【導(dǎo)讀】民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。研究步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)，對(duì)提高控制精度和響應(yīng)速度、節(jié)約能源。等都具有重要意義。狀態(tài)進(jìn)行控制，并用數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示電機(jī)的轉(zhuǎn)速。系統(tǒng)由硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分組成。軟件設(shè)計(jì)包括鍵盤控制、步進(jìn)電機(jī)脈沖、數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示以及轉(zhuǎn)速信號(hào)采集模塊的控。軟件采用在IARforMSP430軟件環(huán)境。下編輯的C語言。本系統(tǒng)具有智能性、實(shí)用性及可靠性的特點(diǎn)。

　　

【正文】 中，主程序采用查詢方式掃描鍵盤端口，檢測(cè)按鍵動(dòng)作是否發(fā)生，若有按鍵動(dòng)作則處理鍵盤，根據(jù)按鍵值修改相應(yīng)參數(shù)值，實(shí)現(xiàn)鍵盤的實(shí)時(shí)處理功能。定時(shí)器 0中斷服務(wù)程序控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)：根據(jù)當(dāng)前顯示的速度進(jìn)行鍵盤手動(dòng)改變 T0 定時(shí)時(shí)間常數(shù)，設(shè)置 TH0 和 TL0的值，達(dá)到對(duì)轉(zhuǎn)速精確控制的目的；根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制位的值，控制脈沖信號(hào)循環(huán)移動(dòng)的方向，達(dá)到對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制的目的。 說明如下： ，改變系統(tǒng)內(nèi)部 變量值。 ，控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。 ，控制數(shù)碼管顯示。 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 圖 調(diào)試狀態(tài) 主程序流程圖 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的主程序在對(duì)整個(gè)系統(tǒng)初始化后主要完成讀鍵盤和處理鍵盤的功能，如圖 44所示： 第四章 控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 26 圖 44 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)主程序流程圖 系統(tǒng)上電復(fù)位后，先調(diào)用初始化子程序，對(duì)步進(jìn)電機(jī)各端口，相關(guān)參數(shù)進(jìn)行初始化，設(shè)置 T0 工作方式控制時(shí)間常數(shù)。初始化完成后，步進(jìn)電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)， T0 定時(shí)器處于關(guān)閉狀態(tài)。然后循環(huán)調(diào)用讀鍵盤子程序和鍵盤處理子程序，等待中斷，以便實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制。 讀鍵盤子程序流程圖 首先初始化實(shí)際鍵值參數(shù)為 0FH，然后掃描 P2 口，與初始值比較，相等則說 明沒有鍵按下，不相等則軟件消抖，以便確認(rèn)是否真的有鍵按下。延時(shí) 10ms 后再次掃描 P2 口，第二次與初始值比較，若相等則表明前一次比較不相等是由抖動(dòng)產(chǎn)生；如果相等則表明確實(shí)有鍵按下。執(zhí)行鍵盤之程序里的指令，將相應(yīng)的變量值改變，為鍵盤處理子程序做準(zhǔn)備。程序流程圖如圖 45所示 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 圖 45掃描鍵盤字程序流程圖 鍵盤 處理子程序流程圖 按鍵處理子程序流程圖如圖 46 所示： 第四章 控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 28 圖 46鍵盤處理子程序流程圖 步進(jìn)電機(jī)的啟停控制通過啟停定時(shí)器 T0 來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槎〞r(shí)器 T0 控制著脈沖信號(hào)的輸出，關(guān)閉定時(shí)器 T0也就阻止了脈沖信號(hào)的輸出。 程序編寫如下 ORG 0000h LJMP MAIN ORG 0030h MAIN: MOV DPTR,TAB 。將表 頭放入 DPTR LCALL KEY 。調(diào)用鍵盤掃描程序 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 MOVC A,@A+DPTR 。查表后將鍵值送入 ACC MOV P0,A 。將 Acc 值送入 P0 口 CLR 。開顯示 LJMP MAIN 。返回調(diào)用子程序反復(fù)循環(huán)顯示 KEY: LCALL KS 。調(diào)用檢測(cè)按鍵子程序 JNZ K1 。有鍵按下繼續(xù) LCALL DELAY2 。無鍵按下調(diào)用延時(shí)去抖動(dòng)程序 AJMP KEY 。返回繼續(xù)檢測(cè)有無按鍵按下 K1: LCALL DELAY2 LCALL DELAY2 。有鍵按下繼續(xù)延時(shí)去抖動(dòng) LCALL KS 。再一次調(diào)用檢測(cè)按鍵程序 JNZ K2 。確認(rèn)有按下進(jìn)行下一步 AJMP KEY 。無鍵按下返回繼續(xù)檢測(cè) K2: MOV R2,0EFH 。將掃描值送入 R2 暫存 MOV R4,00H 。將第一列的列值 00H 送入 R4 暫存 ,R4 用于存放列值。 K3: MOV P2,R2 。將 R2的值送入 P2 口 L6: JB ,L1 。 等于 1 跳轉(zhuǎn)到 L1 MOV A,00H 。將第一行的行值 00H 送入 ACC AJMP LK 。跳轉(zhuǎn)到鍵值處理程序 L1: JB ,L2 。 等于 1 跳轉(zhuǎn)到 L2 MOV A,04H 。將第二行的行值送入 ACC AJMP LK 。跳轉(zhuǎn)到鍵值理程序進(jìn)行鍵值處理 L2: JB ,L3 。 等于 1 跳轉(zhuǎn)到 L3 MOV A,08H 。將第三行的行值送入 ACC AJMP LK 。跳轉(zhuǎn)到鍵值處理程序 L3: JB ,NEXT 。 等于 1 跳轉(zhuǎn)到 NEXT 處 MOV A,0cH 。將第四行的行值送入 ACC LK: ADD A,R4 。行值與列值相加后的鍵值送入 A 第四章 控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 30 PUSH ACC 。將 A中的值送入堆棧暫存 K4: LCALL DELAY2 。調(diào)用延時(shí)去抖動(dòng)程序 LCALL KS 。調(diào)用按鍵檢測(cè)程序 JNZ K4 。按鍵沒有松開繼續(xù)返回檢測(cè) POP ACC 。將堆棧的值送入 ACC RET NEXT: INC R4 。將列值加一 MOV A,R2 。將 R2的值送入 A JNB ,KEY 。掃描完成跳至 KEY 處進(jìn)行下一回合的掃描 RL A 。掃描未完成將 A 中的值右移一位進(jìn)行下一列的掃描 MOV R2,A 。將 ACC 的值送入 R2暫存 AJMP K3 。跳轉(zhuǎn)到 K3繼續(xù) KS: MOV P2,0FH 。將 P2口高四位置 0低四位值 1 MOV A,P2 。讀 P2口 XRL A,0FH 。將 A中的值與 A 中的值相異或 RET 。子程序返回 DELAY2: 。40ms 延時(shí)去抖動(dòng)子程序 8*FA*2=40ms MOV R5,08H L7: MOV R6,0FAH L8: DJNZ R6,L8 DJNZ R5,L7 RET 電機(jī)控制中斷程序流程圖 定時(shí)器中斷 0服務(wù)程序流程圖如圖 47所示： 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 圖 47 定時(shí)器中斷 0服務(wù)程序流程圖 定時(shí)器中斷 0服務(wù)程序的中斷時(shí)間由當(dāng)前的轉(zhuǎn)速?zèng)Q 定。進(jìn)入中斷程序后，首先要保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，再根據(jù)當(dāng)前值設(shè)置 TH0和 TL0 的值。然后判斷轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制位的值，如果是 0則控制脈沖信號(hào) 、 輸出，如果是 1則控制脈沖信號(hào) 、 輸出。最后恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，返回，等待下次中斷。 通過用當(dāng)前轉(zhuǎn)速控制中斷時(shí)間，控制了脈沖的輸出頻率，也就到達(dá)了控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度的目的；通過檢測(cè)方向控制位的電平，選擇脈沖信號(hào) 、 與 、 間的切換，控制了步進(jìn)電機(jī)各引出端的接通順序，也就到實(shí)現(xiàn)了步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的控制。 各模塊控制的詳細(xì)程序附于最后。 程序 編寫如下 include include define uchar unsigned char define uint unsigned int 第四章 控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 32 uchar temp1。 uchar temp2。 //定義占空比的變量 uchar m1=0。 /* 電機(jī) 1 速度值 */ uchar m2=0。 /* 電機(jī) 2 速度值 */ uchar t=0。 //定義中斷記數(shù)器 uchar flag。 uchar jishu。 //電機(jī)控制位定義 sbit en1=P2^2。 /* L298 的 Enable A */ sbit en2=P2^5。 /* L298 的 Enable B */ sbit s1=P2^0。 /* L298 的 Input 1 */ sbit s2=P2^1。 /* L298 的 Input 2 */ sbit s3=P2^3。 /* L298 的 Input 3 */ sbit s4=P2^4。 /* L298 的 Input 4 */ delay(uchar z) { uchar i,j。 for(i=0。iz。i++) { for(j=0。j1000。j++)。 } } void timer0() interrupt 1 using 2 { TMOD=0x01。 TH0=(6553650)/256。 //一次中斷的時(shí)間為 50us TL0=(6553650)%256。 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 if(t==0) /* 1 個(gè) PWM 周期完成后才會(huì)接受新數(shù)值 */ { temp1=m1。 temp2=m2。 } if(ttemp1) { s1=1。 s2=0。 } else { s1=0。 /* 產(chǎn)生電機(jī) 1 的 PWM 信號(hào) */ //一個(gè) PWM 信號(hào)的周期為 s2=0。 } if(ttemp2) { s3=1。 s4=0。 } else { s3=0。 s4=0。 }/* 產(chǎn)生電機(jī) 2 的 PWM 信號(hào) */ t++。 //完成一次中斷，記數(shù)一次 if(t=50) t=0。 /* 1 個(gè) PWM 信號(hào)由 50 次中斷產(chǎn)生 */ 第四章 控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 34 jishu++。 } void main() { TMOD=0x01。 TH0=(6553650)/256。 //一次中斷的時(shí)間為 50us TL0=(6553650)%256。 EA=1。 ET0=1。 TR0=1。 while(1) { en1=1。 en2=1。 m1=5。 m2=5。 delay(10000)。 m1=0。 m2=0。 } } 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試 系統(tǒng)的調(diào)試 在系統(tǒng)完成后測(cè)試系統(tǒng)，檢查硬件和軟件是否能夠協(xié)調(diào)運(yùn)行，并對(duì)系統(tǒng)出現(xiàn)的情況進(jìn)行分析，看是否能夠達(dá)到系統(tǒng)創(chuàng)作之初所設(shè) 想的效果，如達(dá)不到則重新修改系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)或者修改軟件的程序部分，直到達(dá)到設(shè)計(jì)需要為止。 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路為：首先從整體上劃分出各功能模塊，然后硬件和軟件同時(shí)進(jìn)行依次完成各個(gè)功能模塊，最后將各個(gè)模塊聯(lián)系起來完成整個(gè)系統(tǒng)。 在硬件調(diào)試的過程中，遇到了很多問題。主要有： 1. 確定步進(jìn)電機(jī)的使用方法，和控制模式。此處尤為重要，這是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，也是確定軟件是否能控制步進(jìn)電機(jī)思路的開端。 ，在多次運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)按鍵是否按下難以直觀準(zhǔn)確判斷，在此處進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，為每一個(gè)按鍵接上一個(gè)發(fā)光二極管，當(dāng) 有鍵按下時(shí)，相對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管變亮，使得按鍵動(dòng)作形象直觀。并以此方法測(cè)試步進(jìn)電機(jī)控制程序。 12V 直流電源，測(cè)量 LM7805 輸出腳對(duì)地電壓，是否為 5V左右，這個(gè)電壓的測(cè)量可以直接在 L