【正文】 詢到該中斷標(biāo)志。定時(shí)器 2 作為波特率發(fā)生器使用時(shí)，還可作為時(shí)鐘發(fā)生器使用，但需要注意的是波特率和時(shí)鐘輸出頻率不能分開(kāi)確定，這是因?yàn)樗鼈兺褂?RCAP2L 和 RCAP2L。因?yàn)榇藭r(shí)每個(gè)狀態(tài)時(shí)間定時(shí)器都會(huì)加 1，對(duì)其讀寫(xiě)將得到一個(gè)不確定的數(shù)值。 在方式 1 和方式 3 中，波特率由定時(shí)器 2 的溢出速率根據(jù)下式確定：方式 1 和 3的波特率 =定時(shí)器的溢出率 /16，定時(shí)器既能工作于定時(shí)方式也能工作于計(jì)數(shù)方式，在大多數(shù)的應(yīng)用中，是工作在定時(shí)方式（ C/T2=0）。當(dāng) DCEN=1 時(shí)，允許定時(shí)器 2 向上或向下計(jì)數(shù)，這種方式下， T2EX 引腳控制計(jì)數(shù)器方向。如果 EXEN2=1，定時(shí)器 2 完成相同的操作，而當(dāng) T2EX 引腳外部輸入信號(hào)發(fā)生 1 至 0 負(fù)跳變時(shí)，也出現(xiàn) TH2 和 TL2 中的值分別被捕獲到 RCAP2H 和RCAP2L 中。定時(shí)器 2 有三種工作方式：捕獲方式，自動(dòng)重裝載（向上或向下計(jì)數(shù)）方式和波特率發(fā)生器方式，工作方式由 T2CON 的控制位來(lái)選擇。當(dāng)一條指令訪問(wèn) 7FH 以上的內(nèi)部地址單元時(shí)，指令中使用的尋址方式是不同的，也即尋址方式?jīng)Q定是訪問(wèn)高 128 字節(jié) RAM 還是訪問(wèn)特殊功能寄存器。 XTAL2，振蕩器反相放大器的輸出端。 PSEN，程序儲(chǔ)存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng) AT89C52 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。在訪問(wèn) 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行 MOVX RI 指令）時(shí)， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。 P1 口， P1 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。主要管腳有： XTAL1（ 19 腳）和 XTAL2（ 18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接 12MHz 晶振。 可編程 UART 串行通道 其將通用的微處理器和 Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫(xiě)的 Flash 存儲(chǔ)器可有效地降開(kāi)發(fā)成本。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)成基本上如圖 26所示?？梢酝ㄟ^(guò)加大繞組的電壓從而增加電 流上升的速率得時(shí)間常數(shù)。 8 圖 23 電感 電阻串聯(lián)電路及其電流波形 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。 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(lái)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，步進(jìn)角一般為 度 或 15 度 。 當(dāng)開(kāi) 關(guān) SC 接通電源， SB、 SA、 SD 斷開(kāi)時(shí)，由于 C 相繞組的磁力線和 4 號(hào)齒之間磁力線的作用，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)， 4號(hào)齒和 C相繞組的磁極對(duì)齊。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以其顯著的特點(diǎn)，在數(shù)字化制造時(shí)代發(fā)揮著重大的用途。 步進(jìn)電機(jī)溫度過(guò)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(lái)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。 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。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(wú)關(guān)。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。可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)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(guò)控制脈沖頻率來(lái)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。國(guó)外用許多現(xiàn)代的手段將步進(jìn)電機(jī)排擠出驅(qū)動(dòng)應(yīng)用，除了前面提到的旋轉(zhuǎn)編碼器，打印機(jī)還使用光電編碼帶或感應(yīng)編碼帶配合直流電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)直線位移控制。通過(guò)七章內(nèi)容的描述， 詳細(xì)介紹了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、方法、以及設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題和解決問(wèn)題的途徑。 Pulsewidth modulated。本文內(nèi)容介紹了步進(jìn)電機(jī)以及單片機(jī)原理、該系統(tǒng)的硬件電路、程序組成，同時(shí)對(duì)軟、硬件進(jìn)行了調(diào)試，同時(shí)介紹了調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題以及解決問(wèn)題的方 法?？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而精確地控制轉(zhuǎn)動(dòng)角度；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。 國(guó)外在大功率的工業(yè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)上，目前基本不使用大扭矩步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，因?yàn)閺尿?qū)動(dòng)電路的成本，效率，噪音，加速度，絕對(duì)速度，系統(tǒng)慣量與最大扭矩比 來(lái)比較，比較不劃算，還是用直流電動(dòng)機(jī)，加電動(dòng)機(jī)編碼器整體技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高。 2 論文的主要研究?jī)?nèi)容 本論文所選的步進(jìn)電機(jī)是四相步進(jìn)電機(jī)，采用的方法是利用單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無(wú)累積誤差等特點(diǎn)。 θ=360 度（轉(zhuǎn)子齒數(shù) *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。 4 失步： 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)。 電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制 ： 當(dāng)電機(jī)繞組通電時(shí)序?yàn)?AABBBCCCDDDA 時(shí)為正轉(zhuǎn)，通電時(shí)序?yàn)镈ADCDCBCBABA 時(shí)為反轉(zhuǎn)。 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) 5 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)。只要對(duì)步進(jìn)電機(jī)的各相繞組按合適的時(shí)序通電，就能使步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成，定子上有多相勵(lì)磁繞組，利用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩 ， 但動(dòng)態(tài)性能相對(duì)較差。 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。步進(jìn)電機(jī)控制器發(fā)出步進(jìn)脈沖和方向信號(hào)，每發(fā)一個(gè)脈沖，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角，即步進(jìn)一步。 步進(jìn)電機(jī)繞組的電氣特性 步進(jìn)電機(jī)各相繞組都是在鐵心上的銅線圈，電阻和電感是電機(jī)相繞組的兩個(gè)固有屬性，電機(jī)的性能和這兩個(gè)因素密切相關(guān)。當(dāng)矩形波頻率上升達(dá)到某一臨界頻率，電流 剛達(dá)到最大值就開(kāi)始下降((b):矩形波頻率超過(guò)此臨界值后，繞組中的電流不能達(dá)到最大值 (c)。 圖 25典型 單片機(jī)結(jié)構(gòu)圖 10 單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng) 單片機(jī)在進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理時(shí)，需要與外界交換信息。 AT89C52 是 51系列單片機(jī)的一個(gè)型號(hào)，它是 ATMEL 公司生 產(chǎn)的。 3個(gè) 16位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷 低功耗空閑和掉電模式 作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯門電路，對(duì)端口 P0 寫(xiě)“ 1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。 引腳號(hào) 功能特性 T2，時(shí)鐘輸出 T2EX（定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2） 表 21 P2 口， P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。此時(shí)，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（ IIL）。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。如 EA 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。 AT89C52 除了與 AT89C51 所有的定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0 和定時(shí)/計(jì)數(shù)器 1 外，還增加了一個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2。 定時(shí)器 0和定時(shí)器 1， AT89C52的定時(shí)器 0和定時(shí)器 1 的工作方式與 AT89C51 相同。為確保采樣的正確性，要求輸入的電平在變化前至少保持一個(gè)完整周期的時(shí)間，以保證輸入信號(hào)至少被采樣一次。若 EXEN2=1，定時(shí)器 2 的 16 位重裝載由溢出或外部輸入端 T2EX 從 1 至0 的下降沿觸發(fā)。如果定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 作為發(fā)送器或接收器，其發(fā)送和接收的波特率可以是不同的，定時(shí)器 1 用于其它功能。但若 EXEN2 置位，且 T2EX 端產(chǎn)生由 1 至 0 的負(fù)跳變，則會(huì)使 EXF2 置位，此時(shí)并不能將（ RCAP2H， RCAP2L）的內(nèi) 容重新裝入 TH2 和 TL2 中。當(dāng)時(shí)鐘振蕩頻率為 16MHz 時(shí)，輸出時(shí)鐘頻率范圍為 61Hz— 4MHz。注意 為保留位，在 AT89C51 中 也是保留位。對(duì)外接電容 C C2 雖 然沒(méi)有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，我們推薦電容使用 30pF177。此時(shí)，同時(shí)將片內(nèi) RAM 和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容凍結(jié)。此外，加密位只能通過(guò)整片擦除的方法清除。 3． 激活 相應(yīng)的控制信號(hào)。編程完成后， 變?yōu)楦唠娖奖硎緶?zhǔn)備就緒狀態(tài)。 （ 031H） =52H 聲明為 AT89C52 單片機(jī)。該電路為反向輸出型，即輸入低電平電壓，輸出端才能導(dǎo)通工作。是指從一塊石英晶體 上按一定方位角切下薄片（簡(jiǎn)稱為晶片）， 石英晶體諧振器 ，簡(jiǎn)稱為石英晶體或晶體、晶振 [1]；而在封裝內(nèi)部添加 IC組成振蕩電路的晶體 元件 稱為晶體振蕩器。計(jì)算機(jī)的計(jì)時(shí)器通常是一個(gè)精密加工過(guò)的石英晶體，石英晶體在其 張力 限度內(nèi)以一定的頻 率振蕩，這種頻率取決于晶體本身如何切割及其受到張力的大小。這個(gè)并聯(lián)諧振電路加到一個(gè)負(fù)反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路，由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄，所以即使其他元件的參數(shù)變化很大，這個(gè)振蕩器的頻率也不會(huì)有很大的變化。 RC振蕩器能夠 快速啟動(dòng) ，成本也比較低，但通常在整個(gè)溫度和工作電源電壓范圍內(nèi)精度較差，會(huì)在標(biāo)稱輸出頻率的 5%至 50%范圍內(nèi)變化。這些模塊自帶振蕩器、提供低阻 方波 輸出，并且能夠在一定條件下保證運(yùn)行。在 4MHz、 5V電源下工作時(shí)，相當(dāng)于 的電源電流。發(fā)光 二極管 與普通二極管一樣是由一個(gè) PN 結(jié) 組成，也具有單向?qū)щ娦浴? 50 年前人們已經(jīng)了解半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光線的基本知識(shí)，第一個(gè)商用二極管產(chǎn)生于 1960 年。下面將對(duì)每個(gè)部分進(jìn)行詳細(xì)的介紹。如圖 34。 1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16腳接口，其中： 第 1腳： GND 為 電源地 第 2腳： VCC 接 5V電源正極 第 3 腳： V0 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì) 產(chǎn)生 “ 鬼影 ” ，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比。 如圖 35。 為系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)外接電源供電電路，這個(gè)電源電路是直接采用 PC 的 USB 接口 5V直流電源給實(shí)訓(xùn)板供電。 發(fā)光二極管 的核心部分是由 P型半導(dǎo)體和 N型半導(dǎo)體組成的晶片，在 P型半導(dǎo)體和 N型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過(guò)渡層，稱為 PN 結(jié)。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。陶瓷諧振槽路一般具有較大的負(fù)載電容，相應(yīng)地也需要更多的電流。晶振模塊提供與分立晶振相同的精度。需認(rèn)真對(duì)待振蕩器電路的元件選擇和 線路板 布局。一般的晶振振蕩電路都是在一個(gè)反相 放大器 （注意是放大器不是反相器）的兩端接入晶振，再有兩個(gè)電容分別接到晶振的兩端，每個(gè)電容的另一端再接到地，這兩個(gè)電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容，請(qǐng)注意一般 IC 的 引腳 都有等效 輸入電容，這個(gè)不能忽略。石英晶體的每次振蕩使計(jì)數(shù)器減 1。 晶體振蕩器主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面： 1．通用晶體振蕩器，用于各種 電路 中，產(chǎn)生 振蕩 頻率。 COM 端主要有兩種用途： (可懸空 ) 1 、試驗(yàn)用 接地：假如它的輸出端都接發(fā)光二極管，那么，只要將 COM 端接地，則所有的發(fā)光二極管都將亮起，否則，可能是二極管壞或其它什么地方壞了。 （ 032H） =05H 聲明為 5V 編程電壓。加密位不可直接校驗(yàn)，加密位的校驗(yàn)可通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)器的校驗(yàn)和寫(xiě)入狀態(tài)來(lái)驗(yàn)證。 5． 每對(duì) Flash 存儲(chǔ)陣列寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)或每寫(xiě)入一個(gè)程序加密位，加上一個(gè)ALE/PROG 編程脈沖。編程接口可接收高電壓（ +12V）或低電壓（ Vcc）的允許編程信號(hào)。由硬件復(fù)位終止空閑狀態(tài)只需兩個(gè)機(jī)器周期有效復(fù)位信號(hào)，在此狀態(tài)下，片內(nèi)硬件禁止訪問(wèn)內(nèi)部 RAM，但可以訪問(wèn)端口引腳，當(dāng)用復(fù)位終止空閑方式時(shí)，為避免可能對(duì)端口產(chǎn)生意外寫(xiě)入，激活空閑模式的那條指令后一條指令不應(yīng)是一條對(duì)端口或外部存儲(chǔ)器的寫(xiě)入指令。 10F。定時(shí)器 2 的中斷是由T2CON 中的 TF2 和 EXF2 邏輯或產(chǎn)生的，當(dāng)轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序時(shí)，這些標(biāo)志位不能被硬件清除，事實(shí)上，服務(wù)程序需確定是 TF2 或 EXF2 產(chǎn)生中斷，而由軟件清除中斷標(biāo)志位。時(shí)鐘輸出頻率取決于振蕩頻率和定時(shí)器 2 捕獲寄存器（ RCAP2H， RCAP2L）的重新裝載值，公式如下： 輸出時(shí)鐘頻率 =振蕩器頻率 /{4*[65536(RCP2H,RCP2L)]} 在時(shí)鐘輸出方式下，定時(shí)器 2 的翻轉(zhuǎn)不會(huì)產(chǎn)生中斷，這個(gè)特性與作為波特率發(fā)生器使用時(shí)相仿。需要注意的是，當(dāng)定時(shí)器 2 工作于波特率器時(shí)，作為定時(shí)器運(yùn)行（ TR2=1）時(shí)，并不能訪問(wèn) TH2 和 TL2。波特率發(fā)生器的方式與自動(dòng)重裝載方式相仿， 在此方式下， TH2 翻轉(zhuǎn)使定時(shí) 15 器 2 的寄存器用 RCAP2H 和 RCAP2L 中的 16位數(shù)值重新裝載，該數(shù)值由軟件設(shè)置。定時(shí)器 2 的中斷入口地址是：