【正文】 在系統(tǒng)上電復(fù)位后程序自動(dòng)運(yùn)行，通過接受外部的鍵盤操作修改系統(tǒng)參數(shù)值，控制步進(jìn)電機(jī)的啟停，以及轉(zhuǎn)速的增減和轉(zhuǎn)動(dòng)方向的改變；定時(shí)器 T0 根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)；實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度的動(dòng)態(tài)顯示。在硬件調(diào)試的過程中，遇到了很多問題。 /* 1 個(gè) PWM 信號(hào)由 50 次中斷產(chǎn)生 */ jishu++。j++)。 //定義占空比的變量uchar m1=0。掃描完成跳至 KEY 處進(jìn)行下一回合的掃描 RL A 。 等于 1 跳轉(zhuǎn)到 L2 MOV A,04H 。返回調(diào)用子程序反復(fù)循環(huán)顯示KEY: LCALL KS 。說明如下：，改變系統(tǒng)內(nèi)部變量值。開發(fā)環(huán)境采用 IAR for MSP430。UGN3020 可組成轉(zhuǎn)速計(jì)探頭。LED 數(shù)碼顯示器有兩種連接方法：（1）共陽極接法。鍵盤實(shí)質(zhì)是一組按鍵開關(guān)的集合。而在最高轉(zhuǎn)速時(shí)，要求為 100 轉(zhuǎn)/分，即 48000 脈沖/分，相當(dāng)于 。6．即使沒有傳感器，也能精確定位。 表 各種低功耗工作模式的控制位SCG1 SCG2 OSCOff CPUOffLPM0 0 0 0 1LPM1 0 1 0 1LPM2 1 0 0 1LPM3 1 1 0 1LPM4 x x 1 1MSP430 系列在電源為 3V 時(shí)活動(dòng)方式下的工作電流大約為 300μA，而在低功耗模式3(LPM3)下則可低到 0．9μA。4 個(gè)寄存器(程序計(jì)數(shù)器、堆棧指針、狀態(tài)寄存器、常數(shù)發(fā)生器)用作特殊用途，其余的都可以用作通用寄存器。本設(shè)計(jì)所選用的主控芯片 MSP430F149 就包含了： FLL+(頻率鎖相環(huán))時(shí)鐘系統(tǒng)，看門狗，精密模擬比較器(Comparator) ，帶有 3 個(gè)捕獲／比較寄存器的 16 位定時(shí)器(Timer_A ) 串口、0，1，48 個(gè) I/O 通用引腳、并且端口 Pl、P2 有中斷能力。4 安全性：系統(tǒng)具有較完善的安全防范措施。目前,生產(chǎn)步進(jìn)電機(jī)的廠家的確不少，但具有專業(yè)技術(shù)人員，能夠自行開發(fā)，研制的廠家卻非常少，大部分的廠家只一、二十人，連最基本的設(shè)備都沒有。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步和電子技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣闊，同時(shí)也對(duì)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行性能提出了更高的要求。本系統(tǒng)具有智能性、實(shí)用性及可靠性的特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞： 步進(jìn)電機(jī) MSP430 單片機(jī) 角位移 轉(zhuǎn)速控制 方向控制IIAbstract With the development of microelectronics and puter technology, increasing demand for stepper motor, which is widely used in printers, electronic toys and consumer products such as CNC machine tools, industrial robots, medical equipment and electrical products, and its various national fields are applied. Of stepper motor control system to improve the control accuracy and response speed, energy conservation and so important.This design is used MSP430 of Stepping motor control, through the IO port as a square wave output of the timing of step motor control signal, the signal through the ULN2022 driver chip stepper motor。步進(jìn)電機(jī)的原始模型起源于 1830 年至 1860 年，1870 年前后開始以控制為目的的嘗試，應(yīng)用于氬弧燈的電極輸送機(jī)構(gòu)中，這被認(rèn)為最早的步進(jìn)電機(jī)。僅僅處于一種盲目的仿制階段。 5 實(shí)用性：系統(tǒng)具有強(qiáng)大的中斷功能、功能實(shí)際等特點(diǎn)，使整個(gè)系統(tǒng)有很強(qiáng)的 實(shí)用性第三章 控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)6第 3 章 控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì) MSP430 系列單片機(jī)簡(jiǎn)介近幾年來，隨著微電子技術(shù)的日新月異，世界上的許多芯片制造商紛紛推出自己的新產(chǎn)品，品種極為豐富。(5)高效的開發(fā)方式MSP430 支持在線仿真和編程，所配編譯器功能強(qiáng)大。外第三章 控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)10圍模塊通過數(shù)據(jù)、地址、和控制總線與 CPU 相連。在任何低功耗方式下均支持中斷操作，一旦中斷發(fā)生即可將系統(tǒng)從當(dāng)前低功耗模式中喚醒進(jìn)入活動(dòng)方式，而且可在中斷處理結(jié)束后返回原先的低功耗方式。7．根椐給定的脈沖周期，能夠以任意速度轉(zhuǎn)動(dòng)?？梢粤谐鱿卤恚? 表 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速與定時(shí)器定時(shí)常數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)速 單步時(shí)間(ms) TH0 TL020 1F 021 29 B622 33 7423 3C 5924 44 8025 50 4C 026 52 EC27 59 5528 5F 49… … … …93 CF 9C94 D0 2095 D0 A196 D1 2097 D1 9B98 D2 1499 D2 8B100 D3 0表中不僅計(jì)算出了 TH0 和 TL0，而且還計(jì)算出了在這個(gè)定時(shí)常數(shù)下，真實(shí)的定時(shí)時(shí)間，可以根據(jù)這個(gè)計(jì)算值來估算真實(shí)速度與理論速度的誤差值。鍵盤所用開關(guān)為機(jī)械彈性開關(guān)，利用了機(jī)械觸點(diǎn)的合、斷作用。把發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)成公共陽極，使用時(shí)公共陽極接+5V，每個(gè)發(fā)光二極管的陰極通過電阻與輸入端相連。該探頭由霍爾元件 UGN3020 和磁鋼組成測(cè)量電路。 開發(fā)平臺(tái)介紹IAR for MSP430 的窗口可根據(jù)選擇主要功能如下： 可對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行管理。，控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。調(diào)用檢測(cè)按鍵子程序 JNZ K1 。將第二行的行值送入 ACC AJMP LK 。掃描未完成將 A 中的值右移一位進(jìn)行下一列的掃描 MOV R2,A 。 /* 電機(jī) 1 速度值 */uchar m2=0。 }}void timer0() interrupt 1 using 2{ TMOD=0x01。 }void main(){ TMOD=0x01。主要有：1. 確定步進(jìn)電機(jī)的使用方法，和控制模式。本系統(tǒng)具有相當(dāng)?shù)膶?shí)用功能,兩片單片機(jī)分別實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)控制和測(cè)速，能基本符合實(shí)際應(yīng)用需求，本次設(shè)計(jì)由于設(shè)計(jì)時(shí)間較短，個(gè)人能力以及精力等因素的限制，加之設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的不足，該系統(tǒng)還有許多不盡如人意的地方。軟件設(shè)計(jì)主要是通過編寫程序代碼，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路為：首先從整體上劃分出各功能模塊，然后硬件和軟件同時(shí)進(jìn)行依次完成各個(gè)功能模塊，最后將各個(gè)模塊聯(lián)系起來完成整個(gè)系統(tǒng)。 //完成一次中斷，記數(shù)一次 if(t=50)南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）35 t=0。j1000。uchar temp2。將 R2 的值送入 A JNB ,KEY 。跳轉(zhuǎn)到鍵值處理程序L1: JB ,L2 。開顯示LJMP MAIN 。定時(shí)器 0中斷服務(wù)程序控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)：根據(jù)當(dāng)前顯示的速度進(jìn)行鍵盤手動(dòng)改變 T0 定時(shí)時(shí)間常數(shù)，設(shè)置 TH0 和 TL0 的值，達(dá)到對(duì)轉(zhuǎn)速精確控制的目的；根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制位的值，控制脈沖信號(hào)循環(huán)移動(dòng)的方向，達(dá)到對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制的目的。該系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)原理圖如圖 313：第三章 控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)22圖 313 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理圖南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）23第 4 章 控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)前期準(zhǔn)備 程序設(shè)計(jì)平臺(tái)考慮到程序的易讀性和簡(jiǎn)練，程序設(shè)計(jì)采用 C 語言。對(duì)于UGN3020，BOP=，BRP=，VOL=80～150mV，VOH=4V，工作電壓為～24V。它使用了 8 個(gè)LED 發(fā)光二極管，其中 7 個(gè)用于顯示字符，1 個(gè)用于顯示小數(shù)點(diǎn)。電路電源設(shè)計(jì)如圖 35 所示：第三章 控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)16圖 35 電源原理圖 鍵盤控制電路鍵盤在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中能實(shí)現(xiàn)向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)、傳送命令等功能，是人工干預(yù)單片機(jī)的主要手段。 按要求，最低轉(zhuǎn)速為 20 轉(zhuǎn) /分，而上述步進(jìn)電機(jī)的步距角為 ，即每 48 個(gè)脈沖為 1 周，即在最第三章 控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)14低轉(zhuǎn)速時(shí)，要求為 960 脈沖/分，相當(dāng)于 。5．沒有轉(zhuǎn)向器等機(jī)械部分，不需要保養(yǎng)，故造價(jià)較低。由下表可見，在低功率方式下，CPU 均停止了工作。寄存器到寄存器操作的執(zhí)行時(shí)間是一個(gè) CPU 周期。它們分別是以下一些外圍模塊的不同組合：看門狗(WDT)、定時(shí)器 A(Timer_A)、定時(shí)器 B(Timer_B)、比較器、串口 0、1(USARTO、1)、硬件乘法器、液晶驅(qū)動(dòng)器、 l0/12 位 ADC、48 個(gè) I/O 端口、基本定時(shí)器(Basic Timer)，可在線仿真的 FLASH 內(nèi)存，7 路 PWM 輸出，以及內(nèi)嵌的 LCD 驅(qū)動(dòng)等。本系統(tǒng)采用 MSP430 作為控制單元，通過鍵盤實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向及轉(zhuǎn)動(dòng)速度的控制，并且將步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度動(dòng)態(tài)顯示 系統(tǒng)的主要功能 步進(jìn)電機(jī)的主要功能設(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)控制器應(yīng)具有以下功能：1. 步進(jìn)電機(jī)的啟?？刂?．步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制3. 步進(jìn)電機(jī)的加速控制4. 步進(jìn)電機(jī)的減速控制5. 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的動(dòng)態(tài)顯示 系統(tǒng)的特點(diǎn) 由 MSP430 系列單片機(jī)設(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)控制器具有如下幾個(gè)特點(diǎn) 1 低功耗 由于 MSP430 單片機(jī)的低功耗特性決定了系統(tǒng)的低功耗 2 可移植性 C 語言的開發(fā)環(huán)境決定了系統(tǒng)的可移植性 3 易操作性：圖形化、語音化、讓信息大多可自動(dòng)生成，便于操作。國(guó)內(nèi)過去是用大力矩步進(jìn)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)床數(shù)控，有實(shí)力的公司現(xiàn)在也采用交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)控機(jī)床，在驅(qū)動(dòng)設(shè)備的主要差距，是國(guó)外對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的控制理論與工程分析和應(yīng)用能力強(qiáng)，先進(jìn)的控制理論作為軟件，寫在控制器內(nèi)部。單片機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)控制、數(shù)控機(jī)床、組合機(jī)床、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、照相機(jī)，大型望遠(yuǎn)鏡，衛(wèi)星天線定位系統(tǒng)等等。軟件采用在 IAR for MSP430 軟件環(huán)境下編輯的 C 語言。 the same time, with four buttons to the status of the motor control, and dynamic display with digital control motor speed.System consists of hardware and software design of two parts. Among them, the hardware design, including minimum system MSP430 microcontroller, power supply module, keyboard control module, stepper motor drive (integrated Darlington ULN2022) module, digital display (SM420361K digital control) module, speed modules (including the Hall probe UGN3020) six function modules, and each module in the circuit board to achieve the anic bination. Software design, including keyboard control, stepping motor pulse, the digital dynamic display and speed signal acquisition module, control procedures, and ultimately to the stepper motor rotation direction and rotation speed control of stepper motor rotation speed and dynamic display in the LED digital tube, realtime monitoring of the speed display. Software used in the software environment to edit IAR for MSP430 C language. This system has the intelligence, practicality and reliability features.Key