【正文】 COM 端接地時，顯示器就顯示出數字“ 3”。它是由 8個發(fā)光二極管組成，各段依次記為 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 dp，其中 dp 表示小數點（不帶小數點的稱為 7 段 LED）。細分驅動是用脈沖電壓來供電的，對于一個電壓脈沖，轉子就可以轉動一步，一般會根據電壓脈沖的分配方式，步進電機各相繞阻會輪流切換，固可以使步進電機的轉子旋轉。雙電壓驅動是電路一般采用兩種電源電壓來驅動，在低頻段使用較低的電壓驅動，在高頻段使用較高的電壓驅動。在編程 /校驗時， P3口接收某些控制信號。 當使用片外存儲器或外擴 I/O口時， P2 口輸出高 8 位地址。當作為普通輸入時，應將輸出鎖存器置 1。 ● EA /Vpp：外部程序 存儲器訪問允許信號 EA（ External Access Enable）。在振蕩器穩(wěn)定工作時，在該引腳上施加兩個機器周期（即 24個晶振周期）以上的高電平將使單片機復位。 圖 34為單片機復位電路。在石英晶體的兩個管腳加交變電場時，它將會產生一定頻率的機械變形，而這種機械振動又會產生交變電場，上述物理現象稱為壓電效應。單片機外接電路 。 電源線 ● Vcc：電源電壓輸入引腳。 揚州大學本科畢業(yè)設計（論文） 畢業(yè)設計用紙 8 圖 24 步進電機驅動電路 揚州大學本科畢業(yè)設計（論文） 畢業(yè)設計用紙 9 第 三 章 步進電機控制系統(tǒng) 硬件部分 硬件電路圖 本設計中 AT89C51 是控制核心， 利用鍵盤、顯示專用芯片 zlg7290能夠以較簡單的硬件電路和較少的軟件開銷實現 單片 機與鍵盤和 LED 顯示器接口，脈沖分配器 zlg7290 產生驅動脈沖 ，減少單片機的工作負擔 。通常我們把通電換相這一過程稱為脈沖分配。 價格合理的單片機，可方便地應用在各種控制領域，因此本系統(tǒng)中采用 AT89C51 單片機作為控制核心 。使步進電機克服轉矩減小或者 更換大一點的電機。這樣，轉子經過 3 個脈沖仍然回到原來位置，也就是丟了 3步 。 電 動機的振蕩、失步及解決方法 步進電動機的振蕩和失步是一種普遍存在的現象，它影響應用系統(tǒng)的正常運行，因此要盡力去避免。 雙三拍工作方式 正轉： AB? BC? CA? AB 反轉： BA? AC? CB? BA 雙三拍工作方式是：每次對兩相通電，即所謂“雙”；磁場旋轉一周需要換相 3次，即所謂“三拍”，轉子轉動一個齒距角。它的輸出轉矩大，動態(tài)性能好。 1. 原理部分： 第一章和第二章主要介紹了步進電機的特點，結構和工作原理以及步進電機的控制特點和運行狀態(tài)。因此非常適合于單片機控制。在生產過程中要求自動化、省人力、效率高的機器中，我們很容易發(fā)現步進電機的蹤跡，尤其以重視速度、位置控制、需要精確操作各項指令動作的靈活控制性場合步進電機用得最多。 adopt a single voltagedriven approach drive motor to drive the load operation。揚州大學本科畢業(yè)設計（論文） 畢業(yè)設計用紙 I 摘 要 本設計中首先介紹了步進電機的工作原理、控制特點和運行狀態(tài)，然后給出了步進電機的單片機控制系統(tǒng)的總體設計方案。 use of keyboard, display 8279 can be dedicated to simple hardware and less software overhead to achieve keyboard and LED display interface. Finally introduce the hardware and software implementation methods in detail. Key words: SCM。步進電機作為執(zhí)行元件，是機電一體化的關鍵產品之一 ， 廣泛應用在各種自動化控制系統(tǒng)中。步進電動機已成為除直流電動機和交流電動機以外的第三類電動機。 2. 硬件電路部分： 第三 章詳細介紹了系統(tǒng)的控制核心 AT89C51 單片機， 驅動電路， 顯示電路和 ZLG7290 芯片。轉子的極數和定子的極數相同，所以步距角一般很大。 三相六拍工作方式 正轉： A? AB? B? BC? C? CA 反轉： A? AC? C? CB? B? BA 六拍工作方式是單三拍與雙三拍交替使用的一種方法，磁場旋轉一周，通電需要換相 6次，即所謂“六拍”，轉子才轉動一個齒距角。下面對振蕩和失步的原因進行分析，并給出解決方法。 失步 步進電動機失步的原因有 2 種： ① 轉子的轉速慢于旋轉磁場的速度，或者說 慢于換相速度。 阻尼方法 消除振蕩市通過增加阻尼的方法來實現的，主要有機械阻尼和電子阻尼兩大類。單片機的控制信號作用于脈沖分配器，本設計中采用 8713脈沖分配器可以很好的減輕單片機的工作量。例如，三相步進電動機的單三拍工作方式，其各相通電的順序為 A? B? C，通電控制脈沖必須嚴格按照這一順序分別控制 A、 B、 C相的通電和斷電。本系統(tǒng)的硬件電路圖如 41所示。 ● GND：電源地。 時鐘產生和復位電路 。一般情況下，無論是機械 振動的振幅，還是交變電場的振幅都非常小。單片機在開機時都需要復位，以便中央處理器 CPU 以及其他功能部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。 ● ALE/PROG ：低字節(jié)地址鎖存信號 ALE（ Address Latch Enable） 在系統(tǒng)擴展時， ALE 的下降沿將 P0 口輸出的低 8 位地址鎖存在外接的地址鎖存器中，以實現低字節(jié)地址和數據的分時傳送。 當 EA信號接地時，對 ROM 的讀操作限定在外部程序存儲器，地址為0000H~FFFFH；當 EA接 Vcc 時，對 ROM 的讀操作從內部程序存儲器開始，并可延續(xù)至外部程序存儲器。 P0 口可驅動 8 個 TTL 負載。在編程 /校驗時， P2 口可接收高字節(jié)地址和某些控制信號。它可驅動 4 個 TTL 負載。這種驅動方法保證了低頻段仍然具有單電壓驅動的特點，在高頻段具有良好的高頻性能，但仍沒擺脫單電壓驅動的弱點，在限流電阻上仍然會產生損耗和發(fā)熱。細分控制的電路一般分為兩類，一類是采用線性模擬功率放大器的方法獲得階梯形電流，這種方法簡單，但效率低。 8 段 LED 顯 示器有共陰極和共陽極兩種結構，分別如圖 35（ b）、（ c）所示。如此，通過不同的段選碼 ，即可顯示出不同的相應字符。 8 位動態(tài)顯示電路只需要兩個 8 位的口。 WR、 RD為來自單片機的讀、寫控制信號。 3. 掃描計數器 掃描計數器有兩種工作方式。 D5D4D3 來自掃描計數器，是按下鍵的行列編碼，而 D2D1D0 則來自行 /列計數器，它們是根據回復信號而確定的行 /列編碼。 在傳感器矩陣方式工作中，這個存儲器又是傳感器存儲器。 、引線與功能 圖 36 ZLG7290 芯片引腳 采用 40 引腳封裝 ,其管腳，引線功能如圖 47 所示。 在鍵盤工作方式中，當 FIFO/傳感器 RAM 村有數據時， IRQ 為高電平。 ● CNTL/STB(控制 /選通 )： 輸入線 ， 高電平有效 。 ZLG7290 的數據輸入輸出口地址由 CS=0， A0=0 確定。 在傳感器方式或選通方式中， 8 位輸入數據為 RL0～ RL7。 2）鍵盤、顯示掃描譯碼器 在對“鍵盤 /顯示方式設置命令字”的編程設置為編碼凡是（ D0=0）時，那么 ZLG7290 內部不譯碼，從 SL3～ SL0 輸出的不是鍵盤的列和顯示器的位信號（高電平有效）。但是當掃描到 SL3， SL2， SL1， SL0=1000H（ =8）時，仍使 Y0=0，選中 0號顯示器，但此時 OUTA3～ OUTB0 上出現的卻是顯示 RAM 中 8號單元內容，從而使 0 號顯示器現在顯示 8 號單元所規(guī)定的字符。在 ZLG7290 確認某鍵已按下時，便把此鍵的鍵只存于 FIFO 寄存器中，此時 FIFO 內有內容，稱為 FIFO 存儲器不空。例如上檔鍵和下檔鍵。這 6 個控制字如表 33所列。 8713 可以選擇單時鐘輸入和雙時鐘輸入；具有正反轉控制、初始化復位、工作方式和輸入脈沖監(jiān)視等功能；所有輸入端內部都設有斯密特整形電路，提高抗干擾能力；使用 4~8V 直流電源，輸出電流為 20mA。 本設計的步進電機的齒數為 40，齒距角為 360176。 升降頻方法 步進電動機常用的升降頻控制方法有 3種： 直線升降頻。 圖 43指數曲線升降頻 采用指數加、減速曲線是最好的選擇，這是因為電動機的 電磁轉矩與轉速的關系接近指數規(guī)律。有圖可見，離散后速度并不是一種上升的，而是一級都要在該級上保持一段時間，因此實際加速軌跡呈階梯狀。 本程序的資源分配如下： R0— 中間寄存器； R1— 存儲速度級數； R2— 存儲級步數； R3— 加減速狀態(tài)指針，加速時指向 35H，恒速時指向 37H，減速時指向3AH； 32H~34H— 存放絕對位置參數（假設用 3個字節(jié)），低位在前； 35H~36H— 存放加速總步數（假設用 2 個字節(jié)），低位在前； 37H~39H— 存放恒速總步數（假設用 3 個字節(jié)），低位在前； 3AH~3BH— 存放減速總步數（假設用 2 個字節(jié)），低位在前。 本文對步進電機的控制方法進行了詳細的論述，包括硬件設計、軟件設計和匯編控制程序的編寫。 在完成論文的過程中，同學在學習、生活方面提供了大量的幫助和多方協作。采用細分技術的步進電機控制系統(tǒng)設計。 AT89 系列單片機原理與接口技術。 畢業(yè)設計使我獲得了很多，通過它培養(yǎng)了我獨立完成一項設計任務的能力，培養(yǎng)了我認真嚴謹的工作態(tài)度，堅定了我對任何困難必將會被克服的信心，以及使我具有了勇于探索和開拓創(chuàng)新的精神。 通過這次的課程設計，我最大的收獲就是自己的動手能力和獨立解決問題的能力得到了很大的提高，也充分體會到了自己設計東西的樂趣、學會查資料和對別人的東西融會變通的重要性，也明白了很多知識光是靠在書本上學是學不到其中的精髓的，必須親自去試著實踐，親自去經歷才能對它們正真的掌握，凡事都要自己去動手，去實踐，遇到困難永遠不要沮傷氣餒。初始 R3=35H， R R2都有初始值 。為了簡化，用速度級數 N 與一個常數 C 的乘積去模擬，并且保持的時間用步數來代替。 ● 中、短距離：該距離里，步進電動機只有加、減速過程，而沒有恒速過程。加速時間雖然長，但軟件實現比較簡單。采用三相六拍時步 距角為 9176。 表 34 8713 引腳功能 引 腳 功 能 說 明 1 正轉脈沖輸入端 2 腳為雙時鐘輸入端 2 反轉脈沖輸入端 3 脈沖輸入端 4 腳為單時鐘輸入端 4 轉向控制端： 0— 反轉； 1— 正轉 6 工作方式選擇： 00 為雙三（四）拍；0 10 為單三（四）拍； 11 為六（八）拍 揚州大學本科畢業(yè)設計（論文） 畢業(yè)設計用紙 29 7 三 /四相選擇； 0— 三相； 1— 四相 8 地 9 復位端。每送一個控制字，就完成一拍，步進電動機轉過一個步距角。當這兩個彈起時，使 SHIFT（或 CNTL）腳懸空，但由于此兩引腳內部有上拉電阻，當它們懸空時實際上是 高電平。但由于 AT89C51 的 INT0 或揚州大學本科畢業(yè)設計（論文） 畢業(yè)設計用紙 26 INT1 是低電平或下降沿請求中斷。反之，如果硬件電路設計為 16 位顯示。在這種情況下應外接譯碼器，對 SL3～ SL0 譯碼，以產生列和位信號。下面討論其硬件電路的工作原理和設計問題。 D7 D6 D5D4D3 D2D1D0 CNTL SHIFT SCAN RETURN ﹡ RETURN (D2D1D0)為鍵所在的行號，由 RL0～ RL7 狀態(tài)確定。 在傳感器方式下 ， 該信號無效 。 ● SL0～ SL3(掃描線 )： 輸出線 .用來掃描鍵盤和顯示器 。 ● CLK(系統(tǒng)時鐘 )： 輸入線 ， 為 ZLG7290 提供內部時鐘的輸入端 。在此方式中，若檢索出傳感器的變化， IRQ信號 變?yōu)楦唠娖?，向單片機申請中斷，同時該狀態(tài)被送入傳感器 RAM。 在選通輸入方式工作時， CNTL/STB 為選通輸入信號，回復線的內容在 CNTL/STB 線的脈沖上升沿送入 FIFO 存儲器。 4 位計數狀態(tài)從掃描線 SL0～ SL3 輸出，經外部譯碼器譯碼后，為鍵盤和顯示器提供掃描線（ 16 條）； 按譯碼方式工作時，掃描計數器的最低二位被譯碼后，從 SL0～ S