【正文】 址輸入端，計數(shù)器的一個計數(shù)狀態(tài)就對應(yīng)步進(jìn)電機(jī)的一個勵磁狀態(tài)，控制計數(shù)脈沖CP就可以控制步進(jìn)電機(jī)的運行，加減計數(shù)控制端可以控制步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)。 數(shù)碼管顯示電路是通過串行口方式0擴(kuò)展單片機(jī)的輸出口，在“串入并出”芯片74LS164的配合下，單片機(jī)RXD引腳接74LS164串行數(shù)據(jù)輸入端，TXD引腳接74LS164移位脈沖輸入端CLK，【14】。手動復(fù)位：當(dāng)按下手動復(fù)位按鈕時，電容C通過R2放電，當(dāng)電容C放電結(jié)束后，RST引腳電位由RR1分壓比決定，由于R2R1，因此RST引腳為高電平，CPU進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。第四章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 軟件系統(tǒng)設(shè)計原則系統(tǒng)中的應(yīng)用軟件是根據(jù)系統(tǒng)功能要求設(shè)計的，應(yīng)可靠地實現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能。規(guī)范化的程序便于交流、借鑒，也為今后的軟件模塊化，標(biāo)準(zhǔn)化打下基礎(chǔ)。當(dāng)輸入的步數(shù)大于100時，步進(jìn)電機(jī)從最低速度25 r/min開始加速運行，當(dāng)加速到99 r/min時步數(shù)仍大于100時，步進(jìn)電機(jī)以設(shè)定的最大速度99 r/min恒速運行，當(dāng)步數(shù)小于100時，步進(jìn)電機(jī)開始減速，減速到25 r/min時，步進(jìn)電機(jī)以設(shè)定的最低轉(zhuǎn)速25 r/min走完所規(guī)定的步數(shù)。按鍵功能包括數(shù)字按鍵，啟動按鍵，停止按鍵，正轉(zhuǎn)按鍵，反轉(zhuǎn)按鍵、復(fù)位按鍵等功能按鍵。判斷是否已經(jīng)走完所設(shè)定的步數(shù)，若步數(shù)為0，則單片機(jī)停止產(chǎn)生脈沖信號，讓步進(jìn)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，即T0停止計數(shù)。只要剩余的步數(shù)是大于100，單片機(jī)產(chǎn)生的脈沖信號的頻率就會不斷的變大，直到脈沖頻率為設(shè)定的最大值，步進(jìn)電機(jī)就會以恒速運行。當(dāng)8位數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束后，發(fā)送中斷標(biāo)志TI自動置1，輸出數(shù)據(jù)（即SBUF寄存器的內(nèi)容）也就出現(xiàn)在74LS164芯片的并行輸出端。通過查詢P1口的狀態(tài)就可以確定哪個按鍵按下，確定按鍵按下后再進(jìn)行相應(yīng)的功能處理即可。/18176。將所學(xué)的理論知識應(yīng)用到實踐中，在系統(tǒng)的設(shè)計中做了如下的工作。論文采用單片機(jī)技術(shù)，使單片機(jī)能根據(jù)設(shè)定的步數(shù)，實現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的自動調(diào)速控制，并同過數(shù)碼管顯示步進(jìn)電機(jī)的運行步數(shù)，完成對控制系統(tǒng)的硬件電路和應(yīng)用軟件設(shè)計。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的研究成果。：任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。軟件是根據(jù)控制系統(tǒng)的要求設(shè)計的，包括主程序的設(shè)計、T0中斷程序設(shè)計、鍵盤顯示程序設(shè)計、調(diào)速程序設(shè)計等程序的設(shè)計。第五章 結(jié)束語經(jīng)過幾個月的努力，終于完成了基于AT89C51單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)軟硬件的研究和設(shè)計。由于所選的步進(jìn)電機(jī)的步距角為18176。由于系統(tǒng)所需的按鍵數(shù)較多，為減少鍵盤電路占用I/O引腳數(shù)目，故采用矩陣鍵盤。 當(dāng)串行口工作在方式0時，串行移位脈沖CLOCK從TXD引腳輸出，頻率是系統(tǒng)時鐘頻率fosc的12分頻（在“6時鐘/機(jī)器周期”模式下，移位脈沖頻率是時鐘頻率fosc的6分頻）；而8位的串行數(shù)據(jù)從RXD引腳輸出。【16】。根據(jù)輸入的步數(shù)判斷是否需要進(jìn)行調(diào)速，使控制系統(tǒng)以最短的時間走完所規(guī)定的步數(shù)。（2）鍵盤掃描及按鍵處理。其具體功能如下：按正轉(zhuǎn)按鍵時，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)；按反轉(zhuǎn)按鍵時，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)；按停止按鍵時，步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)停止運行；通過鍵盤可輸入所需要運行的步數(shù)，輸入的步數(shù)的范圍為0—9999步，當(dāng)輸入?yún)?shù)完畢后，按啟動按鍵步進(jìn)電機(jī)開始運行，同時數(shù)碼管顯示所需要運行的步數(shù)并通過LED顯示步進(jìn)電機(jī)的運行狀態(tài)。各個功能程序運行狀態(tài)、運行結(jié)果以及運行要求都設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志以便查詢，程序的轉(zhuǎn)移、運行、控制都可通過狀態(tài)標(biāo)志條件來控制。 本章小結(jié)本章首先介紹了硬件系統(tǒng)設(shè)計原則和控制系統(tǒng)總體設(shè)計，其次對主要元器件進(jìn)行了選擇和介紹。當(dāng)VCC=0時，VCC端與地等電位，電容C通過VD迅速放電。 （2）并行接法：使用并行接法時要對每個數(shù)碼管用I/O口單獨輸入數(shù)據(jù)，占用資源較多。接收來自控制器的CP脈沖和方向電平是環(huán)形脈沖分配器的最基本功能。 2716 管腳排列2716管腳定義如下：A0—A10：地址線，11位(對應(yīng)2K存儲單元)地址信號輸入引腳；O7—O0：8位雙向數(shù)據(jù)線，編程時作數(shù)據(jù)輸入線，讀出時作數(shù)據(jù)輸出線；：片選允許輸入端，低電平有效；：數(shù)據(jù)輸出允許控制信號引腳，低電平有效；Vpp：+25V電源，用于專用裝置上進(jìn)行寫操作； 2716工作方式引腳方式/PGNVppO7 — O0讀出低低+5V程序讀出未選中高X+5V高阻編程正脈沖高+25V程序?qū)懭氤绦蛐ｒ灥偷?25V程序讀出編程禁止低高+25V高阻 可逆計數(shù)器的選擇由于環(huán)形脈沖分配器不但需要接收脈沖信號CP，還需要接收方向電平，因此所選的計數(shù)器需要是一個可逆的計數(shù)器。（4） 可在0～24MHz的晶振頻率范圍內(nèi)可靠工作，加快了系統(tǒng)的工作速度，可用在某些高速實時處理控制系統(tǒng)中。驅(qū)動能力不足時，系統(tǒng)工作不可靠，解決的辦法是增加驅(qū)動能力，增設(shè)線驅(qū)動器或減少芯片功耗，降低總線負(fù)載。第三章 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 硬件系統(tǒng)設(shè)計原則系統(tǒng)的擴(kuò)展和模塊設(shè)計應(yīng)遵循下列原則【12】：（1）盡可能選擇標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的典型電路，提高設(shè)計的成功率和結(jié)構(gòu)的靈活性。/θ，那每一步走過的距離為L=55/N。搬運站的功能是向各個工作單元輸送工件，每完成一道工序就把工件送給下一個工作站，等加工站完成后再將工件送到裝配站和分揀站整個自動生產(chǎn)線的加工過程就完成。采用定時器的變速控制在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，可以采用單片機(jī)內(nèi)部的定時器來提供CP脈沖。步進(jìn)電機(jī)的加減速控制技術(shù)是步進(jìn)電機(jī)控制中的一項關(guān)鍵技術(shù)，它直接影響步進(jìn)電機(jī)運行的平穩(wěn)性、升降速的快慢、定位精度等性能，從而決定了步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的綜合性能。升速的規(guī)律一般有兩種，一是按直線規(guī)律升速，二是按指數(shù)規(guī)律升速。這樣步進(jìn)電機(jī)便可以以最快的速度走完所規(guī)定的步數(shù)，而又不發(fā)生失步的現(xiàn)象。所謂的最高空載啟動頻率是指步進(jìn)電機(jī)空載時，轉(zhuǎn)子從靜止?fàn)顟B(tài)不失步地進(jìn)入同步狀態(tài)（即步進(jìn)電機(jī)每秒鐘轉(zhuǎn)過的角度和控制頻率相對應(yīng)的工作狀態(tài)）的最大控制頻率。驅(qū)動器可以用大功率復(fù)合管，也可以是專門的驅(qū)動器。為使電流盡快衰減，必須設(shè)計適當(dāng)?shù)睦m(xù)流回路。步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動電路應(yīng)該既要保證繞組有足夠的電壓電流，同時又要保證驅(qū)動級功率器件的安全運行，另外還應(yīng)有較高的效率、較小的功耗和較低的成本。在低速時，斷電相電流衰減緩慢是允許的，但高速時，就會影響步進(jìn)電機(jī)的控制性能。晶體管上的管壓降將隨Ldi/dt正比的增加，這個峰值電壓的大小可能會超過一個晶體管的最大耐壓U，造成晶體管損壞。因此本文選擇步進(jìn)電機(jī)八拍的工作方式。軟件方法的優(yōu)點是節(jié)省硬件，降低系統(tǒng)的成本，且更改靈活，有利于系統(tǒng)的小型化，其主要的缺點是占用CPU時間較多，降低系統(tǒng)的響應(yīng)速度。驅(qū)動電路輸入非法狀態(tài)可能會損壞驅(qū)動電路。計數(shù)器的計數(shù)長度應(yīng)等于步進(jìn)電機(jī)運行一個周期的拍數(shù)或拍數(shù)的整數(shù)倍，計數(shù)器的輸出端接到EPROM的地址線上，并且使EPROM總是處于讀出的狀態(tài)，這樣計數(shù)器的每個計數(shù)狀態(tài)都對應(yīng)存儲器的一個地址，存儲器的輸出端就對應(yīng)步進(jìn)電機(jī)的一種勵磁狀態(tài)。控制脈沖信號的有無就能控制步進(jìn)電機(jī)運行和停止，脈沖信號的頻率決定步進(jìn)電機(jī)的運行速度，方向電平控制步進(jìn)電機(jī)的運轉(zhuǎn)方向。步距角θs可由式(11)求得【3】θs=360176。角，即轉(zhuǎn)子又逆時針方向運行了一步，相應(yīng)的角度為15176。即每步轉(zhuǎn)過的步距角為30176。達(dá)到轉(zhuǎn)子軸線和B相磁極軸線相重合的位置，即轉(zhuǎn)子走過一步，然后B相電源斷開， (c) 所示，同理將使轉(zhuǎn)子按順時針方向再走一步。 本章小結(jié)本章首先介紹了課題研究的背景，提出設(shè)計的思路。由于步進(jìn)電機(jī)的運動特性受電壓波動和負(fù)載變化的影響小，方向和轉(zhuǎn)角控制簡單，并且步進(jìn)電機(jī)能直接接收數(shù)字量的控制，非常適合采用微機(jī)進(jìn)行控制。此外，一般步進(jìn)電機(jī)對空載最高啟動頻率都是有所限制的。本文以單片機(jī)和環(huán)形脈沖分配器為核心設(shè)計的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，通過軟硬件的設(shè)計調(diào)試，實現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)能根據(jù)設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行自動加減速控制，使控制系統(tǒng)以最短的時間到達(dá)控制終點，而又不發(fā)生失步的現(xiàn)象；同時它能準(zhǔn)確地控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，啟動和停止。關(guān)鍵詞：步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)；調(diào)速；單片機(jī)AbstractStepping motor is a kind of digital control system ponents. It can achieve quick startup, positive inversion, stopping and speed control, according to the control pulse. It has high precision step angle, and can be selflocking when it keeps still. As these characteristics, stepping motor in automatic control system, especially in the open loop control system has been widely applied.This article mainly focuses on taking Singlechip Computer and cycle pulse distributor as the core, and designing the stepping motor control system. Through the design of the software and hardware debugging, it realizes controlling the step motor’s acceleration and deceleration automatically, according to parameter setting. Making the system arrive the end point with the shortest time, but not occur outing of step. Besides it can accurately achieve startup, positive inversion and shutdown. Hardware takes AT89C51 as the core of control circuit, mainly including: cycle pulse distributor, keyboard and display circuit, stepping motor driving circuit, etc. Software part adopts the C language programming, mainly including keyboard and display program, step