【正文】 AT89S52 是 AT89C51/52的增強型，功能更為強大。是一種二相和四相電機的專用驅(qū)動器，即內(nèi)含二個 H橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動器，接收標(biāo)準(zhǔn) TTL 邏輯電平信號，可驅(qū)動 46V、 2A以下的電機。因此，本次設(shè)計步進(jìn)電機的驅(qū)動芯片采用的是 ULN2021。 30 此模塊為單片機模塊；是系統(tǒng)設(shè)計的核心模塊。 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows界面。a0。 for (i=0。 flag_ZX=0。break。 } while(!K4) 。 for(j=0。 void delay(void) { unsigned char a,b。 此模塊為電源模塊的整體 PCB 圖。因此 ，選擇此款步進(jìn)電機最為合適。它們的系列型號分類如表 1 所列 ,生產(chǎn) 202 2800 高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品的公司與型號對照表如表 2 所列。 雖然如此， TB6560HQ 芯片只用來驅(qū)動兩相雙極型步進(jìn)電機 。其將通用的微處理器和 Flash 存儲器結(jié)合在一起，特別是可反 復(fù)擦寫的 Flash 存儲器可有效地降低開發(fā)成本。 EA/VPP:訪問外部程序存儲器控制信號 。 P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用。在 flash 編程時， P0 口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。 步進(jìn)電機的公共端的確定 步進(jìn)電機的公共端的查找應(yīng)該用萬用表的歐姆檔來側(cè)找。 2相單極型電機是 5 線或者 6 線的。 關(guān)于步進(jìn)電機調(diào)速問題 步進(jìn)電動機是一種將脈沖信號變換成相應(yīng)的角位移 (或線位移 )的電磁裝置 ，是一種特殊的電動機。 步進(jìn)電動機的力矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降：當(dāng)步進(jìn)電機轉(zhuǎn)動時，電機各相繞組的電感將形成一個反向電動勢；頻率越高，反向電動勢越大。 矩角特性：步進(jìn)電動機的轉(zhuǎn)子離開平衡位置后所具有的恢復(fù)轉(zhuǎn)矩，隨著轉(zhuǎn)角的偏移而變化。、整步工作時為 176。一般為三、四、五、六相；可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出（消耗功率較大，電流最高可達(dá) 20A，驅(qū)動電壓較高）；步距角小；斷電時無定位轉(zhuǎn)矩；電機內(nèi)阻尼較小，單步運行（指脈沖頻率很低時）震蕩時間較長；啟動和運行頻率較高。 步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)子上沒有繞組，而是 40 個矩形小齒均勻分布在圓周上，相鄰兩齒之間的夾角為 9 度。本課題主要研究的工作是， 控制脈沖頻率 以及采用以 AT89S52 為核心的控制系統(tǒng)。 80 年代以后，由于廉價的微型計算機以多功能的姿態(tài)出現(xiàn)，步進(jìn)電動機的控制方式變得更加靈活多樣。 up and running with high frequency. Permanent Mag Stepper motors: permanent mag materials are usually made by the rotor, stator made of soft magic materials, a number of phase field winding, stator and rotor teeth and slots around the not small, is powered using mags and stator current magic field interaction torque. Generally twophase or four phase。 步進(jìn)電機按結(jié)構(gòu)分類：步進(jìn)電動機也叫脈沖電機，包括反應(yīng)式步進(jìn)電動機（ VR）、永磁式步進(jìn)電動機（ PM）、混合式步進(jìn)電動機（ HB）等。 反應(yīng)式步進(jìn)電動機：也叫感應(yīng)式、磁滯式或磁阻式步進(jìn)電動機。 output torque is small (low power consumption, current generally less than 2A, voltage 12V)。原來的步進(jìn)電機控制系統(tǒng)采用分立元件或者集成電路組成的控制回路，不僅調(diào)試安裝復(fù)雜，要消耗大量元器件，而且一旦定型之后，要改變控制方案就一定要重新設(shè)計電路，不利于系 統(tǒng)的改進(jìn)升級。本課題采用以 AT89S52 單片機作為檢測和控制核心的設(shè)計方法，要包括單片機單元、電機驅(qū)動單元和調(diào)速。當(dāng) 某相 繞組 通電時，對應(yīng)的磁極就會產(chǎn)生磁場，并轉(zhuǎn)子形成磁路。 永磁式步進(jìn)電動機：通常電機轉(zhuǎn)子由永磁材料制成，軟磁材料制成的定子上有多相勵磁繞組，定、轉(zhuǎn)子周邊沒有小齒和槽，通電后利用永磁體與定子電流磁場相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。），這個步距角可以稱之為“電機固有步距角”，它不一定是電機工作時的實際步距角，實際步距角和驅(qū)動器有關(guān)。步進(jìn)電動機靜轉(zhuǎn)矩與失調(diào)角的關(guān)系稱為矩角特性。在它的作用下，電機隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。一般電動機都是連續(xù)轉(zhuǎn)動的，而步進(jìn)電動機則有定位和運轉(zhuǎn)兩種基本狀態(tài)，當(dāng)有脈沖輸入時步進(jìn)電動機一步一步地轉(zhuǎn)動，每給它一個脈沖信號，它就轉(zhuǎn)過一定的角度。 電感： 電感的參數(shù)一般而言不是電機重點參數(shù)，但是它和電機有非常密切的關(guān)系，電感通電產(chǎn)生電磁感應(yīng)才有電磁力。其方法是：用歐姆檔去測不同兩線之間的電阻值來確定公共端。程序校驗時，需要外部上拉電阻。 RST: 復(fù)位輸入。為使能從 0000H 到 FFFFH 的外部程序存儲器讀取指令， EA 必須接 GND。 AT89S52 是一個低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 8k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash 只讀程序存儲器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲單元，功能強大的微型計算機的 AT89S52 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。而市場上一般以四 相五線的步進(jìn)電機 的型號出售的比較多。在上述系列產(chǎn)品中 ,ULN2021 系列能夠同時驅(qū)動 7組高壓大電流負(fù)載 ,ULN2800 系列則能夠同時驅(qū)動 8 組高壓大電流負(fù)載。 28 總體方案圖 此上圖為步進(jìn)電機的總體方案設(shè)計圖 模塊化分析 此模塊 為按鍵控制模塊；可設(shè)四個狀態(tài)： S1 鍵 — 可編程設(shè)計成讓步進(jìn)電機正轉(zhuǎn)； S2—可編程設(shè)計成讓步進(jìn)電機反轉(zhuǎn)； S3— 可編程設(shè)計成讓步進(jìn)電機加速； S4— 可編程成讓步 29 進(jìn)電機減速； 四個上拉電阻的作用是： 起到上拉的作用。 36 上圖為系統(tǒng)模塊和電源模塊組合的整體實物圖。 for(b=0。jt。 if(t==171) t=170。 default:break。 t=60。 } } void motor_CCW(void) //反轉(zhuǎn) { uchar i,j。b) for(a=43。用過匯編語言后再使用 C 來開發(fā)，體會更加深刻。 此模塊為晶振模塊；作用：單片機系統(tǒng)要接晶振模塊，才能夠正常工作；如果沒有此模塊，單片機 就工作不了；同時晶振可分為 6M、 12M 和 24M，為三種常用晶振頻率，晶振頻率的選擇也同樣重要， 晶振頻率選擇小了，晶振提供不了符合單片機能夠正常工作的晶振頻率，那么單片機就無法正常的工作。 ULN2021 芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較簡單，而外部電路搭起來也是比較簡單的， 驅(qū)動和調(diào)試步進(jìn)電機也易于實現(xiàn)，成本低，在市場上也容易購買到。 驅(qū)動芯片 L298N L298N 簡介 :L298N 型驅(qū)動器的原理及應(yīng)用 L298N 是 SGS 公司的產(chǎn)品，內(nèi)部包含 4通道邏輯驅(qū)動電路。 趨于 AT89S52 和 AT89C51/52 的價格幾乎相同，而 AT89C51 已經(jīng)停產(chǎn)，在市場不易買到， AT89S52 卻是在市場流行的型號，很容易買到。 在 flash 編程期間， EA 也接收 12 伏 VPP 電壓。看門狗計時完成后， RST 腳輸出 96 個晶振周期的高電平。對 P1 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。 3. 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計 AT89S52 單片機簡介 AT89S52的主要性能 主要性能 ● 與 MCS51 單片機產(chǎn)品兼容 ● 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器 ● 1000 次擦寫周期 ● 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz ● 三級加密程序存儲器 ● 32 個可編程 I/O 口線 ● 三個 16 位定時器 /計數(shù)器 ● 八個中斷源 ● 全雙工 UART 串行通道 ● 低功耗空閑和掉電模式 ● 掉電后中斷可喚醒 ● 看門狗定時器 ● 雙數(shù)據(jù)指針 ● 掉電標(biāo)識符 功能特性描述 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。電感只是和驅(qū)動電路設(shè)計上有點關(guān) 系。在沒有脈沖輸入時，在繞組電源的激勵下氣隙磁場能使轉(zhuǎn)子保持原有位置處于定位狀態(tài)。 步進(jìn)電動機有一個技術(shù)參數(shù)：空載啟動頻 率，即步進(jìn)電動機在空載情況下能夠正常啟動的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機不能正常啟動，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。 動態(tài)溫升：電機在某一頻率下空載運行，按規(guī)定的運行時間進(jìn)行工作，運行時間結(jié)束后電機所達(dá)到的溫升叫動態(tài)溫升。電機相數(shù)不同，其步距角也不同，一般二相電機的步距角為 176。 混合式步進(jìn)電動機：也叫永磁反應(yīng)式、永磁感應(yīng)式步進(jìn)電動機，混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點。由 此可見，錯齒是促使步進(jìn)電機旋轉(zhuǎn)的根本原因。各個模塊之間獨立性強。步進(jìn)電機控制技術(shù)和普通電動機控制技術(shù)的不同之處是步進(jìn)電機接受脈沖信號的控制。 power failure has to maintain a certain torque。一般為三、四、五、六相；可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出（消耗功率較大，電流最高可達(dá) 20A，驅(qū)動電壓較高）；步距角??； 斷電時無定位轉(zhuǎn)矩；電機內(nèi)阻尼較小，單步運行（指脈沖頻率很低時）震蕩時間較長；啟動和運行頻率較高。以簡化控制電路 ,降低生產(chǎn)成本 ,提高系統(tǒng)的運行效率和靈活性。 power when no positioning torque。 stepper motor. 6 目 錄 引言 .........................................................................................................8 1 課題研究背景及主要內(nèi)容 ................................................................8 課題研究背景 ........................................................................................................ 8 課題研究主要內(nèi)容及其意義 ................................................................................ 8 2 步進(jìn)電機的原理 ................................................................................9 步進(jìn)電機的工作原理 ............................................................................................ 9 步進(jìn)電機 的分類 .................................................................................................. 10 步進(jìn)電機的選擇 .................................................................................................. 10 步進(jìn)電動機的基本參數(shù)及特性 ： .......................................................................11 步進(jìn)電機的特點 .................................................................................................. 12 關(guān)于步進(jìn)電機調(diào)速問題 ................