【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 角以 15度為準(zhǔn)，所以需 24 步為一圈，數(shù)碼管只顯示步進(jìn)電機(jī)所轉(zhuǎn)圈數(shù)。測(cè)試時(shí)，為區(qū)分正反轉(zhuǎn)，設(shè)定首位為零為正轉(zhuǎn)，首位為負(fù)號(hào)的為反轉(zhuǎn)。 正轉(zhuǎn)時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)如表 所示。 表 3正轉(zhuǎn)時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù) 反轉(zhuǎn)時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)如表 所示。 表 4 反轉(zhuǎn)時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)如表 測(cè)試結(jié)果顯示，電機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)電機(jī)沒有圈數(shù)誤差，電機(jī)圈數(shù)顯示和實(shí)際計(jì)數(shù)結(jié)果吻合。從測(cè)試數(shù)據(jù)可看出，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)到預(yù)設(shè)值時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到了對(duì)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的控制。 步距角測(cè)試：隨機(jī)的抽取電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，在低頻工作狀態(tài)下記錄電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)步數(shù)，用總角度除以轉(zhuǎn)動(dòng)步數(shù)，得出步距角。為了便于測(cè)量，選取 90、 180、 270、 360度，各測(cè)三次讀出步距角求平均值。測(cè)試結(jié)果如表 。 表 5步距角結(jié)果測(cè)試表 總角度 90 180 270 360 步 數(shù) 6 12 18 24 根據(jù)測(cè)試得到的結(jié)果及公式：總角度 /步數(shù) =步距角，得出步距角為 15 度，與電機(jī)實(shí)際參數(shù)相符，電機(jī)運(yùn)行的結(jié)果正常。 顯示圈數(shù)的測(cè)試：把顯示值和計(jì)數(shù)結(jié)果進(jìn)行比較。隨機(jī)的采樣五次比較，比較結(jié)果顯示，顯示的圈數(shù)等于計(jì)數(shù)結(jié)果。數(shù)碼管所顯示的結(jié)果為可以信賴的結(jié)果。 測(cè)試次數(shù) 1 2 3 4 5 6 預(yù)設(shè)值 001125 000101 002128 000087 004012 000023 測(cè)試值 01125 00101 02128 00087 04012 00023 測(cè)試次數(shù) 1 2 3 4 5 6 預(yù)設(shè)值 001125 000101 002128 000087 004012 000023 測(cè)試值 01125 00101 02128 00087 04012 00023 電機(jī)正反轉(zhuǎn)、 加減速 測(cè)試：通過(guò)對(duì)步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)的切換及 加減速控制 ，觀察電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)及 數(shù)碼管同步顯示 ，電 機(jī)的正反轉(zhuǎn)、 加減速 運(yùn)行狀態(tài)正常。 總結(jié) 本系統(tǒng)主要研究了一種基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制及驅(qū)動(dòng)的電路設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)采用AT89C51 單片機(jī)作為控制模塊的核心，利用單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)了對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制。由單片機(jī)產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng) ULN2021A 芯片進(jìn)行功率放大，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)工作，同時(shí)由數(shù)碼管同步顯示預(yù)置數(shù)和所轉(zhuǎn)圈數(shù)，由相應(yīng)的按鍵實(shí)現(xiàn)預(yù)置圈數(shù)、控制、清零功能。 系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)： （ 1） 預(yù)設(shè)步進(jìn)電機(jī)所轉(zhuǎn)圈數(shù)； （ 2） 啟動(dòng)停止、正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)、加速減速等功能的基本控制； （ 3） 同步顯示圈數(shù)； （ 4） 電機(jī)轉(zhuǎn)至預(yù)置圈數(shù)自動(dòng)停機(jī)； （ 5） 步進(jìn)電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)可以對(duì)預(yù) 置數(shù)進(jìn)行清零操作。 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，力求硬件電路簡(jiǎn)單，充分發(fā)揮軟件部分的優(yōu)勢(shì)，編程靈活方便來(lái)滿足系統(tǒng)的要求。 通過(guò)實(shí)際測(cè)試表明本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的性能優(yōu)于傳統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)控制器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、實(shí)用性強(qiáng)、人機(jī)接口簡(jiǎn)單方便、性價(jià)比高等特點(diǎn)。 本設(shè)計(jì)作品，就是單片機(jī)在智能化儀表方面的具體應(yīng)用，充分體現(xiàn)了單片機(jī)的優(yōu)越之處。本論文，從硬件設(shè)計(jì)到軟件設(shè)計(jì)，根據(jù)硬件的工作原理及設(shè)計(jì)原理，對(duì)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案做了仔細(xì)的分析和比較，最后確定下來(lái)完整可行的解決方案。為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)的功能可靠性和方案的可行性，我們還制作了硬件電路 。硬件電路是為了驗(yàn)證方案原理而設(shè)計(jì)的，在調(diào)試過(guò)程中，也得到了令人滿意的效果，很好的驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案的可行性。 參考文獻(xiàn) [1] 劉寶廷 .步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng) [M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ,1997,1～ 200. 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[12]Stein David, Chirikjian Gregory S.,“ Experiments in the Commutation and Motion Planning of a Spherical Stepper Motor.” Int ,September 2021. 附錄 附錄 A 電路總圖如下 電路總圖 附錄 B 設(shè)計(jì)實(shí)物圖 附錄 C 源程序如下： include define uchar unsigned char //uchar code rst[]={0xe4,0xc0,0xe0,0xc0,0xe0,0x32}。 // 復(fù)位代碼 char seg_0[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07, //共陰極數(shù)碼管 0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71}。 char seg_point[]={0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78, // 帶小數(shù)點(diǎn) 0x00,0x10,0x08,0x03,0x46,0x21,0x06,0x0E}。 int a=0, b=0,c=0x01。 unsigned int t,key,x=0,y,z=0,m=0,n。 char ge,shi,bai,qian,wan。 char age,ashi,abai,aqian,awan。 uchar readkey。 uchar x_temp,y_temp。 /*延時(shí)程序 */ void delay(char i) {char j=0,n=0。 for(。ji。j++) {for(。n100。n++) // 延時(shí) { } } } /*電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)程序 */ void time0() interrupt 1 //計(jì)數(shù)器 T0 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) { TH0=(65536t)/256。 TL0=(65536t)%256。 if(b) //判斷方向 { if(z/4x||x==0) //判斷步數(shù)是否與設(shè)置相符，或者沒有設(shè)置步數(shù)，則繼續(xù)運(yùn)行 { if(a) //是否停止 { if(camp。0x08) { c=0X01。 z++。 } else { c=1。 } P3=c。 } else { z=0。 } } else if(z/4==x) {a=0。} // 當(dāng)電機(jī)達(dá)到預(yù)置數(shù)停止時(shí) 置 a=0； } else { if(z/4x||x==0) { if(a) { if(camp。0x01) { c=0X08。 z++。 } else { c=1。 } P3=c。 } else { z=0。 } } else if(z/4==x) {a=0。} //同上 } } /*數(shù)碼管顯示程序 */ void time1() interrupt 3 //計(jì)數(shù)器 T1 數(shù)碼顯示 { TH1=0xd8。 TL1=0xef。 if(a) { P2=0XFE。 //個(gè)位選通 P0=seg_0[ge]。 // delay(5)。 // P2=0XFD。 //十位 P0=seg_0[shi]。 delay(5)。 P2=0XFB。 // 百位 P0=seg_0[bai]。 delay(5)。 // P2=0XF7。 //千位 P0=seg_0[qian]。 delay(5)。 // P2=0XEF。 //萬(wàn)位 P0=seg_0[wan]。 delay(5)。 if(b==0) //方向顯示 { P2=0XdF。 P0=0x40。 } } else { //顯示鍵盤 P2=0XFE。 P0=seg_0[age]。 delay(5)。 P2=0XFD。 P0=seg_0[ashi]。 delay(5)。 P2=0XFB。 P0=seg_0[abai]。 delay(5)。 P2=0XF7。 P0=seg_0[aqian]。 delay(5)。 P2=0XEF。 P0=seg_0[awan]。 delay(5)。 } } /*鍵 盤掃描程序 */ void Key_Scan(void) { P1=0x0f。 x_temp=P1amp。0x0f。 if(x_temp!=0x0f) { P1=0xf0。 y_temp=P1amp。0xf0。 readkey=x_temp|y_temp。 readkey=~readkey。 x++。 switch(readkey) { case 0x11:key=0。 break。 case 0x21:key=1。 break。 case 0x41:key=2。break。 case 0x81:key=3。 break。 case 0x12:key=4。break。 case 0x22:key=5。break。 case 0x42:key=6。 bre