【正文】 。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。軟件設(shè)計(jì)包括主程序以及各個(gè)模塊的控制程序，最終實(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)顯示在 LED 數(shù)碼管上。由 RAM ,ROM,CPU 構(gòu)成，定時(shí)，計(jì)數(shù)和多種接口于一體的微控制器。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。雖然與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我們我國(guó)的數(shù)控技術(shù)方面整體發(fā)展水平還比較低，但已經(jīng)在我國(guó)占有非常重要的地位，并起了很大的作用。具體要求如下： (1) 鍵盤(pán)設(shè)計(jì) 0～ 9: 數(shù)字鍵。 第二章 硬件設(shè)計(jì) 2． 1 單片機(jī)系統(tǒng) AT89C51 功能概述 AT89C51 是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4K bytes 的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器 PEROM 和 128bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，器件采用公司的高密度，非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 FLASH 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大。在訪(fǎng)問(wèn) 8 位地址的外部數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行 MOVXRI）時(shí)， P2 口線(xiàn)上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中 R2 寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪(fǎng)問(wèn)期間不改變。 10PF，而如使用陶瓷振蕩器建議選擇 40PF177。圖 中， RC時(shí)間常數(shù)越大，上電時(shí) RST 端保持高電平的時(shí)間越長(zhǎng)。在閑置模式下， CPU停止工作。它輸出轉(zhuǎn)矩大，動(dòng)態(tài)性能好，消耗功率小 (相比反應(yīng)式 )，但啟動(dòng)運(yùn)行頻率較低，還需要正負(fù)脈沖供電； (3)混合式步進(jìn)電機(jī) (Hybrid，簡(jiǎn)稱(chēng) HB)混合式步進(jìn)電機(jī)綜合了反應(yīng)式和永 磁式兩者的優(yōu)點(diǎn)。 最大空載起動(dòng)頻率： 電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式、電壓及額定電流下，在不加負(fù)載的情況下，能夠直接起動(dòng)的最大頻率。如果要使電機(jī)達(dá)到高速轉(zhuǎn)動(dòng)，脈沖頻率應(yīng)該有加速過(guò)程，即啟動(dòng)頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡退偕礁咚伲? 2 直流電機(jī)的原理 由直流電動(dòng)機(jī)和 發(fā)電機(jī)工作原理示意圖可以看到，直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)由 定子和轉(zhuǎn)子 兩大部分組成。是電機(jī)的機(jī)械支撐。 （ 4） 動(dòng)作靈敏 ： 步進(jìn)電機(jī)因?yàn)榧铀傩阅軆?yōu)越 ,所以可做到瞬時(shí)起動(dòng)、停止、正反轉(zhuǎn)之快速、頻繁的定位動(dòng)作。 只有詳細(xì)的了解了數(shù)碼管的管腳定義，以及 段選位選情況，我們才能通過(guò)編程對(duì)其正常的顯示進(jìn)行很好的控制。由于硬件消抖電路設(shè)計(jì)復(fù)雜，本設(shè)計(jì)中沒(méi)有采用，在此不再詳細(xì)敘述；軟件消抖適合按鍵較多的情況，方便簡(jiǎn)單。它將二只三極管適當(dāng)?shù)倪B接在一起，以組成一只等效的新的三極管。 74LS47 譯碼器原理： 譯碼為編碼的逆過(guò)程。由于步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行時(shí)功率較大，可在微型機(jī)與驅(qū)動(dòng)器之間增加一級(jí)光電隔離器（一是抗干擾，二是電隔離。若沒(méi)有檢測(cè)到高電平，則返回。 在通電前 ,一定要檢查電源電壓的幅值和極性 ,否則很容易造成集成塊損壞。 其二，我們必須用科學(xué)的態(tài)度對(duì)待我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中所遇到的問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題。t charge you more than 35% of your pensation if you win the case. If you are thinking about signing up for a damagesbased agreement, you should make sure you39。 論文的完成還得感謝一起學(xué)習(xí)的同學(xué)，感謝他們?cè)谄綍r(shí)的學(xué)習(xí)生活中給予我的熱心幫助與支持 !再次感謝我的母?；茨下?lián)合大學(xué)，尤其是機(jī)電系機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè) 所有的老師們 ,為我們打下了機(jī)電方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)，在這片凈土讀書(shū)三載，無(wú)形中塑造了我生命的氣質(zhì)、生活的方式，也練就了我樂(lè)觀(guān)的心態(tài)和一顆感恩的心，沒(méi)有你們悉心的指導(dǎo)和講解，我不可能完成此次比較專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)。再有，本設(shè)計(jì)過(guò)程考慮比較周全，系統(tǒng)中不僅采用光電隔離電路有效地抑制電磁干擾以提高系統(tǒng)的可靠性，而且還可以方便靈活地控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn) 行狀態(tài)，以滿(mǎn)足不同用戶(hù)的要求，步進(jìn)電機(jī)控制（包括控制脈沖的產(chǎn)生和分配）使用軟件方法，即用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，這樣既簡(jiǎn)化了電路，也減低了成本。 第四章 仿真與調(diào)試 1 軟件測(cè)試步驟如下 ： （ 1）打開(kāi) Keil 軟件。接著第三次掃描鍵盤(pán)并與臨時(shí)變量比較，若相等則循環(huán)，這是為了確保每一次按鍵只執(zhí)行一次相應(yīng)的處理程序。恰當(dāng)?shù)剡x擇點(diǎn) 亮 LED 的時(shí)間間隔 (1～ 5 ms)，會(huì)給人一種視覺(jué)暫停效應(yīng)， 似乎多位 LED 都在 “同時(shí) ”顯示。大電流型普通達(dá)林頓晶體管或帶保護(hù)電路的大功率達(dá)林頓晶體管。 在 XXXXXXX 微型機(jī)與驅(qū)動(dòng)器之間增加一級(jí)光電隔離。在本設(shè)計(jì)中，高電平表示按鍵斷開(kāi)，低電平表示按鍵閉合狀體。 數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的顯示部分可以用液晶顯示的方案可供選擇，液晶顯示和數(shù)碼管顯示的區(qū)別主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：數(shù)碼管顯示內(nèi)容單一，而液晶顯示器顯示內(nèi)容豐富，因?yàn)橐壕б话愣际瞧叨伟俗值闹荒茱@示單一的內(nèi)容，而液晶顯示的內(nèi)容就很豐富；數(shù)碼管還比液晶顯示耗電，而且使用液晶也比使用數(shù)碼管顯得美觀(guān)。 176。 換向極：也稱(chēng)為附加極或間極。如果此時(shí)突然變?yōu)?B 相通電 , 而 A、 C 相都不通電 , 那么 , 13 號(hào)齒會(huì)在磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)到與相中心對(duì)齊的位置 , 這就是常說(shuō)的走一步 , 此時(shí) ,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)了。在它的作用下，電機(jī)隨頻率（或速度）的增大而相電流減少，從而導(dǎo)致力矩下降。用百分比表示：誤差/步距角 *100%。 ： (1)反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī) (Variable Reluctance，簡(jiǎn)稱(chēng) VR)反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是由軟磁材料制成的，轉(zhuǎn)子中沒(méi)有繞組。有余輸入至內(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。在 RST 復(fù)位端接一個(gè)電容至 VccHE 一個(gè)電阻至 Vss，就能實(shí)現(xiàn)上電自動(dòng)復(fù)位，對(duì)于 CMOS 單片機(jī)只要接一個(gè)電容至 Vcc 即可。 XTAL2：振蕩器反相放大器輸出端 （ 2） 時(shí)鐘振蕩器 AT89C51 中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反向放大器，引腳 XTAL1和 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。 P2 口： P2 口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口 ,P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng) （吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯們電路。 同時(shí)通過(guò)顯示器同步的顯示相應(yīng)數(shù)據(jù)。一般步進(jìn)電機(jī)控制器都用硬件實(shí)現(xiàn)，雖然電路可以做到了高集成度，可價(jià)格較貴，功能相 對(duì)較單一，并且設(shè)計(jì)要求有所改變，就得改變整個(gè)硬件電路，比較麻煩。 正是由于步進(jìn)電機(jī)具有突出的優(yōu)點(diǎn)，所以成了機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。其中，硬件設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、鍵盤(pán)控制模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、數(shù)碼顯示模塊等功能模塊的設(shè)計(jì)，以及硬件電路在電路板上的實(shí)現(xiàn)。它體積小，成本低，功能強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于智能產(chǎn)業(yè)和工業(yè)自動(dòng)化上。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 12 步進(jìn)電機(jī)的分類(lèi)178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 22 顯示塊178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。除了在數(shù)控系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，近年來(lái)由于微型計(jì)算機(jī)方面的快速發(fā)展，使步進(jìn)電機(jī)的控制發(fā)生了革命性變革。 *：正逆轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)定完成后，按“ *”啟動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。此單片機(jī)可為您提供許多高性?xún)r(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合。 FLASH 編程或效驗(yàn)時(shí)， P2 亦接收高位地址和其它控制信號(hào)。 10PF。當(dāng)振蕩頻率為 12MHZ 時(shí)，典型值為C=10uF,R= . 圖 23上電復(fù)位電路 （ 4）人工復(fù)位 除上電自動(dòng)復(fù)位以外，常常需要人工復(fù)位，將一個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)并聯(lián)于上電自動(dòng)復(fù)位電路，按一下開(kāi)關(guān)就 RST 端出現(xiàn)一段時(shí)間的高電平，即使器件復(fù)位。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作?；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。 最大空載的運(yùn)行頻率： 電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式，電壓及額定電流下，電機(jī)不帶負(fù)載的最高轉(zhuǎn)速頻率。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以其顯著的特點(diǎn)，在數(shù)字化制造時(shí)代發(fā)揮著重大的用途。直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)靜止不動(dòng)的部分稱(chēng)為定子，定子的主要作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)，由機(jī)座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和 電刷 裝置等組成。 電刷裝置：將直流電壓、電流引入或引出的裝置。 （ 5） 開(kāi)回路控制、不必依賴(lài)傳感器定位 ： 步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單，不需要速度感應(yīng)器（ ENCODER、轉(zhuǎn)速發(fā)電機(jī)）及位置傳感器（ SENSOR），就能以輸入的脈波做速度及位置的控制。在本設(shè)計(jì)當(dāng)中采用了數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描的方式進(jìn)行顯示，下面我們對(duì)數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示作一詳細(xì)介紹。其原理是在第一次檢測(cè)到有鍵按下時(shí)，執(zhí)行一段延時(shí) 10ms 的子程序后在確認(rèn)該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平，如果保持閉合狀態(tài)電平則確認(rèn)為真正有鍵按下，從而消除了抖動(dòng)的影響。這等效于三極管的放大倍數(shù)是二者之積。它將編碼 時(shí)賦予代碼的含義“翻譯”過(guò)來(lái)。）以防強(qiáng)功率的干擾信號(hào)反串進(jìn)主控系統(tǒng)。 步進(jìn)電機(jī)的啟?？刂仆ㄟ^(guò)啟停定時(shí)器 0來(lái)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槎〞r(shí)器 0控制著脈沖信號(hào)的輸出，關(guān)閉定時(shí)器 0也就阻止了脈沖信號(hào)的輸出。加電后檢查各插件上引腳的電位 ,若在 5V～ 之間屬正常。在實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)保持冷靜，測(cè)試有條理。re clear about the terms of the agreement. It might be best to get advice from an experienced adviser, for example, at a Citizens Advice Bureau. To find your nearest CAB, including those that give advice by , click on nearest CAB. For more information about making a claim to an employment tribunal, see Employment tribunals. The (lack of) air up there Watch mCayman Islandsbased Webb, the head of Fifa39。在許老師的悉心指導(dǎo)和大力幫助下，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)才得以順利完成。 實(shí)現(xiàn)了占用 CPU時(shí)間少，效率高；易于控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)速；提高了步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)精度等。最后重新設(shè)置定時(shí)時(shí)間，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)并返回。此時(shí)保存鍵值到臨時(shí)變量。 特點(diǎn)是將多個(gè) 7段 LED顯示器同名端的段選線(xiàn)復(fù)接在一起，只用一個(gè) 8 位 I／ O控制各個(gè) LED顯示器的公共陰極輪流接地，逐一掃描點(diǎn)亮， 使每位 LED 顯示該位應(yīng)當(dāng)顯示的字符。電源調(diào)整等電路中使用的達(dá)林頓管，可 選用大功率。 (2) 在設(shè)計(jì)中為了抗干擾， 或避免一旦驅(qū)動(dòng)電路發(fā)生故障，造成功率放大器中的高電平信號(hào)進(jìn)入微型機(jī)而燒毀器件， 通常在驅(qū)動(dòng)器與微型機(jī)之間加一級(jí)光電隔離器。通過(guò)對(duì)輸出電平的高低狀態(tài)的檢測(cè)，便可確認(rèn)按鍵按下與否。 4)最大自起動(dòng)頻率 ：電機(jī)在無(wú)載的狀態(tài)下可以做到瞬時(shí)的起動(dòng)而不失步的速度謂之最大自起動(dòng)頻率。 3分（177。作用是產(chǎn)生氣隙磁場(chǎng)。 =13 3?9, 不為整數(shù) , 即此時(shí)轉(zhuǎn)子齒與B 相不對(duì)齊 , 只是 13 號(hào)齒靠近相的中心 , 且相差 3176。 當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)；頻率越高，反向電動(dòng)勢(shì)越大。 （二） 步進(jìn)電機(jī)動(dòng)態(tài)指標(biāo)及術(shù)語(yǔ)： 步距角精度： 步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角的實(shí)際值與理論值的誤差。由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)能直接接收數(shù)字量的輸入，所以特別適合于微機(jī)控制。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2 應(yīng)不接。復(fù)位以后內(nèi)部寄存器的初始狀態(tài)為（ SP=07， P0、 P P P3為 0FFH 外，其它寄存器都為 0。 XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 FLASH 編程和程序效驗(yàn)期間， P1 接收低 8 位地址。 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 要想實(shí)現(xiàn)以上論述的功能 只要 通過(guò) P1 口的鍵盤(pán)輸入并 按一定的順序改變 P0 口輸出的 脈沖 信號(hào)，從而改變步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 四端 通電的狀況，即可控制步進(jìn)電機(jī)依選定的方向步進(jìn)。本論文就是采用這個(gè)思路進(jìn)行設(shè)計(jì)。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，同時(shí)步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無(wú)累積誤差，精度高，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可以在寬廣的頻率范圍內(nèi)通過(guò)改變脈沖頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速、快速起停、正反轉(zhuǎn)控制等，這是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最突出的優(yōu)點(diǎn)。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 34 第五章 設(shè)計(jì)小結(jié)178。178。178。178。178。178。178。178。 26 第三章 控制系統(tǒng)的軟件178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 4