【正文】 39。 write_data(39。E39。)。/39。 write_data(39。E39。)。 rw=0。 TL1=(6553650000)%256。}else {e=0。 TL0=(65536(1250t))%256。 e2=TX[3]TX[2]。}/************************************************************* 寫(xiě)數(shù)據(jù)程序*************************************************************/ void write_data(uchar date){rs=1。 {m。 {n。w0。 sbit start=P1^4。 sbit SA1 =P2^2。 Electrical Engineering Magazine, 2022, 21(4) : 2022.[24] SUN R. The step motor driver based on PIC16F73/PIC16F873 MCU[J ]. Mechanical amp。電氣自動(dòng)化，2022[18] 張毅剛等。北京航空航天大學(xué)出版社 1990:7888 [14] 王福瑞。上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，2022:913[10] 盧京潮。西安：西安交通大學(xué)出版，2022[4] 王建校，張虹，金印彬。這些都是我不斷前進(jìn)的動(dòng)力，必將對(duì)我今后的學(xué)習(xí)和生活受益匪淺，我將終生學(xué)習(xí)和銘記。但是由于認(rèn)識(shí)上的片面和不足，各方面的條件影響也很多，本設(shè)計(jì)還有待進(jìn)一步的完善和優(yōu)化，這些在以后的學(xué)習(xí)中要注重積累。用單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)時(shí)?？煽亢偷统杀镜脑瓌t，設(shè)計(jì)了一種既可用于精度要求不高，但控制需完備的生產(chǎn)場(chǎng)合的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。因?yàn)椴蓸又芷赥，積分常數(shù) 和微*paikT?*pdb iT分常數(shù) 選定后皆為常數(shù)，因此 及 必為常。OUTL++5GNDFCSPX302T1圖 45 測(cè)速模塊西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科畢業(yè)生（論文）20Error! No text of specified style in document.215 軟件設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)控制程序就是完成環(huán)形分配器的任務(wù)，從而控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，以達(dá)到控制轉(zhuǎn)動(dòng)角度和位移之目的。 表 41 按鍵功能表S1 啟動(dòng)S2 速度增加/定位加S3 速度減少/定位減S4 停止 顯示電路在此次步進(jìn)電機(jī)的控制中，要求顯示電以加速、減速。另外, L298 是獨(dú)立的芯片 , 所以應(yīng)用是十分靈活的。通過(guò)使用不同的放大電路和不同參數(shù)的器件，可以達(dá)到不同的放大的要求，放大后能夠得到較大的功率。一種是延時(shí)，一種是定時(shí)。調(diào)用 PID 程序，通過(guò)改變脈沖周期調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。 圖 38 “L”懸空傳感器檢測(cè)到物體時(shí)連接電路 圖“L”懸空傳感器檢測(cè)到物體時(shí) LED 燈發(fā)光。L298N 芯片可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)二相電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)四相電機(jī)，輸出電壓最高可達(dá) 50V，可以直接通過(guò)電源來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓；可以直接用單片機(jī)的 IO 口提供信號(hào)；而且電路簡(jiǎn)單，使用比較方便。但 RAM 定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。（4）PSEN（29）：片外 ROM 選通信號(hào)，低電平有效。Error! No text of specified style in document.113 主要芯片介紹 89S5l 單片機(jī)簡(jiǎn)介本次設(shè)計(jì)以 CPU 選用 89S5l 作為步進(jìn)電機(jī)的控制芯片．89S51 的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并可以在編程器上實(shí)現(xiàn)閃爍式的電擦寫(xiě)數(shù)達(dá)幾萬(wàn)次以上．使用方便等優(yōu)點(diǎn)，而且完全兼容 MCS5l 系列單片機(jī)的所有功能。（3）減速過(guò)程的總步數(shù)電動(dòng)機(jī)在減速過(guò)程中每走一步，減速的總步數(shù)就減 1，直到減為 0，減速過(guò)程結(jié)束，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行 [15]。由圖可見(jiàn)，離散后速度并不是一直上升的，而是每升一級(jí)都要在該級(jí)上保持一段時(shí)間，因此實(shí)際加速軌跡呈階梯狀。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的速度控制如果給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)發(fā)一個(gè)控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個(gè)脈沖，它會(huì)再轉(zhuǎn)一步。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制原理 由于步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成直線或角位移的執(zhí)行元件，它不西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科畢業(yè)生（論文）8能直接接到交直流電源上，而必須使用專(zhuān)用設(shè)備—步進(jìn)電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)器，控制器可以發(fā)出脈沖頻率從幾赫茲到幾千赫茲可以連續(xù)變化的脈沖信號(hào)，它為環(huán)形分配器提供脈沖序列。 如 A 相通電，B，C 相不通電，齒 4 與 A 對(duì)齊，轉(zhuǎn)子又向右移過(guò) 1/3 て ，這樣經(jīng)過(guò) A、B、C 、A 分別通電狀態(tài)，齒 4（即齒 1 前一齒）移到 A 相，電機(jī)轉(zhuǎn)子向右轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距，如果不斷地按 A，B，C， A……通電，電機(jī)就每步（每脈沖）1/3 て,向右旋轉(zhuǎn)。/176。、整步工作時(shí)為 176。 混合式步進(jìn)電機(jī)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)。Error! No text of specified style in document.52 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的介紹 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的基本原理步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。步進(jìn)電機(jī)的控制部分以單片機(jī)為主的微處理器控制具有如下優(yōu)點(diǎn)：適應(yīng)性。一般電動(dòng)機(jī)都是連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的，而步進(jìn)電動(dòng)機(jī)則有定位和運(yùn)轉(zhuǎn)兩種基本狀態(tài)，當(dāng)有脈沖輸入時(shí)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)一步一步地轉(zhuǎn)動(dòng)，每給它一個(gè)脈沖信號(hào)，它就轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度。/176。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，一般有以下問(wèn)題:各相繞組都是開(kāi)關(guān)工作，多數(shù)電動(dòng)機(jī)繞組都是連續(xù)的交流或直流，而步進(jìn)動(dòng)機(jī)各相繞組都是脈沖式供電所以繞組電流不是連續(xù)的。首先，精確的分析和設(shè)計(jì)，模型的建立和完善，是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)研究，至今還有很多工作要做，它可以為各類(lèi)問(wèn)題的深入分析提供基礎(chǔ)，為優(yōu)化設(shè)計(jì)指出方向。功率集成電路(PIC )將功率器件、前級(jí)驅(qū)動(dòng)電路、控制電路及保護(hù)電路等都集成在一起，具有較強(qiáng)的功能和較大的輸出功率。齒數(shù)也不同，使得產(chǎn)品規(guī)格品種繁多，生產(chǎn)格局復(fù)雜化，對(duì)用戶選擇不利。目前，這類(lèi)電動(dòng)機(jī)最大的生產(chǎn)國(guó)還是日本。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有多種不同的結(jié)構(gòu)。它是利用電脈沖信號(hào)進(jìn)行控制，將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線位移的電動(dòng)機(jī)。既有反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)基于氣隙磁導(dǎo)變化的特征，又有軸向恒定磁場(chǎng)的永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特征。而在我國(guó)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的研制最早始于 1958 年。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的使用性能與它的驅(qū)動(dòng)電路有密切的關(guān)系，隨著電力電子技術(shù)西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科畢業(yè)生（論文）2及微電子技術(shù)及其器件的發(fā)展，驅(qū)動(dòng)器的面貌不斷改變。驅(qū)動(dòng)器控制電路發(fā)展的一個(gè)重要方面是集成電路專(zhuān)用芯片的采用。這就要求不斷研制出高性能高可靠性高集成化低價(jià)位的驅(qū)動(dòng)器和低成本的單片機(jī)控制滿足需求。繞組導(dǎo)通和截止都會(huì)產(chǎn)生較大的反電勢(shì)，而截止時(shí)反電勢(shì)將對(duì)驅(qū)動(dòng)級(jí)器件的安全產(chǎn)生有害的影響。對(duì)這個(gè)問(wèn)題的解決辦法，除了改善負(fù)載特性及附加機(jī)械阻尼外，還可以在驅(qū)動(dòng)電源方面加以改善，如引入電磁阻尼、采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)等辦法來(lái)解決。因此非常適合于單片機(jī)控制 [2]。控制精度高。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。 步進(jìn)電機(jī)的一些基本參數(shù) 電機(jī)的拍數(shù)完成一個(gè)磁場(chǎng)周期性變化所需脈沖用 n 表示或指電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距角所需脈沖數(shù)以四相電機(jī)為例，四相四拍運(yùn)行方式即 ABBCCDDAAB，四相八拍運(yùn)西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科畢業(yè)生（論文）6行方式即 AABBBCCCDDDAA。電機(jī)相數(shù)不同，其步距角也不同，一般二相電機(jī)的步距角為 176。 步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu) 電機(jī)轉(zhuǎn)子均勻分布著 40 個(gè)小齒，定子齒有三個(gè)勵(lì)磁繞阻，其幾何軸線依次分別與轉(zhuǎn)子齒軸線錯(cuò)開(kāi) 0、1/3 て、2/3 て,（相鄰兩轉(zhuǎn)子齒軸線間的距離為齒距以て表示），即 A 與齒 1 相對(duì)齊，B 與齒 2 向右錯(cuò)開(kāi) 1/3 て，C 與齒 3 向右錯(cuò)開(kāi) 2/3 て，A39。 圖 22 電機(jī)的相與轉(zhuǎn)子不過(guò)，出于對(duì)力矩、平穩(wěn)、噪音及減少角度等方面考慮。功率放大器主要對(duì)環(huán)形分配器的較小輸出信號(hào)進(jìn)行放大，以達(dá)到驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的目的 [11]。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的位置控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的位置控制，指的是控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)從一個(gè)位置精確地運(yùn)行到另一個(gè)位置。因此，速度每升一級(jí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)都要在該速度級(jí)上走 NC 步（其中 N 為該速度級(jí)數(shù)）。同事，它也可以有角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL 的 AT89S51 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案 [17]。 （7）EA/VPP（31）：內(nèi)/外部 ROM 選擇端（8）P0 口（ 3932）：雙向 I/O 口。輸入至其內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度 [20]。該芯片采用15 腳封裝。輸出電流可達(dá) 2．5 A，可驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載。 總體設(shè)計(jì)方框圖由 41 圖中看以看出以單片機(jī)為控制核心。是以單片機(jī)為核心，L298 為驅(qū)動(dòng)，1602 作為顯示，按鍵作為輸入所搭建的仿真模型。定時(shí)方法是利用單片機(jī)系統(tǒng)中的定時(shí)器定時(shí)功能產(chǎn)生任意周期的定時(shí)信號(hào)，從而可方便的控制系統(tǒng)輸出 CP 脈沖的周期，有點(diǎn)是定時(shí)時(shí)間準(zhǔn)確。此次設(shè)計(jì)采用了、L298 芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī)。 鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì) 鍵盤(pán)原理圖一般鍵盤(pán)分為兩種接口情況，矩陣式鍵盤(pán)接口技術(shù)和獨(dú)立式接口技術(shù)。為了方便知道電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和轉(zhuǎn)速的多少，設(shè)計(jì)了電機(jī)轉(zhuǎn)速和電機(jī)的工作狀態(tài)的顯示電路。 PID 控制算法在計(jì)算機(jī)控制過(guò)程中，整個(gè)過(guò)程采用的是數(shù)值計(jì)算方法，當(dāng)采樣周期足夠小時(shí)，這種數(shù)值近似計(jì)算相當(dāng)誰(shuí)確，使離散的被控過(guò)程與連續(xù)過(guò)程相當(dāng)接近。由公式（54 ）可得： 1222 00[()]nnnpkdi eykeTy???????公式（54 ）用（54 ）式減去（56 ）式，可得增量式PID的算式：1 12[()*()]dnpnnnniTykeee??????公式（55 ）其中， 1nny?為了編寫(xiě)程序方便，將(55)式改寫(xiě)成下列形式 12**nnnyAeBCe?????公式（56 ）式中： ， ，(1)dpiTAk??(2)dpTk?dpTk?從增量式PID的算式中可知，只要知道了現(xiàn)時(shí)以前的三次采樣周期內(nèi)的偏Error! No text of specified style in document.23差信號(hào) ， ， 即可計(jì)算出本次采樣周期內(nèi)的控制變量y的增量 。在完成本設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我把注意力主要集中在程序編程和路調(diào)試上。老師交給我的設(shè)計(jì)任務(wù)——步進(jìn)電機(jī)的單片機(jī)控制，剛開(kāi)始遇到困難是意料中的事，但經(jīng)過(guò)老師的細(xì)心指導(dǎo)及自己的努力慢慢的我克服掉了困難，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成了此設(shè)計(jì)；我個(gè)人認(rèn)為我的困難主要來(lái)自于自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)不夠具體全面，雖然經(jīng)翻閱資料知識(shí)點(diǎn)能夠整合完成，但我想多掌握一些此種性質(zhì)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)無(wú)疑對(duì)我們應(yīng)屆畢業(yè)生以后的發(fā)展是有利的，所以我會(huì)好好利用這次設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)來(lái)充實(shí)自己，爭(zhēng)取早一天讓自己“成熟”起來(lái)。西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科畢業(yè)生（論文）28Error! No text of specified style in document.29致謝經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期的努力，終于將畢設(shè)順利地完成，當(dāng)然在這個(gè)過(guò)程中，我學(xué)到了很多東西，鍛煉自己的容忍力，處事的穩(wěn)重性，都得到了提高。在這里也衷心地感謝他們！ 在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科畢業(yè)生（論文）30Error! No text of specified style in document.31參考文獻(xiàn)[1] 王建校，楊建國(guó)，寧改娣。北京：清華大學(xué)出版社，2022[7] 張迎新。微機(jī)原理與接口技術(shù).。 MCS51 單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M]。1996:99103[19] 孫和平。double tt。 sbit SB1 =P2^4。sbit stop =P1^7。 while(start==0)。 while(vh==0)。P0=。en=1。 } if(2e1e2) { t=3*e15*e2+2*e3。 } else {P2=run[f]。 d=0。 IP=0x03。 write_(0x04)。)。E39。 write_(0x80+0x0B)。S39。)。E39。 write_(0x80+0x4B)。S39。 write_data(LEDData[m%10])。039。 m=800。 PID()。 } } }