【文章內(nèi)容簡介】 中 斷反 轉(zhuǎn)方 向 標(biāo) 志 = 1正 轉(zhuǎn)返 回調(diào) 速Y N圖 41 程序流程圖 12 控制功能實現(xiàn) 本系統(tǒng)要實現(xiàn)的主要功能是控制步進電機的啟停，正反轉(zhuǎn)，加減速和步距角，通過控制脈沖輸出順序和脈沖個數(shù)實現(xiàn)上述功能，單片機系統(tǒng)經(jīng)過初始化后，進入按鍵掃描程序，等待用戶操作，當(dāng)按下相應(yīng)的設(shè)置按鍵，在按下啟停鍵后，啟動定時器 T0 中斷，進入中斷服務(wù)程序，系統(tǒng)便按照設(shè)定的參數(shù)和模式向 P1 口傳送脈沖信號序列。 啟?？刂? 通過控制啟停標(biāo)志位置“ 1”或置“ 0”，中斷響應(yīng)輸出或關(guān)閉中斷。 if(K1==0) { beep()。 while(K1==0)。 //等待鍵釋放 on_off=~on_off。 //啟停標(biāo)志位，每次按鍵按下取反切換 motor_RUN()。 //運行并顯示 } //K1 end 步進角控制 該步進電機為減速電機，減速比為 1： 64，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈需要輸入64 個脈沖，轉(zhuǎn)過的角位移量用 ? 表示，則 360 ? ?? ? ? （ 41） 步進電機轉(zhuǎn)一圈轉(zhuǎn)過的角度為 176?？刂迫?shù)即可控制其步進角。 if(K2==0) { beep()。 if(snum_dr==1) { snum++。 //圈數(shù)標(biāo)志位，每次按鍵按下圈數(shù)自加 1 snum1=snum。 if(snum==0x14) { snum_dr=~snum_dr。} //大于設(shè)定圈數(shù)，取反 } else {snum。 //圈數(shù)自減 1 snum1=snum。 if(snum==0x01) { snum_dr=~snum_dr。 } } } //K2 end 13 正、反轉(zhuǎn)控制 步進電機正轉(zhuǎn)時，單片機 P1 口輸出的驅(qū)動脈沖序列為從上到下；將單片機反向輸出該組序列即可實現(xiàn)步進電機的反轉(zhuǎn)。 表 41 步進電機四相八拍正轉(zhuǎn)表 轉(zhuǎn)向 A（ ） B（ ） C（ ） D（ ） 16 進制 正轉(zhuǎn) 1 1 1 0 0x0E 1 0 1 0 0x0A 1 0 1 1 0x0B 1 0 0 1 0x09 1 1 0 1 0x0D 0 1 0 1 0x05 0 1 1 1 0x07 0 1 1 0 0x06 加、減速控制 步進電機主軸旋轉(zhuǎn)一圈則需要 64? 64 步，即 4096 步，通過細(xì)分步數(shù)就可以達到調(diào)速的目的。下面也是通過按鍵掃描后整定參數(shù)，中斷時執(zhí)行。 if(K4==0) { beep()。 if(rate_dr==1) { rate++。 //速度自加 1 if(rate==0x10) { rate_dr=~rate_dr。} //速度標(biāo)志位取反，速度減小 } else { rate。 //速度自減 1 if(rate==0x01) { rate_dr=~rate_dr。 } //速度標(biāo)志位取反，速度增大 } } //K4 end 中斷服務(wù)程序 void motor_onoff() interrupt 1 { TL0 = 0x33。 14 TH0 = 0xf5。 q++。 if(q rate) { return。 } else { q=0。 number++。 //脈沖計數(shù) if(number==64) //64 個脈沖電機轉(zhuǎn)一圈 { snum。 number=0。 number1++。 } //電機轉(zhuǎn)動圈數(shù) if(direction==1) //方向標(biāo)志 { if(v8) {P1 = FFW[v]。v++。} //取數(shù)據(jù) ，正轉(zhuǎn) if(v==8) { v=0。 } } else { if(v8) {P1 = REV[v]。v++。} //取數(shù)據(jù)，反轉(zhuǎn) if(v==8) { v=0。 } } } } 顯示功能實現(xiàn) 顯示功能是本系統(tǒng)的重要組成部分。首先，程序開始運行時對 LCD 進行初始化設(shè)置，然后，載入定時器初值，其次，判斷 LCD 是否可 以寫入，不忙則進入下一步，依次顯示運行狀態(tài)、運行方向標(biāo)志，速度、圈數(shù)。最后鍵盤掃描，判斷各項標(biāo)志，等待進入中斷服務(wù)程序，返回進入下一個循環(huán)周期。通過程序的片段說明如何實現(xiàn)該功能，附錄有詳細(xì)的代碼。 顯示運行狀態(tài) void motor_RUN() { if(on_off==1) 15 { TR0=1。 lcd_pos(0)。 //設(shè)置顯示位置為第一行的第 1 個字符 m = 0。 while(cdis5[m] != 39。\039。) { lcd_wdat(cdis5[m])。 //運行狀態(tài)： RUNNING m++。 } motor_DR()。 //顯示運行方向標(biāo)志 } else { TR0=0。 P0 =0x0f。 lcd_pos(0)。 //設(shè)置顯示位置為第一行的第 1 個字符 m = 0。 while(cdis3[m] != 39。\039。) { lcd_wdat(cdis3[m])。 //STOP m++。 } motor_DR()。 snum=snum1。 number1=0。 //清圈數(shù)計數(shù)器 } } 錯誤 !未找到引用源。 本章小結(jié) 程序設(shè)計采用 C 語言。因為 C 語言是一種結(jié)構(gòu)化語言，可產(chǎn)生緊湊代碼。 C 語言相對匯編語言比較簡單明了，僅要求對 8051 的存儲結(jié)構(gòu)了解，可讀性比較強，編程和調(diào)試時間顯著縮短，且容易移植。所以 C 語言運用相對較好。 程序設(shè)計的時候注意問題就是標(biāo)注要整齊規(guī)范，開頭要聲明好函數(shù)和變量。養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣可以事半功倍。 16 第五章 Proteus 仿真與實物驗證 引言 硬件和軟件設(shè)計都完成后，系統(tǒng)的仿真電路采用 Proteus 設(shè)計， PCB印刷電路板采用 Protel 設(shè)計，實物電路板的制作采用熱轉(zhuǎn)印法完成。然后焊接外圍電路完成實物制作，控制系統(tǒng)完成后，我們加 入一個控制對象（ DIY），實物演示步進電機的正反轉(zhuǎn)、加減速和精確控制步距角等，同時LCD1602 顯示器顯示所有的運行狀態(tài)。 設(shè)計圖 圖 Proteus 仿真運行狀態(tài)圖 17 圖 Proteus 仿真運行正轉(zhuǎn)波形圖 圖 Proteus 仿真運行反轉(zhuǎn)波形圖 A B C D A B C D 18 圖 54 PCB 印刷電路圖 本章小結(jié) 根據(jù)設(shè)計的要求簡單、穩(wěn)定、可靠的原則，實物采用熱轉(zhuǎn)印法制作印刷電路板，目的是為了讓產(chǎn)品設(shè)計得美觀而又實用，該設(shè)計還加入一個控制對象（ DIY），它裝置在步進電機的主軸上，這樣設(shè)計比較容易實現(xiàn)，經(jīng)過實驗驗證，基本上可以達到設(shè)計要求。 19 結(jié)論 本畢業(yè)設(shè)計從 3 月 11 日開始?xì)v時三個月左右的時間，我在這段時間里通過查閱相關(guān)文獻，寫開題報告，翻譯英文文獻等一系列畢業(yè)設(shè)計的前期工作，我學(xué)到了如何自己開始設(shè)計一樣屬于自己的東西。然后我在進行系統(tǒng)的方案設(shè)計和硬件的選型，對我設(shè)計的題目基于 C51 單片機的步進電機控制系統(tǒng)有一個從局部到整體的全局觀，我就先從硬件電路設(shè)計入手，我采用了倒序的方法完成我的設(shè)計，首先，我準(zhǔn)備了畢業(yè)設(shè)計的所需要到的器件，經(jīng)過制電路板，焊接， 調(diào)試把實物制作出來，其次，進入軟件設(shè)計階段，軟件設(shè)計其實很簡單，就是讓機器按照你的意思去工作，當(dāng)單片機成功運行起來的時候，令我有一種成功的喜悅感。這種成功的感覺會讓我不斷的去學(xué)習(xí)和改進。下面是我回顧本設(shè)計中遇到的一些實際問題和如何解決這些問題。簡要概述如下： 首先，電路原理圖運用 PORTEL 軟件設(shè)計，元件庫沒有的元件必須要自己建立，在設(shè)計 PCB 印刷電路圖時最好自己建立一個封裝庫，還有學(xué)會使用快捷鍵操作也是必要的，這樣在設(shè)計原理圖時會更有效率。 然后，程序設(shè)計要規(guī)范書寫，必要的時候多添加一些標(biāo)注，方便記憶。按 鍵掃描采用的是順序結(jié)構(gòu)而不是選擇結(jié)構(gòu)，這點要清楚。 其次，軟件下載要注意選擇的是什么系列的單片機芯片，只有 STC 的才需要用到 USB 轉(zhuǎn) RS232 數(shù)據(jù)線。 最后，制作實物時焊接有很多注意事項，最主要的是判斷器件的各個引腳是不是和原理圖是一樣的，不一樣就要按照實物的管腳接，焊接時還要注意焊接溫度，不要在同一焊點停留太久，以免燒毀元件。還有許多需要注意的地方不能詳盡說明，需要在實踐操作中去體會和摸索，對該設(shè)計我相信還有許多能夠改進的地方，我愿意虛心接受批評和建議，爭取做的更好。 20 參考文獻 [1] 盧 超 .基于 Proteus 的步進電機控制系統(tǒng)仿真設(shè)計 [J].實驗室研究與探索 .(6):5457. 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