【正文】 通過設(shè)計我掌握了單片機(jī)的原理及其應(yīng)用，步進(jìn)電機(jī)的原理及其控制方法，芯片的選擇，程序的編寫，軟硬件的結(jié)合，各種抗干擾措施的應(yīng)用等。具體的做法是：在 ROM 或 RAM中，每隔一些指令，就把連續(xù)幾個單元設(shè)置成空操作。LED3 標(biāo)記 K_OLD EQU 30H K_NEW EQU 31H ORG 0000H JMP MAIN ORG 0030H MAIN: MOV SP, 60H MOV P1, 0FFH MOV P0, 0FFH MOV K_OLD, 00H MOV 20H, 0FFH MAIN1: CALL K_SCAN 。 開定時器 POP PSW 。一般 I/O 定義 include”” 。對 PC5 置 0 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 20 數(shù)碼管 顯示子程序 ： PLAY: MOV R0,DISSTART 。脈沖高 LCALL DELAY1 。T0 中斷矢量（中斷程序入口） LJMP TO_T0SEV 。 [12] 硬件電路的組成部分 本設(shè)計采用的是 8051 單片機(jī)，利用功率放大來控制三相反應(yīng)式 步進(jìn)電機(jī)。若上述電機(jī)通電順序改為 ACBA??則電機(jī)轉(zhuǎn)向變?yōu)轫槙r針。 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)及硬件電路 8 第 2 章 三相反應(yīng)式 步進(jìn)電機(jī) 及硬件電路 步進(jìn)電動機(jī)概述 步進(jìn)電動機(jī)是一種將電的脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線位移的機(jī)電元件 ， 通俗的講 ， 就外加一個脈沖信號于這種電動機(jī)時 ， 它就運行一步 。本設(shè)計采用的是串行控制方式，此方式下單片機(jī)控制系統(tǒng)與步進(jìn)電機(jī)驅(qū) 動器之間只 有 兩條控制線。 (2)選擇 單片機(jī) ： 根據(jù) 控制系統(tǒng) 所要求的控制精度、響應(yīng)速度、開發(fā)環(huán)境、 I/O 點數(shù)、輸入 /輸出通道數(shù)等情況選擇了 MCS51 系列的 8 位單片機(jī) 8051，其 具有 4KB ROM 和 256B RAM，因此不需要進(jìn)行存儲器的擴(kuò)展。現(xiàn)在我們可以通過軟件編程來精確的模擬升降速曲 線，并且結(jié)合當(dāng)前微型計算機(jī)的強(qiáng)大計算功能可實現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的最優(yōu)化控制。 [3] 近年來，國外許多廠商相繼推出了多種步進(jìn)電機(jī)控制與驅(qū)動芯片和多種不同功率等級的功率模塊，僅由幾個專用芯片和一個功率模塊便可構(gòu)成一個功能齊全、性能優(yōu)異的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，例如意大利 SGS 公司的 L297 和 L298 構(gòu)成的四相定電流斬波驅(qū)動器就 屬此類。對電機(jī)控制的基本電路要以單片機(jī)為控制核心，組成數(shù)據(jù)處理電路，在檢測和控制軟件支持下，調(diào)整和 控制功率電路的工作狀態(tài)，同時檢測輸出電流大小，進(jìn)行電流的控制。這兩個信號都是送入步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的輸入端，驅(qū)動器中含有環(huán)行分配 器，對步進(jìn)電機(jī)勵磁方式的控制和控制脈沖的分配都是由環(huán)行分配器來完成的。 Another sends out changes the signal control to stepbystep electrical machinery two signals all are send in stepbystep the electrical machinery driver input end, in the driver include move in a circle the divider, to stepbysteps the electrical machinery excitation way control and the control pulse assignment all is by moves in a circle the divider to between monolithic integrated circuit control system and driver only then two pilot wires, thus causes the system structure is greatly the control system sends out the corresponding control pulse according to the speed control request from the clock pulse pilot wire then to stepbystep the electrical machinery rotational speed to carry on the needs the constant speed movement, sends out the constant frequency the control pulse。 國外驅(qū)動器發(fā)展概況 對步進(jìn)電機(jī)的控制，國外主要采用步進(jìn)電機(jī)及相應(yīng)的細(xì)分驅(qū)動器，很多半導(dǎo)體公司早已將單片機(jī)用于電機(jī)的控制。有多種細(xì)分選擇，最小步距角可設(shè)為 176。 列舉設(shè)計方案 常見的步進(jìn)電機(jī)分三種：永磁式（ PM），反應(yīng)式（ VR）和混合式（ HB），永磁式步進(jìn)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角一般為 度 或 15 度；反應(yīng) 式步進(jìn)一般為三相，可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般為 度 。因此，本設(shè)計鍵盤和顯示部分選用 8255A 芯片。當(dāng)需要恒速運行時，就發(fā)出恒定頻率的控制脈沖；當(dāng)需要加速運行時，就發(fā)出頻率遞增的控制脈沖；當(dāng)需要減速運行時，就發(fā)出頻率遞 減的控制脈沖；當(dāng)需要鎖定狀態(tài)時，只需要停止發(fā)脈沖就可以了。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。三相雙三拍的運行方式是ABBCCAAB??方式供電。在步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)中單片機(jī)的主要作用是產(chǎn)生脈沖序列 ，它是通過 8051 單片機(jī)的 P1 口發(fā)送的。調(diào)用步 進(jìn)電機(jī)驅(qū)動程序 ACALL TO_T0SEV 。設(shè)置反向 CCLP： SETB 。查表獲得顯示地址 MOV LED_DATA,A 。設(shè)用于改變速度的定時常數(shù)存在內(nèi)部 RAM30H（低八位）和 31H（高八位）中，則定時器中斷服務(wù)子程序為： ORG 2020H AA： CPL 。下降延觸發(fā) SETB EX1 。K2 按下 JB ,LOOP3 。但若程序失控，定時器則記滿溢出中斷，在中斷服務(wù)程序中使主程序自動復(fù)位又進(jìn)入初始狀態(tài)。 雄關(guān)漫道錚如鐵 ，而今邁步從頭越。在本設(shè)計中 應(yīng)用 了 單片機(jī)接口技術(shù) 、 大規(guī)模集成電路 、鍵盤輸入和數(shù)碼顯示電路 設(shè)計了一種新型的 步進(jìn)電機(jī) 控制系統(tǒng)， 這種 控制系統(tǒng) 具有集成度高 、 體積小 、 成本低 、 調(diào)試和維護(hù)方便 、 控制精 度高 等優(yōu)點。 FLAG3=0 MOV 20H, 07H JMP MAIN1 LOOP4A: MOV P0, 0FFH MOV 20H, 0FH JMP MAIN1 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 控制系統(tǒng)可靠性設(shè)計 26 第 4 章 控制系統(tǒng)可靠性設(shè) 計 抗干擾措施 設(shè)計 本單片機(jī)控制系統(tǒng)體積小 、生產(chǎn)成本 低 、 能靈活 、 方便 的使用 ，所以被大量應(yīng) 用在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場 。循環(huán)掃描次數(shù)，有 6 個數(shù)碼管要顯示 MOV DPTR, DISPTAB 。 加定時常數(shù)（低八位） MOV TL0,A 。重復(fù)顯 示下一個 MOV P2,0FFH 。控制字送控制口 MOV A, OBH 。調(diào)用步進(jìn)電機(jī)的加減速控制 程序 ACALL BEGIN 。 圖 32 加減速控制流程圖 =1 正轉(zhuǎn) 級步數(shù)=0 越界 恒速步數(shù)=0 恒速 加速 絕對位置減 1 絕對位置加 1 報警 停機(jī) 重裝定時系統(tǒng) 加速步數(shù)減1，級步數(shù)減1 減速一級計算級步數(shù) 減速步數(shù)減 1，級步數(shù)減 1 加速一級計算級步數(shù) 指針指向減速 恒速步數(shù)減 1 減速步數(shù)=0 加 速步數(shù) =0 級 步數(shù)=0 停機(jī) 減速一級，計算級步數(shù) 指針指向恒速 N Y N Y Y N Y N N Y Y N Y N Y N N 改變 狀態(tài) 退出 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 13 鍵輸 入 程序流程圖 圖 33 鍵輸入流程圖 有鍵閉合否？ 調(diào)用顯示子程序延時 6ms 鍵入鍵號 → A 判斷閉合鍵鍵號 → 棧 二次調(diào)用顯示子程序延遲 12ms 調(diào)用顯示子程序延遲 6ms 閉合鍵釋放否？ 有鍵閉合否？ 返回 開始 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 14 定時器中斷服務(wù)程序流程圖 ： 圖 34 定時器中斷流程圖 保護(hù)現(xiàn)場 取控制模塊 關(guān)中斷 恢復(fù)現(xiàn)場 輸出控制模塊 禁止定時器中斷 指向下一控制模塊 恢復(fù)模型起始地址 步數(shù)夠否？ 是控制模塊結(jié)束標(biāo)志否？ 開始 返回 否 是 否 是 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 15 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動子程序流程圖 ： 當(dāng) D/ J = 0 時，連續(xù)給 環(huán)形脈沖分配器 脈沖時可實現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)運行 。由于單片機(jī)控制系統(tǒng)與驅(qū)動器之間只有兩條控制線，從而使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大為簡化。 當(dāng) A 相控制繞組通電 ,而 B相和 C 相不 通 電時，由于磁通具有力圖走磁阻最 小路徑的特點，所以轉(zhuǎn)子齒 1,3 的軸線與定子 A極軸線對齊。 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 緒論 7 傳統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)控制方法 是由觸發(fā)器產(chǎn)生控制脈沖來進(jìn)行控制的，由此種方法構(gòu)成的控制系統(tǒng) 具有 電路復(fù)雜、 靈活性差 、控制精度低、生產(chǎn)成本高、 調(diào)試和維護(hù)麻煩等缺點。 (4)用 PMM8713 作為步進(jìn)電機(jī)的接口芯片。 (3)要求實現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速 可控 和旋轉(zhuǎn)角度可控。東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 緒論 3 電流調(diào)檔設(shè)定，可驅(qū)動電流符合的國內(nèi)外各種四相兩相混合式步進(jìn)電機(jī)。采用這類專用集成電路，可驅(qū)動 3~5 相電機(jī)，可選擇勵磁方式；轉(zhuǎn)速精確，設(shè)定的轉(zhuǎn)速范圍寬、加減速的過渡時間及上升陡度可根據(jù)負(fù)載選定；此外還有單步運轉(zhuǎn)和不同的停止方式等功能。目前，世界上的伺服系統(tǒng)可歸為步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)、直流電機(jī)伺服系統(tǒng)、交流電機(jī)伺服系 統(tǒng)。東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 摘要 摘 要 用單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動電源是近年來發(fā)展起來的一種新型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電源的控制方式。 ring distributor 東華理工 大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 目錄 目 錄 緒論 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