【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”且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 由圖并結合 電容電壓不能突變 的性質 ,可以知道 ,當系統(tǒng)一上電 ,RST 腳將會出現(xiàn)高電平 ,并且 ,這個高電平持續(xù)的時間由電路的 RC 值來決定 .典型的 51 單片機當 RST 腳的高電平持續(xù)兩個機器周期以上就將復位 ,所以 ,適當組合 RC 的取值就可以保證可靠的復位。 液晶顯示簡介 (1)液晶顯示原理 液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。 (2)字符的顯示 用 LCD 顯示一個字符時比較復雜，因為一個字符由 6 8 或 8 8點陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個位置對應的顯示 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”的點亮，為 “ 0” 的不亮。 第 2 腳： VDD 接 5V 正電源。 指令 2：光標復位，光標返回到地址 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，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。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及每行的列數(shù)找出顯示 RAM 對應的地址，設立光標，在此送上該字符對應的代碼即可。 (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、點陣式等。當接低電平時 ,復位后直接從外部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：外部程序存儲器的選通信號。當 P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 系統(tǒng)功能 運行模式有單步、連續(xù)和預置步數(shù)三種； 可以預置轉向或者在運行時改變轉向； LCD 顯示運行速度； 兩個 LED 分別指示電機轉向和運行方式； 各種操作共有六個按鍵來輸入，操作方便； 設有強制復位鍵，當受到嚴重干擾，致使 WTD 也失效后，可以通過強制復位鍵進行手動強行復位； 整個系統(tǒng)為 +5V 低電壓供電。且適應能力強，能夠在不改變硬件電路的情況下，只需對軟件進行必要的修改就可以適應不同的步進電機和控制要求。AACCCBBBA 一反轉。通過軟件的控制，單片機按順序給繞組施加有序的脈沖電流，就可以控制電機的轉動，從而實現(xiàn)數(shù)字一角度的轉換?，F(xiàn)在，脈沖分配器已經(jīng)標準化、芯片化，市場上可以買到。因此典型的步進電機驅動控制系統(tǒng)主要由三部分組成 :步進控制器、驅動器 (把控制器輸出的脈沖加以放大，來驅動步進電機 )、步進電機。如圖 31 所示 : 圖 31 運動控制系統(tǒng)組成 步進電機控制系統(tǒng)簡介 在步進電機控制系統(tǒng)中運動執(zhí)行部件為步進電機。依次類推， A、 B、 C、 D 四相繞組輪流供電，則轉子會沿著 A、 B、 C、 D 方向轉動?；旌鲜脚c傳統(tǒng)的反應式相比，結構上轉子加有永磁體，以提供軟磁材料的工作點，而定子激磁只需提供變化的磁場而不必提供磁材料工作點的耗能，因此該電機效率高，電流小，發(fā)熱低。目浙江 [業(yè)大學碩士學位論文前使用最為廣泛的為反應式和混合式步進電機。電機的運行角度只和每次所給予的脈沖信號強度有關，而電機的運行速度也只和脈沖信號的頻率有直接關系。接著用較大的篇幅介紹了步進電機的特點、分類和工作原理，然后分別闡述了所要設計的系統(tǒng)的功能和操作、硬件設計、軟件設計。 [10] 細分功能完全是由驅動器靠精確控制電機的相電流所產(chǎn)生的，與電機無關。 /176。、整步工作時為 176。但由于斬波頻率是可變的，會使繞組激起很高的浪涌電壓，因而對控制電路產(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，整個功率驅動電路的效率較低，僅適合于驅動小功率步進電機。 步進電機驅動方式分類及比較 步進電機驅動方法的分類主要有恒電壓驅動方式（單電壓驅動、高低壓驅動）、恒電流斬波驅動方式（自激式恒電斬波驅動、它激式恒電流斬波驅動）和細分驅動方式?；旌鲜?步進電機則具備了反 應式步進電 機和永磁式步進電機的優(yōu)點，成為工業(yè)自動化等性能要求較高應用場合的主流，它剛開始和反應式步進電機一同發(fā)展起來，后來逐步用于替代反應式步進電機。 本方案有以下優(yōu)點 單片機軟件編程可以使復雜的控制過程實現(xiàn)自動控制和精確控制，避免了失步、振蕩等對控制精度的影響 。 [2] 采用軟件來產(chǎn)生控制步進電機的環(huán)型脈沖信號，并用 PLC 中的定時器來產(chǎn)生速度脈沖信號，這樣就可以省掉專用的步進電機驅動器，降低硬件成本。步進電機控制系統(tǒng)有 PLC、環(huán)形分配器和功率驅動電路組成。 [1] 此種方案即可為開環(huán)控制，也可閉環(huán)控制。 關鍵詞 :步進電機 單片機 看 門狗 驅動技術 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)良的控制結果，出現(xiàn)了很多步進電機控制系統(tǒng)，其中采用單片機作為控制核心的控制系統(tǒng)得到了廣泛的應用。 步進電機的控制系統(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 在一些控制應用不高的場合，采用簡單數(shù)字定時集成芯片為步進電機提供脈沖控制信號，步進電機受電脈沖信號控制，電脈沖信號的產(chǎn)生、分配、放大全靠電子元器件的動作來實現(xiàn)。閉環(huán)控制是不斷直接或間接地檢測轉子的位置和速度，然后通過反饋和適當?shù)奶幚?，自動給出脈沖鏈，使步進電機每一步響應控制信號的命令，從而只要控制策 2 略正確電機不可能輕易失步。環(huán)形脈沖分配器將 PLC輸出的控制脈沖按步進電機的通電順序分配到相應的繞組。 [3] 圖 13 基于單片機控制步進電機系統(tǒng)圖 單片機系統(tǒng) 驅動電路 步進電機 機械裝置 外圍電路 控制版面 輸入\輸出 驅動電路 步進電機 負載 4 采用單片機來控制步進電機，實現(xiàn)了軟件與硬件相結合的控制方法。 本課題的研究思路即為 :采用單片機作為控制核心，實現(xiàn)對步進電機的控制。 60 年代受蘇聯(lián)的影響，主要以三相磁阻式步進電機為主。如圖 14 所示， L 為電機繞組， VCC 為電源。在導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：當比較器輸出的導通脈沖剛好介于 D 觸發(fā)器D/A輸出預設值 比較器 D觸發(fā)器 功率放大器 步進電機 電流檢測 9 的 2 個時鐘上升沿之間時，該控制信號將丟失，一般可通過加大 D觸發(fā)器時鐘頻率解決。 驅動器工作在半步狀態(tài) 176。 /176。 提高了電機的分辨率 由于減小了步距角、提高了步距的均勻度， ‘ 提高電機的分辨率 ’ 是不言而喻的。 第三章為步進電機控制系統(tǒng)概述，在框架結構上對整個系統(tǒng)進行介紹，而且重點闡述基于單片機的控制系統(tǒng)的一般框架，為自己的設計提供有力的支持。在小步距情況下，通?？梢栽诔退傧赂咿D矩穩(wěn)定運行，通?？梢圆唤?jīng)減速器直接驅動負載； 速度可在相當寬范圍內(nèi)平滑調節(jié)。反應式步進電機有單段式和多段式兩種類型。由于能夠開環(huán)運行以及控制系統(tǒng)比較簡單，因此這種電機在工業(yè)領域中得到廣泛應用。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動力矩又可以提高控制精度?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的 。下面著重介紹以單片機為控制器的步進電機控制系統(tǒng)。因此，常把單片機步進電機控制電路稱之為可編程步進電機控制驅動器。 (1)單相三拍方式 (按單相繞組施加電流脈沖 ):A B C 一正轉 。 由于單片機的強大功能，還可設計大量的外圍電路，鍵盤作為 20 一個外部中斷源，和單片機端口連接，設置了步進電機正轉、反轉、檔次 、停止等功能，采用中斷和查詢相結合的方法來調用中斷服務程序，完成對步進電機的最佳控制，顯示器及時顯示正轉、反轉速度等狀態(tài)。本系統(tǒng)大致想達到以下幾個特點 : 系統(tǒng)硬件結構要簡單，把成本降到最低； 功能要較為齊全 。鍵盤作為一個外部中斷源，設置了步進電機正轉、反轉、檔次、停止等功能，采用中斷和查詢相結合的方法來調用中斷服務程序，完成對步進電機的最佳控制，顯示器及時顯示轉速度狀態(tài)。 P3 口還用于實現(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 定時器 0 外部輸入 T1 定時器 1 外部輸入 WR 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 RD 外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通 P3 口還接收一些用于閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。 1 EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。如采用外部時鐘源驅動器件， XTAL2 應不接。 [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 程序存儲器，一般情況下，這 4K的存儲空間足夠我們使用，所以我們將 AT89C51芯片的第 31 腳固定接高電平（ PCB 畫板時已經(jīng)接死），所以我們只用芯片內(nèi)部的 4K 程序存儲器。 (2)數(shù)字式接口 液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機系統(tǒng)的接口更加簡單可靠，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 點陣圖形式液晶由 M N 個顯示單元組成，假設 LCD 顯示屏有 64行，每行有 128 列，每 8 列對應 1 字節(jié)的 8 位，即每行由 16 字節(jié)，共 16 8=128 個點組成，屏上 64 16 個顯示單元與顯示 RAM 區(qū) 1024字節(jié)相對應，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應位置的亮暗對應。 (1)1602LCD 主要技術參數(shù) 顯示容量 :16 2 個字符 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 一般復位過程 ○ 1 延遲 15ms； ○ 2 寫指令 38H(不檢測忙信號 )； ○ 3 延遲 5ms； ○ 4 寫指令38H(不檢測忙信號 )； ○ 5 延遲 5ms； ○ 6 寫指令 38H(不檢測忙信號 )； ○ 7以后每次寫指令、讀 /寫數(shù)據(jù)操作均檢測忙信號； ○ 8 寫指令 38H：顯示模式設置； ○ 9 寫指令 08H：顯示關閉； ○10寫指令 08H：顯示關閉；○11寫指令 06H。 第 714 腳： D0D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)