【正文】 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) ：MCS51 單片機(jī)內(nèi)核采用程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間分開(kāi)的結(jié)構(gòu)，均具64KB外部程序和數(shù)據(jù)的尋址空間。（8）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)AT89S51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高電平有效，即輸出兩個(gè)脈沖。DISRT0 位缺為RESET 輸出高電平打開(kāi)狀態(tài)。（5）P3 口：P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I ／O口。（3）P1 口：Pl 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I ／O 口，Pl 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(mén)電路。通過(guò)這一章的內(nèi)容，我們能對(duì)本設(shè)計(jì)有一個(gè)簡(jiǎn)單的總體的把握，既是能清楚的知道本題目的設(shè)計(jì)內(nèi)容，設(shè)計(jì)方法，以及最終的預(yù)期目標(biāo)。 計(jì)算機(jī) 獨(dú)立按鍵控制模塊 串口通信模塊 單片機(jī)最小系統(tǒng) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 步進(jìn)電機(jī)數(shù)碼管顯示模塊 驅(qū)動(dòng)電流檢測(cè)模塊 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊負(fù)責(zé)將單片機(jī)發(fā)給步進(jìn)電機(jī)的信號(hào)功率放大，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作?？偟膩?lái)說(shuō)通過(guò)這一章的介紹，我們對(duì)步進(jìn)電機(jī)有了一個(gè)總體的也比較全面的了解和掌握。(8) 一般步進(jìn)電機(jī)的精度是步進(jìn)角的3%~5%，且步距誤差不會(huì)長(zhǎng)期積累。轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和脈沖的頻率成正比。的步進(jìn)電機(jī)將每半步移動(dòng)45176。在第3步中，兩相定子的a相和b相同時(shí)通電，因異性相吸，再加上力的相互作用關(guān)系，其磁場(chǎng)將轉(zhuǎn)子固定在圖示step3位置。在第4步中，A相關(guān)閉、B相通電，極性與第2步相反。電機(jī)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，步進(jìn)電機(jī)將電脈沖轉(zhuǎn)換成特定的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這種電動(dòng)機(jī)最初是作為一種低速驅(qū)動(dòng)用的交流同步機(jī)設(shè)計(jì)的，后來(lái)發(fā)現(xiàn)如果各相繞組通以脈沖電流，這種電動(dòng)機(jī)也能做步進(jìn)增量運(yùn)動(dòng)。目前使用最為廣泛的為反應(yīng)式和混合式步進(jìn)電機(jī)。在磁場(chǎng)的作用下，轉(zhuǎn)子將轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，使轉(zhuǎn)子齒與定子齒對(duì)其，從而使步進(jìn)電機(jī)向前“走”一步。當(dāng)運(yùn)行速度逐漸變快時(shí)，平均電壓漸漸提高以提供給繞組足夠的電流。它提高了步進(jìn)電機(jī)的高頻響應(yīng)、減少了電動(dòng)機(jī)的共振，也帶來(lái)了損耗大、效率低的缺點(diǎn)。基于以上優(yōu)點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)采用基于單片機(jī)的控制方案。但由于PLC的掃描周期一般為但由于PLC的掃描周期一般為幾毫秒到幾十毫秒，相應(yīng)的頻率只能達(dá)到幾百赫茲，因此，受到PLC工作方式的限制及其掃描周期的影響，步進(jìn)電機(jī)不能在高頻下工作，無(wú)法實(shí)現(xiàn)高速控制。控制系統(tǒng)采用PLC來(lái)產(chǎn)生控制脈沖。脈沖光控器環(huán)形分配器功率放大驅(qū)動(dòng)電路步進(jìn)電機(jī) 基于電子電路控制系統(tǒng)此種方案即可為開(kāi)環(huán)控制，也可閉環(huán)控制。步進(jìn)電機(jī)與控制電路、功率放大驅(qū)動(dòng)電路組成一體，構(gòu)成步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。基于PLC的控制，PLC也叫可編程控制器，是一種工業(yè)上用的計(jì)算機(jī)。采用硬件環(huán)形分配器，雖然硬件結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜些，但可以節(jié)省PLC資源，目前市場(chǎng)有多種專(zhuān)用芯片可以選用。由于單片機(jī)的強(qiáng)大功能，還可設(shè)計(jì)大量的外圍電路，鍵盤(pán)作為一個(gè)外部中斷源，設(shè)置了步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、檔次、停止等功能，采用中斷和查詢(xún)相結(jié)合的方法來(lái)調(diào)用中斷服務(wù)程序，完成對(duì)步進(jìn)電機(jī)的最佳控制，顯示器及時(shí)顯示正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)速度等狀態(tài)。單電壓驅(qū)動(dòng)是通過(guò)改變電路的時(shí)間常數(shù)以提高電機(jī)的高頻特性。為了彌補(bǔ)高低壓電路中電流波形的下凹，提高輸出轉(zhuǎn)矩，七十年代中期研制出斬波電路，該電路由于采用斬波技術(shù)，使繞組電流在額定值上下成鋸齒形波動(dòng)，流過(guò)繞組的有效電流相應(yīng)增加，故電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩增大，而且不需外接電阻，整個(gè)系統(tǒng)的功耗下降，效率較高，因而恒流斬波電路得到了廣泛應(yīng)用，本文正是應(yīng)用恒流斬波技術(shù)實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)控制?？梢哉f(shuō)細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制技術(shù)的一個(gè)飛躍。本課題的研究目的之一就是設(shè)計(jì)一套硬件系統(tǒng)較簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，但功能較為齊全，適應(yīng)性強(qiáng)，操作方便，交互性強(qiáng)，可靠性高的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)。它輸出轉(zhuǎn)矩大，動(dòng)態(tài)性能好，消耗功率小(相比反應(yīng)式)，但啟動(dòng)運(yùn)行頻率較低，還需要正負(fù)脈沖供電；(Hybrid，簡(jiǎn)稱(chēng)HB)混合式步進(jìn)電機(jī)綜合了反應(yīng)式和永 磁式兩者的優(yōu)點(diǎn)。因此，控制電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)實(shí)際上就是以一定的規(guī)律控制定子繞組的電流來(lái)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。在第1步中，兩相定子的A相通電，因異性相吸，其磁場(chǎng)將轉(zhuǎn)子固定在圖示位置。但是，一次只能轉(zhuǎn)換一相的極性。 兩相電機(jī)的雙相通電步進(jìn)順序步進(jìn)電機(jī)的半步工作方式，電機(jī)也可在轉(zhuǎn)換相位之間插入一個(gè)關(guān)閉狀態(tài)而走“半步”。 步進(jìn)電機(jī)的工作特點(diǎn)本設(shè)計(jì)選用了型號(hào)為42BYG型的感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)，它與傳統(tǒng)的反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)相比結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)子加有永磁體，以提供軟磁材料的工作點(diǎn)，而定子激磁只需提供變化的磁場(chǎng)而不必提供磁材料工作點(diǎn)的耗能，因此該電機(jī)效率高，電流小，發(fā)熱低。(6) 步距角選擇范圍大，可在幾十角分至180度大范圍內(nèi)選擇。如果要使電機(jī)達(dá)到高速轉(zhuǎn)動(dòng)，脈沖頻率應(yīng)該有加速過(guò)程，即啟動(dòng)頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡退偕礁咚伲?。單片機(jī)最小系統(tǒng)作為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，它主要負(fù)責(zé)產(chǎn)生控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的脈沖，通過(guò)單片機(jī)的軟件編程代替環(huán)形脈沖分配器輸出控制步進(jìn)電機(jī)的脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度大小與單片機(jī)輸出的脈沖數(shù)成正比步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度與輸出的脈沖頻率成正比，而步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的的方向與輸出的脈沖順序有關(guān)。采用了中斷和查詢(xún)相結(jié)合的方法來(lái)調(diào)用中斷服務(wù)程序，完成了對(duì)步進(jìn)電機(jī)的最佳的及時(shí)的控制?？臻e方式停止CPU 的工作，但允許RAM，定時(shí)／計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。在和數(shù)據(jù)總線(xiàn)復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVXDPTR 指令）時(shí)，P2 口送出高8 位地址數(shù)據(jù)。表31P3口的引腳及功能端口引腳第二功能RXD（串行輸入口）TXD（串行輸出口）端口引腳第二功能INT0（外部中斷0）INT1（外部中斷1）T0（定時(shí)/計(jì)數(shù)器0外部輸入）T1（定時(shí)/計(jì)數(shù)器1外部輸入）WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）（6）RST：復(fù)位輸入。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。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器。由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過(guò)一個(gè)2分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒(méi)有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大的低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。(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。與此同時(shí)還處理鍵盤(pán)掃描電路的。在本設(shè)計(jì)當(dāng)中采用了數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描的方式進(jìn)行顯示，下面我們對(duì)數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示作一詳細(xì)介紹。L298N 之接腳如圖 ，Pin1 和Pin15 可與電流偵測(cè)用電阻連接來(lái)控制負(fù)載的電路； OUTl、OUT2 和OUTOUT4 之間分別接2 個(gè)步進(jìn)電機(jī)；input1~input4 輸入控制電位來(lái)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)；Enable 則控制電機(jī)停轉(zhuǎn)。　電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖 驅(qū)動(dòng)電流檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)芯片電流檢測(cè)模塊的實(shí)際應(yīng)用意義在于，檢測(cè)流過(guò)電機(jī)的電流值并及時(shí)顯示，對(duì)于防止電機(jī)過(guò)流而損壞電機(jī)有一定的意義。由于OP07具有非常低的輸入失調(diào)電壓（對(duì)于OP07A最大為25μV），所以O(shè)P07在很多應(yīng)用場(chǎng)合不需要額外的調(diào)零措施。 OP07芯片及管腳圖 ADC0804芯片簡(jiǎn)介ADC0804 為一只具有20引腳8位CMOS 連續(xù)近似的A/D 轉(zhuǎn)換器。當(dāng)WR由0→1且CS ＝0 時(shí)，ADC0804會(huì)開(kāi)始轉(zhuǎn)換信號(hào)，此時(shí)INTR 設(shè)定為高位準(zhǔn)(high)。(7) PIN8 (A GND):模擬電壓的接地端。FPGA、8051單片機(jī)等典型連接圖至于內(nèi)部的轉(zhuǎn)換頻率fCK，（19腳）、CLK IN（4腳）所連接的R（）、C()值來(lái)決定。 電流檢測(cè)模塊電路圖本設(shè)計(jì)一共設(shè)計(jì)了四個(gè)按鍵，其中一個(gè)是單片機(jī)復(fù)位電路按鍵。4 系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要分為系統(tǒng)初始化、延時(shí)子程序、按鍵響應(yīng)程序，數(shù)碼管顯示程序，讀ADC0804子程序及控制脈沖輸出幾部分，事實(shí)上每一部分都是緊密相關(guān)的，每個(gè)功能模塊對(duì)于整體設(shè)計(jì)都是非常重要，單片機(jī)AT89S51通過(guò)軟件編程才能使系統(tǒng)真正的運(yùn)行起來(lái)，軟件設(shè)計(jì)的好壞也直接決定了系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。（3），在本設(shè)計(jì)當(dāng)中我的模式切換按鍵只有一個(gè)，負(fù)責(zé)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，電流控制和電機(jī)啟動(dòng)和停止控制。 } else if(i==2) { AL=0。 } else if(i==4) { AL=1。驅(qū)動(dòng)電路能提供12V，；整個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)動(dòng)方向，檢測(cè)到的電機(jī)電流的大小等都能通過(guò)數(shù)碼管顯示出來(lái)；整個(gè)的成果形式是最終以步進(jìn)電機(jī)控制電路板的形式展示出來(lái)了。致 謝經(jīng)過(guò)半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)專(zhuān)科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有導(dǎo)師石新峰老師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。 //步進(jìn)索引數(shù)，值為0－7static bit turn。spcount = 0。 //設(shè)定時(shí)器0和1為16位模式1 ET0 = 1。do{ speedlevel = 2。} //定時(shí)器0中斷處理 void timeint(void) interrupt 1 { TH0=0xFE。}void gorun(){if (stop_flag==1){ P1_0 = 0。 P1_3 = 0。 P1_1 = 1。 break。 P1_2 = 1。case 7: //0 P1_0 = 1。} }。 P1_2 = 0。 break。 P1_1 = 0。 P1_3 = 0。case 1: //0、1 P1_0 = 1。 P1_2 = 0。 //count++。 speedlevel = 1。TL0 = 0x0C。P1_0 = 0。 //步進(jìn)電機(jī)停止標(biāo)志static int speedlevel。 在電機(jī)工作模式上本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的兩相四拍和兩相八拍兩種脈沖控制方式。 aL=0。 aL=1。所以通過(guò)連續(xù)按模式切換鍵依次實(shí)現(xiàn)的功能是電機(jī)反轉(zhuǎn)并顯示轉(zhuǎn)速，顯示電機(jī)電流，系統(tǒng)停止工作，系統(tǒng)正轉(zhuǎn)并顯示轉(zhuǎn)速依次切換。在流程圖中把設(shè)計(jì)者的控制過(guò)程梳理清楚。在處理按鍵程序前就先去抖動(dòng)，防止因按鍵時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械抖動(dòng)而錯(cuò)誤的重復(fù)執(zhí)行相應(yīng)程序。FPGA、8051單片機(jī)等典型連接圖頻率計(jì)算方式是：fCK＝1/(RC)。ADC0804是屬于連續(xù)漸進(jìn)式（