【文章內(nèi)容簡介】 （RS）、讀寫控制引腳（R/W）、使能引腳（E），數(shù)據(jù)總線引腳（D0D7）。RS引腳是內(nèi)部寄存器選擇引腳，當(dāng)RS=0時，總線將連接到內(nèi)部寄存器的指令寄存器IR；當(dāng)RS=1，總線將連接數(shù)據(jù)寄存器DR。讀寫控制引腳（R/W）的作用是控制總線方向。當(dāng)R/W=0時，總線將由微處理器輸入到顯示屏控制器內(nèi)部，以進行數(shù)據(jù)寫入；當(dāng)R/W=1時，總線會由LCD控制器內(nèi)部讀取數(shù)據(jù)。使能引腳是控制液晶顯示面板的使能信號，為負邊沿觸發(fā)。數(shù)據(jù)總線引腳，顧名思義，就是控制數(shù)據(jù)輸入。 位移越界報警電路 圖48 位移越界報警電路在步進電機位移定位控制過程中，位移總會有一個界限范圍，當(dāng)給步進電機輸入的目的坐標(biāo)超過位置范圍時，其系統(tǒng)就會啟動報警提示電路。此報警電路是由蜂鳴器與三極管構(gòu)成，當(dāng)引腳為低電平時，蜂鳴器會開始振動，從而發(fā)出聲音。當(dāng)重新設(shè)置合理的目的位置時，警報提示消失，步進電機開始正常運行。 狀態(tài)指示燈顯示電路 圖49 狀態(tài)指示燈這里的狀態(tài)顯示指示燈總共分為四種，分別是系統(tǒng)運行指示燈、運行速度反饋指示燈、角度設(shè)定功能指示燈、位移設(shè)定功能指示燈。當(dāng)系統(tǒng)處于運行情況時，指示燈亮，否則處于熄滅的狀態(tài)。當(dāng)步進電機實時運行速度在正常范圍時，指示燈處于熄滅的狀態(tài)，若實時速度高于正常范圍，則會燈亮。當(dāng)系統(tǒng)處于角度設(shè)定的功能狀態(tài)時，其相應(yīng)的指示燈會亮；當(dāng)系統(tǒng)處于位移設(shè)定的功能狀態(tài)時，那么位移設(shè)定的指示燈就會亮。通過這樣的設(shè)計，能夠有效看到現(xiàn)在系統(tǒng)的各個狀態(tài)，便于對系統(tǒng)各個運行狀態(tài)的監(jiān)視。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，對于維護起來，也會變得更加高效。 第五章 步進電機控制系統(tǒng)軟件設(shè)計通過系統(tǒng)分析可以看出，實現(xiàn)系統(tǒng)功能可以采用查詢法與中斷法。由于隨時有可能輸入加速、減速信號和停止信號，因而采用中斷方式效率最高，包括兩個外部中斷和一個定時器中斷，其余系統(tǒng)功能主要是通過查詢法完成，為了保證系統(tǒng)功能能夠及時有效執(zhí)行，在主函數(shù)下選擇具有循環(huán)函數(shù)的地方，將相應(yīng)的功能函數(shù)嵌入其中，這樣最大保證程序能夠及時掃描到。主程序設(shè)計內(nèi)容包括系統(tǒng)參數(shù)初始化、系統(tǒng)狀態(tài)實時顯示、定時器及外部中斷設(shè)置以及各種功能開關(guān)狀態(tài)的檢測判斷等等。其中系統(tǒng)初始狀態(tài)的設(shè)置內(nèi)容嵌套在啟動函數(shù)里，當(dāng)啟動按鍵按完之后，初始化函數(shù)以及顯示函數(shù)依次執(zhí)行。功能函數(shù)嵌套在等待循環(huán)內(nèi)，有利于系統(tǒng)能夠及時有效掃描到相應(yīng)的功能按鍵。以下是主函數(shù)程序框圖及代碼。圖51 主函數(shù)流程圖void main(){ while(1) { StateOn()。 //啟動 if(k3) //只在啟動時候顯示一次的標(biāo)志 { inti_lcd()。 //LCD初始化 DoSpeed()。 //速度換算 DoAngle()。 //角度換算 DoDistance()。 //位移計算 ShowState()。 //LCD顯示 k3=0。 } TR1=1。 //打開計時器1功能 for(i=0。i2。i++) { while(!TimerFlagamp。amp。state) //脈沖等待 { SetAngle()。 //角度設(shè)定 Direction_Set()。 //方向設(shè)定 while(!distanceset) //保證位移設(shè)定狀態(tài)的連續(xù)性 { Distance_Set()。 //位移設(shè)定 } } P0_1=~P0_1。 //產(chǎn)生脈沖 TimerFlag=0。 } } }當(dāng)主函數(shù)一直循環(huán)運行時，可由外部中斷按鍵函數(shù)進行速度控制，計數(shù)器開始計數(shù)，當(dāng)相應(yīng)時間到達，其時間標(biāo)志會置1，這樣通過計時器可以控制脈沖的間隔，從而控制脈沖的產(chǎn)生頻率。 LCD顯示程序設(shè)計對于一個良好的系統(tǒng)，顯示模塊至關(guān)重要，它能直觀且實時反映出系統(tǒng)狀態(tài)。此仿真系統(tǒng)采用的是LM041L顯示屏[28]，每行可顯示16個5*7點陣字符，這里總共有4行顯示，分別是步進電動機的轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)方向、角度設(shè)定以及位移設(shè)置，以下是程序流程圖及部分代碼程序。 圖52 顯示程序流程圖void inti_lcd() //設(shè)置LCD初始化方式{ write_inst(0x38)。 //設(shè)置功能 write_inst(0x01)。 //清除顯示屏 write_inst(0x0f)。 //關(guān)閉顯示內(nèi)容 write_inst(0x06)。 //設(shè)置輸入模式 write_inst(0x0c)。 //設(shè)置顯示功能}unsigned char check_BF(void) //檢查此時LCD是否忙碌{ int a。start: //GO循環(huán)標(biāo)志 RS=0。 //RS=0，RW=1表示讀取BF及AC RW=1。 E=0。 //禁止讀寫功能 for(a=0。a2。a++)。 E=1。 //開啟讀寫功能 P1=0xff。 if(BF==0) //判斷忙碌標(biāo)志 return 0。 else goto start。}void write_inst(char inst) //寫入指令函數(shù) { check_BF()。 //檢查是否忙碌 LCDP=inst。 //讀入MPU指令 RS=0。RW=0。E=0。 E=1。 //寫入指令 check_BF()。}void write_char(char chardata) //寫入數(shù)據(jù)函數(shù){ check_BF()。 //檢查是否忙碌 LCDP=chardata。 //讀入字符 RS=1。 RW=0。E=0。E=1。 //寫入數(shù)據(jù)}下面就是抽取一段顯示函數(shù)的代碼，顯示函數(shù)的執(zhí)行離不開上面幾個功能設(shè)置函數(shù)，如下：void ShowState() //顯示狀態(tài)與速度{ int i。 write_inst(0x80)。 //寫入指令函數(shù)，作用是顯示位置的起始設(shè)置 for(i=0。SpeedChar[i]!=39。\039。i++) //速度顯示的數(shù)組 { write_char(SpeedChar[i])。 //寫入速度數(shù)組值 } write_inst(0x8d)。 //寫入指令函數(shù) for(i=0。SPEED[i]!=39。\039。i++) { write_char(SPEED[i])。 //速度顯示的數(shù)組} } 對于步進電機而言，它的一切運行都離不開脈沖，當(dāng)外界脈沖頻率變大時，它的運行速度就會成比例的上升。這里控制的原理是根據(jù)外部中斷的次數(shù)，將其數(shù)值放到存儲區(qū)。定時器通過不同的數(shù)值，然后就能相應(yīng)改變間隔時間，這樣就有效控制了脈沖間隔時間，即發(fā)送頻率，進而改變電機轉(zhuǎn)速。以下是部分程序：void SpeedUp() interrupt 0 //外部中斷0:加速程序{ if(state==1) //判斷系統(tǒng)運行狀態(tài) { if(RunSpeed30) //限制轉(zhuǎn)速范圍 RunSpeed=RunSpeed10。 //按鍵改變的大小 DoSpeed()。 //速度計算的函數(shù) write_inst(0x01)。 //清除顯示屏 ShowState()。 //LCD顯示函數(shù) } if (RunSpeed=55) //判定是否處于運行高速狀態(tài) LED_SP=0。 else LED_SP=1。 }void SpeedDowm() interrupt 2 //中斷1:減速程序{ if(state==1) { if(RunSpeed250) //限制轉(zhuǎn)速范圍 RunSpeed=RunSpeed+10。 //按鍵改變的大小 DoSpeed()。 //速度計算的函數(shù) write_inst(0x01)。 ShowState()。 //LCD顯示函數(shù) } if (RunSpeed=55) //判定是否處于運行高速狀態(tài) LED_SP=0。 else LED_SP=1。 }步進電機實際旋轉(zhuǎn)方向由繞組的電流勵滋順序決定，在此驅(qū)動電路中，L297的引腳“CW/CCW”。當(dāng)改變單片機引腳的電平，此時，L297的引腳“CW/CCW”電平也會隨之變化。通過這樣的設(shè)計原理，就可以利用程序函數(shù)，達到控制步進電機正反轉(zhuǎn)的要求。下面是部分程序：void Direction_Set(void) //方向設(shè)定函數(shù){ if(~direction) //檢測按鍵是否按下 { flag=!flag。 //方向標(biāo)志 if(flagamp。amp。state) //按鍵奇數(shù)次為正轉(zhuǎn) { RunState=RIGHT_RUN。 //正轉(zhuǎn) P0_0=1。 } else if(state) //按鍵偶數(shù)次為反轉(zhuǎn) { RunState=LEFT_RUN。 //反轉(zhuǎn) P0_0=0。 } write_inst(0x01)。 ShowState()。 //顯示旋轉(zhuǎn)狀態(tài) } while(~direction)。 //等待按鍵振動結(jié)束} } }此程序設(shè)計出發(fā)點是通過設(shè)定好固定角度的大小，然后讓步進電機運行相同的角度，用于模擬步進電機的實際應(yīng)用。對于一個步進電機而言，步距角是固定的。在正常運行的情況下，當(dāng)給定一個目的角度，步進電機就可以驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)精確地運行到固定角度，同時不需要任何反饋機制就能精確地運行，結(jié)束之后程序鎖定。在實際應(yīng)用中，就可以帶動執(zhí)行機構(gòu)鎖定一個設(shè)定方位進行運動。void SetAngle(void) //角度設(shè)定函數(shù) { unsigned char i； if(~Angle_SET) { while(!Angle_SET)。 //去按鍵抖動 while(Angle_SETamp。amp。state) //等待設(shè)定角度 { TYPEDEF_KEY value = NULL。 value = GetKey()。 //掃描按鍵函數(shù) switch(value) //選擇按鍵值 { case KEY_Add: //量值增加 if(angle==360) //限制角度范圍 angle=0。 else angle+=30。 //設(shè)置按鍵改變的大小 DoAngle()。 //計算角度 write_inst(0x01)。 // 清除顯示屏 ShowState()。 // 顯示函數(shù) break。 case KEY_Reduce: //量值減少 if(angle==0) //限制角度范圍 angle=360。 else angle=30。 //設(shè)置按鍵改變的大小 DoAngle()。 //計算角度 write_inst(0x01)。 // 清除顯示屏 ShowState()。 // 顯示函數(shù) break。 default: break。 } } num=angle/ 。 //設(shè)定角度換算成脈沖 for(i=0。inum。i++) //步進電機開始隨著脈沖執(zhí)