與四相電機(jī)完全一致，小功率電機(jī)一般直接接為二相，而功率大一點(diǎn)的電機(jī)，為了方便使用，靈活改變電機(jī)的動(dòng)態(tài)特點(diǎn)，往往將其外部接線為八根引線（四相），這樣使用時(shí)，既可以作四相電機(jī)使用，可以作二相電機(jī)繞組串聯(lián)或并聯(lián)使用。I 為勵(lì)磁繞阻安匝數(shù)（電流乘匝數(shù)）R為磁阻。 不過(guò)，出于對(duì)力矩、平穩(wěn)、噪音及減少角度等方面考慮。與齒 5相對(duì)齊，（ A39。 雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn) 電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī)，交流電機(jī)在常規(guī)下使用。 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(guò)輸入脈沖信號(hào)來(lái)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(hào)頻率決定。比之以前的各種塔鐘系統(tǒng)具有更高的精準(zhǔn)性，更高的抗干擾能力，性價(jià)比高，通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 第 1 頁(yè) 共 66 頁(yè) 1 緒論 展現(xiàn)狀 和 趨勢(shì) 隨著現(xiàn)代城建的發(fā)展，在大中城市的中心建筑上安置塔鐘 已 越來(lái)越常見(jiàn)。 畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 第 2 頁(yè) 共 66 頁(yè) 本設(shè)計(jì)的目的就是利用 AT89C51 系列單片機(jī)所開發(fā)的塔鐘控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)，斷電后啟用備用電源記錄時(shí)間，恢復(fù)供電后快速調(diào)節(jié)正確時(shí)間等功能。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。調(diào)整單片機(jī)發(fā)出的脈沖頻率，畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 第 4 頁(yè) 共 66 頁(yè) 就可以對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。 0、 1/3 て、 2/3 て ,（相鄰兩轉(zhuǎn)子齒軸線間的距離為齒距以て表示），即 A 與齒 1 相對(duì)齊， B 與齒 2 向右錯(cuò)開 1/3 て， C 與齒 3向右錯(cuò)開 2/3 て， A39。而方向由導(dǎo)電順序決定。I/R N例如： 四相，八相運(yùn)行（ AABBBCCCDDDAA）完全可以采用二相八拍運(yùn)行方式 .不難發(fā)現(xiàn)其條件為 C=A,D=B。 θ=360度 /（轉(zhuǎn)子齒數(shù) J*運(yùn)行拍 數(shù)），以常規(guī)二、四相，轉(zhuǎn)子齒為 50 齒電機(jī)為例。 ： 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。 如下圖所示： 圖 力矩與頻率關(guān)系圖 其中，曲線 3 電流最大、或電壓最高 。 功率放大 功率放大是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)最為重要的部分。 圖 合成磁場(chǎng)夾角圖 步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用 步進(jìn)電機(jī)的選擇 步進(jìn)電機(jī)有步距角（涉及到相數(shù)）、靜轉(zhuǎn)矩、及電流三大要素組成。直接起動(dòng)時(shí)（一般由低速）時(shí)二種負(fù)載均要考慮，加速起動(dòng)時(shí)主要考慮慣性負(fù)載，恒速運(yùn)行進(jìn)只要考慮摩擦負(fù)載。 電機(jī)在較高速或大慣量負(fù)載時(shí)，一般不在工作速度起動(dòng)，而采用逐漸升頻提速，一電機(jī)不失步，二可以減少噪音同時(shí)可以提高停止的定位精度。 2．與微機(jī)的連接、速度控制（啟動(dòng)、停止和反轉(zhuǎn)） 及驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單。 11．超過(guò)負(fù)載時(shí)會(huì)破壞同步， 高 速工作時(shí)會(huì)發(fā)出振動(dòng)和噪聲。若此時(shí)發(fā)生寫動(dòng)作，很可能產(chǎn)生錯(cuò)誤，即時(shí)鐘信息數(shù)據(jù)丟失。 電容濾波是通過(guò)電容器的充電、放電來(lái)濾掉交流分量的。因此，電容濾波器輸出電壓在 22 2~ UU 范圍內(nèi)波動(dòng)，在工程上一般采用經(jīng)驗(yàn)公式估算其大小， RL愈小，輸出平均電壓愈低，因此輸出平均電壓可按下述工程估算取值 （全波）半波） 2o 2o (UU UU ?? 對(duì)于單相橋式整流電路而言，無(wú)論有無(wú)濾波電容，二極管的最高反向工作電壓都是 2 U2。 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)脈沖采用三相六拍制，即 A— AB— B— BC— C— CA 正轉(zhuǎn)。共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM 接到 +5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用 I/O端口多，如驅(qū)動(dòng) 5 個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 58 ＝ 40根 I/O 端口來(lái)驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè) 89S51 單片機(jī)可用的 I/O 端 口才 32 個(gè)呢：），實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬件電路的復(fù)雜性。共陰極 LED 數(shù)碼管則與之相反，它是將發(fā)光二極管的陰極 (負(fù)極 )短接后作為公共陰極。 片上的允許在線對(duì)程序存儲(chǔ)器重新編程 ， 也可用常規(guī)的非易揮發(fā)存儲(chǔ)芯片編程器編程 。 選用的 AT89C51 的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)，是一個(gè)非常普遍的應(yīng)用。例如，秒計(jì)數(shù) 單元每次加 1，都要比較判斷是否計(jì)滿 60，則繼續(xù)計(jì)數(shù)；若計(jì)滿 60，則轉(zhuǎn)去對(duì)分計(jì)數(shù)單元加 1. 4．設(shè)置時(shí)鐘顯示緩沖區(qū)。 其中計(jì)時(shí)到 1 小時(shí)的時(shí)候跳轉(zhuǎn)到報(bào)時(shí)子程序。加 1后須進(jìn)行十進(jìn)制調(diào)整。掃描字放入 A MOV P3,A 。掃描控制字放入 A JNB ,ENDOUT 。 1MS 延時(shí)程序， LED 顯示程序用 DL1MS: MOV R6,14H DL1: MOV R7,19H DL2: DJNZ R7,DL2 DJNZ R6,DL1 RET0 畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 第 31 頁(yè) 共 66 頁(yè) 程序 該程序是三相 反應(yīng)式 步進(jìn)電機(jī)程序，選用 AT89C51 作為控制芯片， 12M 晶振。 在這里，還要特別感謝大學(xué)四年學(xué)習(xí)期間給我諸多教誨和幫助的 機(jī)械工程 學(xué)院的各位老師，感謝 趙立宏 書記、 袁鋒偉 、 王玉林 、 朱慧玲 老師，你們給予我的指導(dǎo)和教誨我將永遠(yuǎn)記在心里！ 感謝和我一起生活四年的室友 ，是你們讓我們的寢室充滿快樂(lè)與溫馨， “ 君子和而不同 ” ，我們正是如此！愿我們以后的人生都可以充實(shí)、多彩與快樂(lè)！ 感謝我的同學(xué)們，謝謝你們給予我的幫助！ 回首本人的求學(xué)生涯，父母的支持是本人最大的 動(dòng)力 。從 P3 口輸出 MOV A,R1 。放入 熄滅符 數(shù)據(jù) MOV TMOD,01H 定時(shí)器 0，工作方式 1 MOV TL0,0DCH 裝計(jì)數(shù)初值 MOV TH0,0BH SETB TR0 TR0置 1，定 時(shí)開始 MOV