【正文】 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 ........................................................................................ 12 一、控制系統(tǒng)總體概述 .......................................................................................... 12 二、控制系統(tǒng)的硬件電路 ...................................................................................... 12 （一）控制系統(tǒng)總體電路 ................................................................................... 12 （二）單片機與步進電機接口驅(qū)動電路 ........................................................... 14 （三）單片機與 LCD 顯示屏接口電路（ 8 位并行模式） ................................ 14 （四）單片機與鍵盤接口電路 ........................................................................... 15 三、步進電動機的選型 .......................................................................................... 16 四、開發(fā)平臺 MPLAB ICD 簡介 .............................................................................. 16 第三章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 ........................................................................................ 18 一、控制系統(tǒng)總流程圖 .......................................................................................... 18 二、系統(tǒng)監(jiān)控模塊 .................................................................................................. 18 （一）系統(tǒng)監(jiān)控模塊流程圖 ............................................................................... 18 （二）步進電機轉(zhuǎn)向設(shè)置子程序范例 ............................................................... 19 （三）步進電機轉(zhuǎn)速設(shè)置 ................................................................................... 20 三、鍵盤識別處理模塊 .......................................................................................... 20 四 、 LCD 顯示模塊 ................................................................................................... 21 五、控制信號產(chǎn)生模塊 .......................................................................................... 22 （一）步進脈沖產(chǎn)生模塊 ................................................................................... 22 （二）系統(tǒng)中斷模塊 ........................................................................................... 24 （三）步進電機加減速模塊 ............................................................................... 25 結(jié)論 .............................................................................................................................. 28 參考文獻 ...................................................................................................................... 29 致謝 .............................................................................................................................. 30 基于 PIC 單片機的步進電機控制系統(tǒng) 設(shè)計 1 緒 論 步進電機是機電控制中一種常用的執(zhí)行機構(gòu)。其驅(qū)動速度和指令脈沖能嚴格同步，能實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)和平滑速度調(diào)節(jié)，因而被廣泛應用于數(shù)模轉(zhuǎn)換，速度控制和位置控制系統(tǒng)。用軟件代替脈沖分配器，達到了對步進電機的最佳控制。尤其在一些智能化要求較高的場合，用模擬芯片及信號發(fā)生器來控制步進電機有一定的局限 [2]。 2． 永磁式步進電動機 永磁式步進電動機的轉(zhuǎn)子是用永磁材料制成的，轉(zhuǎn)子本身 就是一個磁源。電機出廠時給出了一個步 距角的值，如本設(shè)計所選用的 KP39HM2025 型電機給出的值為 176。/176。由于步進電機的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減，輸出功率也隨速度的變化而變化 [5]。定子由硅鋼片疊成。 下面以三相反應式步進電機為例，起典型結(jié)構(gòu)如圖 12 所示。 混合式步進電動機又稱為感應子式步進電動機，它的定子鐵心與反應式步進電動機相同，即分為若干大極，每個大極上有小齒及控制繞組；定子控制繞組與永磁式步進電動機相同，也是兩相集中繞組，每相繞組有兩對極，按 A→B→ （ A） → （ B） →A…的順序輪流通以正負脈沖；轉(zhuǎn)子中間為環(huán)形軸向磁化的永磁體，磁體兩端各套有一段開基于 PIC 單片機的步進電機控制系統(tǒng) 設(shè)計 5 有齒槽的鐵心，兩段齒心錯開半個齒距，且轉(zhuǎn)子齒距與定 子小齒的齒距相等。 雙四拍方式還有一個優(yōu)點就是不易產(chǎn)生失步。 勻加減速控制是指加速度保持不變，速度以線性規(guī)律上升或下降，如圖 15 所示。 f bf at / s 圖 16 指數(shù)曲線控制 [7] 由于本次設(shè)計選用的步進電機為混合是步進電動機，且輸出功率較小，多用于對控制精度 要求相對 不高的場合，因此采用勻加減速控制方法來實現(xiàn) 控制系統(tǒng) 運行過程中的加減速。 OCMJ48C 液晶顯示模塊是肇慶金鵬電子有限公司 開發(fā)制造的 C 系列中文顯示模塊中的一種。 PIC16F87X 系列單片機是 Microchip 公司于 1998 年年底推出的新產(chǎn)品，可以實現(xiàn)在線調(diào)試和在線編程。 通用 I/O 引腳可以看作是最簡單的外設(shè)， PIC 單片機通過 I/O 端口監(jiān)視和控制其它設(shè)備，為了增強器件的靈活性和功能，一些引腳被定義為多功能復用引腳 。該時鐘可以是單片機本身的工作時鐘，即使用內(nèi)部時鐘，稱之為定時器；也可以使用外部引腳輸入的時鐘，即使用外部的時鐘輸入來累計，稱之為計數(shù)器。 該模塊的結(jié)構(gòu)框圖如圖 18 所示 基于 PIC 單片機的步進電機控制系統(tǒng) 設(shè)計 11 圖 18 TMR0 結(jié)構(gòu)框圖 [12] 定時器 /計數(shù)器 TMR0 主 要設(shè)計有 4 個寄存器，它們分別是定時器 /計數(shù)器 TMR0，選項寄存器 OPTION_REG，中斷控制寄存器 INTCON，方向寄存器 TRISA。 1 * 4 鍵 盤L C D顯 示 屏P I C單 片機控 制 驅(qū)動 電 路步 進電 機直 流 電 壓 源負 載 圖 21 控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖 二、控制系統(tǒng)的硬件電路 （一）控制系統(tǒng)總體電路 本控制系統(tǒng)硬件總體電路以單片機作為系統(tǒng)核心，主要由 PIC16F877 單片機及單片機工作外圍電路、步進電機控制驅(qū)動電路、 LCD 顯示屏接口電路、鍵盤輸入電路等組成。其中兩根紅色導線為公共端，接 12V 穩(wěn)壓電源，黃色、橙色、黑色、棕色導線依次為電動機 A 相、 A 非相、 B 相、 B 非 相 。模塊的數(shù)據(jù)線可與單片機數(shù)據(jù)線直接相連 。 四 、開發(fā)平臺 MPLAB ICD 簡介 MPLABICD 是針對 MICROCHIP 公司的 PIC16F87X 系列 MCU 的廉價開發(fā)工具。調(diào)試目標板硬件系統(tǒng) 所以軟件部分共有 4 大模塊組成：系統(tǒng)監(jiān)控，鍵盤 識別處理 ， LCD 顯示程序，控制信號產(chǎn)生程序。其它設(shè)置流程與設(shè)置電機轉(zhuǎn) 向類似，無需贅述。 //有鍵按下， 鍵盤處理 if(DF_set) //若方向按鍵按下，電機方向設(shè)置。因此當轉(zhuǎn)速檔次設(shè)置完畢后，相應的定時初值和預分頻 設(shè) 置就會通過相應子程序進行裝入，從而控制電機的運轉(zhuǎn)速率。在 PIC 單片機上電復位后，進行系統(tǒng)的 參數(shù)設(shè)定，液晶顯示模塊初始化后， PIC 單片機對液晶顯示模塊 OCMJ48C 進行指令數(shù)據(jù)寫操作和讀數(shù)據(jù)操作。 void drive() //正向驅(qū)動 子程序 { signal=0。 NB=1。 B=1。 （三）步進電機 加減 速模塊 在第一章控制系統(tǒng)實現(xiàn)原理中已對步進電機的加減速原理作過詳細的闡述，而且確定了本控制系統(tǒng)是以勻加減方法 即直線規(guī)律 來實現(xiàn) 步進電機的加減速。減速過程的規(guī)律與加速相同只是按相反的順序進行。 i++。通過對 步進電機工作參數(shù)設(shè)置，LCD 顯示，加減速 控制等功能的實現(xiàn)，我們完成了對 單片機控制步進電機 的原理剖析，對 步進電機加減速技術(shù) 有了一定了解，加深了對 PIC 單片機應用的認識，掌握了基于單片機的編程思想，為日后走向工作崗位積累了軟件開發(fā)設(shè)計及硬件制作方面的寶貴經(jīng)驗。re clear about the terms of the agreement. It might be best to get advice from an experienced adviser, for example, at a Citizens Advice Bureau. To find your nearest CAB, including those that give advice by , click on nearest CAB. For more information about making a claim to an employment tribunal, see Employment tribunals. The (lack of) air up there Watch mCayman Islandsbased Webb, the head of Fifa39。s plaint. In a statement the Russian side added: We found no racist insults from fans of CSKA. Age has reached the end of the beginning of a word. May be guilty in his seems to passing a lot of different life became the appearance of the same day。 Junior high school, thought to have a crush on just means that the real growth, but over the past three years later, his writing of al。s governing body, has also ordered an immediate investigation into the referee39。t appealed against the disciplinary action your employer has taken against you. However, if you win your case, the tribunal may reduce any pensation awarded to you as a result of your failure to appeal. Remember that in most cases you must make an applic