【正文】 的地位字節(jié)。 1 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。在芯片擦操作中， 26 代碼陣列全被寫“ 1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 由圖并結(jié)合 電容電壓不能突變 的性質(zhì) ,可以知道 ,當(dāng)系統(tǒng)一上電 ,RST 腳將會(huì)出現(xiàn)高電平 ,并且 ,這個(gè)高電平持續(xù)的時(shí)間由電路的 RC 值來決定 .典型的 51 單片機(jī)當(dāng) RST 腳的高電平持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上就將復(fù)位 ,所以 ,適當(dāng)組合 RC 的取值就可以保證可靠的復(fù)位。 液晶顯示簡(jiǎn)介 (1)液晶顯示原理 液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。 (2)字符的顯示 用 LCD 顯示一個(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由 6 8 或 8 8點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示 RAM 區(qū)的 8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為 “ 1”，其它的為 “ 0” ，為 “ 1”的點(diǎn)亮，為 “ 0” 的不亮。 第 2 腳： VDD 接 5V 正電源。 指令 2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址 00H。高電平表示有效，低電平則無效。 32 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡(jiǎn)單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在 LCD 上開始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示 RAM 對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可。 (2)液晶顯示器的分類 液晶顯示的分類方法有很多種，通?？砂雌滹@示方式分為段式、字符式、點(diǎn)陣式等。當(dāng)接低電平時(shí) ,復(fù)位后直接從外部ROM 的 0000H 開始執(zhí)行。在閑置模式下，CPU 停止工作。 [14] 振蕩器特性 XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。 1 PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 系統(tǒng)功能 運(yùn)行模式有單步、連續(xù)和預(yù)置步數(shù)三種； 可以預(yù)置轉(zhuǎn)向或者在運(yùn)行時(shí)改變轉(zhuǎn)向； LCD 顯示運(yùn)行速度； 兩個(gè) LED 分別指示電機(jī)轉(zhuǎn)向和運(yùn)行方式； 各種操作共有六個(gè)按鍵來輸入，操作方便； 設(shè)有強(qiáng)制復(fù)位鍵，當(dāng)受到嚴(yán)重干擾，致使 WTD 也失效后，可以通過強(qiáng)制復(fù)位鍵進(jìn)行手動(dòng)強(qiáng)行復(fù)位； 整個(gè)系統(tǒng)為 +5V 低電壓供電。且適應(yīng)能力強(qiáng)，能夠在不改變硬件電路的情況下，只需對(duì)軟件進(jìn)行必要的修改就可以適應(yīng)不同的步進(jìn)電機(jī)和控制要求。AACCCBBBA 一反轉(zhuǎn)。通過軟件的控制，單片機(jī)按順序給繞組施加有序的脈沖電流，就可以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字一角度的轉(zhuǎn)換?，F(xiàn)在，脈沖分配器已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、芯片化，市場(chǎng)上可以買到。因此典型的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)主要由三部分組成 :步進(jìn)控制器、驅(qū)動(dòng)器 (把控制器輸出的脈沖加以放大，來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī) )、步進(jìn)電機(jī)。如圖 31 所示 : 圖 31 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)組成 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 在步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件為步進(jìn)電機(jī)。依次類推， A、 B、 C、 D 四相繞組輪流供電，則轉(zhuǎn)子會(huì)沿著 A、 B、 C、 D 方向轉(zhuǎn)動(dòng)?；旌鲜脚c傳統(tǒng)的反應(yīng)式相比，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。目浙江 [業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文前使用最為廣泛的為反應(yīng)式和混合式步進(jìn)電機(jī)。電機(jī)的運(yùn)行角度只和每次所給予的脈沖信號(hào)強(qiáng)度有關(guān)，而電機(jī)的運(yùn)行速度也只和脈沖信號(hào)的頻率有直接關(guān)系。接著用較大的篇幅介紹了步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)、分類和工作原理，然后分別闡述了所要設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的功能和操作、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)。 [10] 細(xì)分功能完全是由驅(qū)動(dòng)器靠精確控制電機(jī)的相電流所產(chǎn)生的，與電機(jī)無關(guān)。 /176。、整步工作時(shí)為 176。但由于斬波頻率是可變的，會(huì)使繞組激起很高的浪涌電壓，因而對(duì)控制電路產(chǎn)生很大的干擾，容易產(chǎn)生振蕩，可靠性大大降低。但是由于串入電阻后，功耗加大，整個(gè)功率驅(qū)動(dòng)電路的效率較低，僅適合于驅(qū)動(dòng)小功率步進(jìn)電機(jī)。 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式分類及比較 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方法的分類主要有恒電壓驅(qū)動(dòng)方式（單電壓驅(qū)動(dòng)、高低壓驅(qū)動(dòng)）、恒電流斬波驅(qū)動(dòng)方式（自激式恒電斬波驅(qū)動(dòng)、它激式恒電流斬波驅(qū)動(dòng)）和細(xì)分驅(qū)動(dòng)方式?；旌鲜?步進(jìn)電機(jī)則具備了反 應(yīng)式步進(jìn)電 機(jī)和永磁式步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，成為工業(yè)自動(dòng)化等性能要求較高應(yīng)用場(chǎng)合的主流，它剛開始和反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)一同發(fā)展起來，后來逐步用于替代反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)。 本方案有以下優(yōu)點(diǎn) 單片機(jī)軟件編程可以使復(fù)雜的控制過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和精確控制，避免了失步、振蕩等對(duì)控制精度的影響 。 [2] 采用軟件來產(chǎn)生控制步進(jìn)電機(jī)的環(huán)型脈沖信號(hào)，并用 PLC 中的定時(shí)器來產(chǎn)生速度脈沖信號(hào)，這樣就可以省掉專用的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，降低硬件成本。步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)有 PLC、環(huán)形分配器和功率驅(qū)動(dòng)電路組成。 [1] 此種方案即可為開環(huán)控制，也可閉環(huán)控制。 關(guān)鍵詞 :步進(jìn)電機(jī) 單片機(jī) 看 門狗 驅(qū)動(dòng)技術(shù) II ABSTRACT Stepping motor is a kind of controlled by electrical pulse signal phase winding current to achieve fixed angle rotating electromechanical ponents, pared with other types of motor control with easytoopen loop precision, no accumulation of error of the advantages, has been widely used in many fields. In order to obtain good control performance results, there has been a lot of stepping motor control system, which adopts singlechip as the control of the control system has been wide ly applied. A lot of this control system has been in the drive of step motor is very good, such as subdivision driving technology, but some of the system is more plex, and some relatively simple control process do not coincide, investment is not the economy。為了得到性能優(yōu)良的控制結(jié)果，出現(xiàn)了很多步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，其中采用單片機(jī)作為控制核心的控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。 步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)多種多樣，但究其控制手段而言，主要可以分為以下幾種 : 基于電子電路控制手段 在一些控制應(yīng)用不高的場(chǎng)合，采用簡(jiǎn)單數(shù)字定時(shí)集成芯片為步進(jìn)電機(jī)提供脈沖控制信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)受電脈沖信號(hào)控制，電脈沖信號(hào)的產(chǎn)生、分配、放大全靠電子元器件的動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)。閉環(huán)控制是不斷直接或間接地檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置和速度，然后通過反饋和適當(dāng)?shù)奶幚?，自?dòng)給出脈沖鏈，使步進(jìn)電機(jī)每一步響應(yīng)控制信號(hào)的命令，從而只要控制策 2 略正確電機(jī)不可能輕易失步。環(huán)形脈沖分配器將 PLC輸出的控制脈沖按步進(jìn)電機(jī)的通電順序分配到相應(yīng)的繞組。 [3] 圖 13 基于單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)圖 單片機(jī)系統(tǒng) 驅(qū)動(dòng)電路 步進(jìn)電機(jī) 機(jī)械裝置 外圍電路 控制版面 輸入\輸出 驅(qū)動(dòng)電路 步進(jìn)電機(jī) 負(fù)載 4 采用單片機(jī)來控制步進(jìn)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了軟件與硬件相結(jié)合的控制方法。 本課題的研究思路即為 :采用單片機(jī)作為控制核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制。 60 年代受蘇聯(lián)的影響，主要以三相磁阻式步進(jìn)電機(jī)為主。如圖 14 所示， L 為電機(jī)繞組， VCC 為電源。在導(dǎo)通前沿用高電壓供電來提高電流的前沿上升率，而在前沿過后用低電壓來維持繞組的電流。比如：當(dāng)比較器輸出的導(dǎo)通脈沖剛好介于 D 觸發(fā)器D/A輸出預(yù)設(shè)值 比較器 D觸發(fā)器 功率放大器 步進(jìn)電機(jī) 電流檢測(cè) 9 的 2 個(gè)時(shí)鐘上升沿之間時(shí)，該控制信號(hào)將丟失，一般可通過加大 D觸發(fā)器時(shí)鐘頻率解決。 驅(qū)動(dòng)器工作在半步狀態(tài) 176。 /176。 提高了電機(jī)的分辨率 由于減小了步距角、提高了步距的均勻度， ‘ 提高電機(jī)的分辨率 ’ 是不言而喻的。 第三章為步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)概述，在框架結(jié)構(gòu)上對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行介紹，而且重點(diǎn)闡述基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)的一般框架，為自己的設(shè)計(jì)提供有力的支持。在小步距情況下，通?？梢栽诔退傧赂咿D(zhuǎn)矩穩(wěn)定運(yùn)行，通?？梢圆唤?jīng)減速器直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載； 速度可在相當(dāng)寬范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)有單段式和多段式兩種類型。由于能夠開環(huán)運(yùn)行以及控制系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，因此這種電機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。八拍工作方式的步距角是單四拍與雙四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持較高的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩又可以提高控制精度?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的 。下面著重介紹以單片機(jī)為控制器的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)。因此，常把單片機(jī)步進(jìn)電機(jī)控制電路稱之為可編程步進(jìn)電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)器。 (1)單相三拍方式 (按單相繞組施加電流脈沖 ):A B C 一正轉(zhuǎn) 。 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，鍵盤作為 20 一個(gè)外部中斷源，和單片機(jī)端口連接，設(shè)置了步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、檔次 、停止等功能，采用中斷和查詢相結(jié)合的方法來調(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)。本系統(tǒng)大致想達(dá)到以下幾個(gè)特點(diǎn) : 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單，把成本降到最低； 功能要較為齊全 。鍵盤作為一個(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，采用中斷和查詢相結(jié)合的方法來調(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)顯示轉(zhuǎn)速度狀態(tài)。 P3 口還用于實(shí)現(xiàn) AT89C51 的各種第二功能，如下表所列： 表 P3 口功能 引腳口 功 能 RXD 串行輸入端口 TXD 串行輸出端口 INT0 外中斷 0 INT1 外中斷 1 T0 定時(shí)器 0 外部輸入 T1 定時(shí)器 1 外部輸入 WR 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 RD 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 P3 口還接收一些用于閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 1 EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件， XTAL2 應(yīng)不接。 [17] 27 圖 AT89C51 最小系統(tǒng)電路 采用的是 AT89C51 芯片，它內(nèi)部自帶 4K 的 FLASH 程序存儲(chǔ)器，一般情況下，這 4K的存儲(chǔ)空間足夠我們使用，所以我們將 AT89C51芯片的第 31 腳固定接高電平（ PCB 畫板時(shí)已經(jīng)接死），所以我們只用芯片內(nèi)部的 4K 程序存儲(chǔ)器。 (2)數(shù)字式接口 液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡(jiǎn)單可靠，操作更加方便。 29 液晶顯示器各種圖形的顯示原理 (1)線段的顯示 點(diǎn)陣圖形式液晶由 M N 個(gè)顯示單元組成，假設(shè) LCD 顯示屏有 64行，每行有 128 列，每 8 列對(duì)應(yīng) 1 字節(jié)的 8 位，即每行由 16 字節(jié)，共 16 8=128 個(gè)點(diǎn)組成，屏上 64 16 個(gè)顯示單元與顯示 RAM 區(qū) 1024字節(jié)相對(duì)應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對(duì)應(yīng)。 (1)1602LCD 主要技術(shù)參數(shù) 顯示容量 :16 2 個(gè)字符 芯片工作電壓 :— 工作電流 :() 模塊最佳工作電壓 : 字符尺寸 : (W H)mm 圖 LCD1602 31 (2)LCD1602 一般復(fù)位過程 ○ 1 延遲 15ms； ○ 2 寫指令 38H(不檢測(cè)忙信號(hào) )； ○ 3 延遲 5ms； ○ 4 寫指令38H(不檢測(cè)忙信號(hào) )； ○ 5 延遲 5ms； ○ 6 寫指令 38H(不檢測(cè)忙信號(hào) )； ○ 7以后每次寫指令、讀 /寫數(shù)據(jù)操作均檢測(cè)忙信號(hào)； ○ 8 寫指令 38H：顯示模式設(shè)置； ○ 9 寫指令 08H：顯示關(guān)閉； ○10寫指令 08H：顯示關(guān)閉；○11寫指令 06H。 第 714 腳： D0D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)