【正文】 the SCM has been widely used in industrial automation and control, automatic detection, intelligent instruments and meters, household appliances, power electronics, electromechanical integration equipment and other aspects. In this paper, MCS51 microcontroller to control the stepper motor, stepper motor control are introduced system, drive circuit and LED display circuit design, including hardware, system design and system software design, to achieve the stepper motor control system an automatic control system, key to the microcontroller through the delivery control signal to control the stepper motor speed and reversing, the stepper motor control system design, focuses on the pulse generator circuit and the speed control, the system is low cost and convenient control features. With MCSC51 microcontroller instruction to implement software programming some of the test, the system can achieve these functions. Keywords: MCS51,Stepping Motor, Control system目錄摘要 IAbstract II目錄 III前言 11 緒論 2 步進(jìn)電機(jī)的發(fā)展概況及現(xiàn)狀 2 單片機(jī)的發(fā)展概況及現(xiàn)狀 2 本課論文的意義及內(nèi)容 32步進(jìn)電機(jī)概述 4 步進(jìn)電機(jī)簡介 4 步進(jìn)電機(jī)分類 4 步進(jìn)電機(jī)工作原理 5 6 6 步進(jìn)電機(jī)加減速控制 7 步進(jìn)電機(jī)的換向控制 9 10 113 單片機(jī)概述 12 單片機(jī)簡介 12 單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu) 13 MCS51單片機(jī)的引腳及其功能 14 MCS51存儲器 16 .1 MCS51內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器 16 對8051擴(kuò)展的外部程序存儲器 18 MCS51存儲器 204控制系統(tǒng) 22 步進(jìn)電機(jī)接線及驅(qū)動電路模塊 22 數(shù)碼顯示 23 23 23 按鍵電路設(shè)計 245 系統(tǒng)設(shè)計 25 設(shè)計框圖 25 程序流程圖 26 程序代碼 26總結(jié) 31致謝 33參考文獻(xiàn) 34前言步進(jìn)電機(jī)最早是在20世紀(jì)20年代由英國人開發(fā)的，50年代后期晶體管的發(fā)明也逐漸應(yīng)用于步進(jìn)電機(jī)上，對于數(shù)字化的控制變得更為容易。此次畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計第一階段的主要工作是，學(xué)習(xí)有關(guān)單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的基本知識，了解單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上選擇了使用8051單片機(jī)作為核心設(shè)計，并學(xué)習(xí)74LS164模擬電子技術(shù)等方面的知識。步進(jìn)電機(jī)有多種不同的結(jié)構(gòu)形式。 本課論文的意義及內(nèi)容現(xiàn)在步進(jìn)電機(jī)已被廣泛使用，但步進(jìn)電機(jī)不能像直流電機(jī)，交流電機(jī)在常規(guī)下使用，它必須有雙環(huán)型脈沖信號，功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。 步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用在各種自動化控制系統(tǒng)中。按定轉(zhuǎn)子數(shù)(1)單定子式；(2)雙定子式；(3)三定子式；(4)多定子式。1. 永磁式步進(jìn)電機(jī)永磁式步進(jìn)電機(jī)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小， 或15度； 永磁式步進(jìn)電動機(jī)輸出力矩大，動態(tài)性能好，但步距角大。該磁場會帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一角度，使得轉(zhuǎn)子的一對磁場方向與定子的磁場方向一致。有了上述關(guān)系我們就不難推出定時時間與速度之間的關(guān)系：若定時器控制位TMOD=01H，那么定時器的計數(shù)初值與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系為：式中foc為晶振頻率。步進(jìn)電機(jī)的最高啟動頻率（突跳頻率）~4KHZ，而醉倒運行頻率則可以達(dá)到N，將出現(xiàn)“失步”現(xiàn)象。速度從V1V2，如果是線性加速度，則按給定的斜率升/降速；如果是突變，則按“階梯升速法”處理。2. 方向電平DIR方向電平信號DIR用于控制步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，此端為高電平時，電機(jī)一個轉(zhuǎn)向，此端為低電平時，電機(jī)轉(zhuǎn)向另一個方向，電機(jī)轉(zhuǎn)向必須在電機(jī)停機(jī)或者降到某一值后進(jìn)行，并且換向信號一定要在前一個方向的最后一個CP脈沖結(jié)束以及下一個方向的第一個脈沖前發(fā)出。此曲線，跟T軸間包含的面積正比于電機(jī)走過的步數(shù)SΣ，顯然，電機(jī)走過的總步數(shù)SΣ由三部分構(gòu)成：加速階段電機(jī)走的步數(shù)向階梯段電機(jī)走過的步數(shù)和減速階段電機(jī)走的步數(shù)。而現(xiàn)在最強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上?？梢哉f，微機(jī)測控技術(shù)的應(yīng)用已滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各個部門，微機(jī)測控技術(shù)的應(yīng)用是產(chǎn)品提高檔次和推陳出新的有效途徑。5. 并行I/O口MCS51共有4個8位的I/O口(P0、PPP3)，以實現(xiàn)外部數(shù)據(jù)的并行輸入/輸出。時鐘電路為單片機(jī)產(chǎn)生時鐘脈沖序列?！篜3口8位雙向口線。當(dāng)輸入的復(fù)位信號延續(xù)兩個機(jī)器周期以上的高電平時即為有效，用以完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。有內(nèi)部EPROM的單片機(jī)芯片(例如8751)，為寫入程序需提供專門的編程脈沖和編程電源，這些信號也是由信號引腳以第二功能的形式提供的，即：編程脈沖：30腳(ALE/)編程電壓(25V)：31腳(/VPP) P3口各引腳與第二功能表引腳端口第二功能RXD串行數(shù)據(jù)接收TXD串行數(shù)據(jù)發(fā)送外部中斷0申請外部中斷1申請T0定時/計數(shù)器0的外部輸入T1定時/計數(shù)器1的外部輸入外部RAM寫選通外部RAM讀選通 MCS51存儲器 .1 MCS51內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器MCS51單片機(jī)的芯片內(nèi)部有RAM和ROM兩類存儲器，即所謂的內(nèi)部RAM和內(nèi)部ROM，首先分析內(nèi)部RAM。因這些寄存器的功能已作專門規(guī)定，故稱之為專用寄存器(Special Function Register)，也可稱為特殊功能寄存器。乘法運算時，B存乘數(shù)。用戶標(biāo)志位：RS1和RS0(，)——寄存器組選擇位。堆棧是一個特殊的存儲區(qū)，用來暫存數(shù)據(jù)和地址，它是按先進(jìn)后出的原則存取數(shù)據(jù)的。 A0～A11——12位地址線，可尋址4k字節(jié)；216。2. 單片機(jī)使用程序計數(shù)器PC(Program Counter)作為程序存儲器的地址指針，且PC總是指向?qū)⒁獔?zhí)行的下一條指令所在的程序存儲器單元地址。這樣，一個狀態(tài)就包含兩個節(jié)拍，具前半周期對應(yīng)的拍節(jié)叫節(jié)拍1(P1)，后半周期對應(yīng)的節(jié)拍叫節(jié)拍2(P2)。 MCS51單片機(jī)的取指/執(zhí)行時序(a)、(b)所示分別給出了單字節(jié)單周期和雙字節(jié)單周期指令的時序。在前面兩個部分的基礎(chǔ)上，對控制系統(tǒng)電路進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計，包括系統(tǒng)硬件設(shè)計、軟件設(shè)計等。(3)我們在這種自己動手的設(shè)計中，對所學(xué)專業(yè)的某一側(cè)面和專題作了較為深入的分析。特別要感謝家人在我多年的求學(xué)過程中所給予的無私關(guān)懷和支持。由于該課題的實踐性較強(qiáng)，鑒于具體應(yīng)用環(huán)境和本人的知識背景，尚有不足之處，有待于在理論和實踐的過程中進(jìn)一步完善。針對該控制系統(tǒng)本身的特點和對系統(tǒng)的功能要求，選用8051芯片作為控制芯片，七段顯示譯碼器及鎖存器74LS164作為輔助元件。(c)給出了單字節(jié)雙周期指令的時序，兩個機(jī)器周期內(nèi)進(jìn)行4次讀操作碼操作，其為單字節(jié)指令，后三次讀操作都是無效的4控制系統(tǒng) 步進(jìn)電機(jī)接線及驅(qū)動電路模塊下圖是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動接線圖，其中：A+，A，B+，B，接在步進(jìn)電機(jī)，CW+，CW接單片機(jī)。規(guī)定一個機(jī)器周期的寬度為6個狀態(tài)，并依次表示為S1～S6。 CE——片選信號；216。對此問題作如下說明：1) 21個可字節(jié)尋址的專用寄存器是不連續(xù)地分散在內(nèi)部RAM高128單元之中，盡管還余