【正文】 1001此處以步進(jìn)電機(jī)在兩相四拍工作方式下正向勵(lì)磁為例，來(lái)說(shuō)明單片機(jī)是如何發(fā)送脈沖對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制的，其處理程序如下。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)反向勵(lì)磁與正向相似。該程序中A、NA、B、NB分別代表步進(jìn)電機(jī)的A相、A非相、B相、B非相信號(hào)所連接的單片機(jī)引腳。void drive() //正向驅(qū)動(dòng)子程序{ signal=0。 //勵(lì)磁信號(hào)標(biāo)志位復(fù)位 if(NAamp。amp。B) //A相和B相繞組導(dǎo)通 { NA=0。 A=1。 } else if(Aamp。amp。B) //A相和B非相繞組導(dǎo)通 { B=0。 NB=1。 } else if(Aamp。amp。NB) //A非相和B非相繞組導(dǎo)通 { A=0。 NA=1。 } else if(NAamp。amp。NB) //A非相和B相繞組導(dǎo)通 { NB=0。 B=1。 }}（二）系統(tǒng)中斷模塊本系統(tǒng)中斷分為外部INT中斷和內(nèi)部定時(shí)器TMR0中斷。外部INT中斷已在第三節(jié)鍵盤(pán)處理模塊中詳細(xì)講述，由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制信號(hào)的頻率是由TMR0溢出中斷的定時(shí)初值和分頻比決定的，這里著重講述內(nèi)部定時(shí)器TMR0中斷。內(nèi)部定時(shí)器TMR0中斷服務(wù)程序流程框圖如圖35所示 圖35 內(nèi)部定時(shí)器TMR0中斷服務(wù)流程圖內(nèi)部定時(shí)器中斷主要是利用單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)器的TMR0模塊（8位計(jì)數(shù)方式）產(chǎn)生不同周期的定時(shí)信號(hào)，每次中斷都給步進(jìn)電機(jī)兩個(gè)繞組一次脈沖，使得步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)節(jié)拍，因此步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是由單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器的中斷頻率來(lái)決定的，在不改變分頻器分頻比的情況下，不斷改變定時(shí)器的裝載初值就可改變電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。由于在不改變分頻比的情況下，定時(shí)器的定時(shí)范圍是有限的，并不能取到控制系統(tǒng)所想要的所有的控制信號(hào)頻率。因此為了使控制系統(tǒng)的運(yùn)行盡可能精確，減小運(yùn)行誤差，我們需要在每次進(jìn)入中斷之前重新設(shè)置分頻比，通過(guò)改變上述兩個(gè)參數(shù)來(lái)改變電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，將會(huì)使步進(jìn)電機(jī)盡可能接近理想轉(zhuǎn)速，以達(dá)到精確控制的目的。通過(guò)定時(shí)器中斷的方法產(chǎn)生硬件延時(shí)的效果，只需調(diào)整定時(shí)器的定時(shí)常數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)調(diào)速。這種方法占用CPU時(shí)間較少，利用PIC單片機(jī)可以達(dá)到精確控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的，是一種比較實(shí)用的調(diào)速方法。（三）步進(jìn)電機(jī)加減速模塊在第一章控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理中已對(duì)步進(jìn)電機(jī)的加減速原理作過(guò)詳細(xì)的闡述，而且確定了本控制系統(tǒng)是以勻加減方法即直線(xiàn)規(guī)律來(lái)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的加減速。本控制系統(tǒng)的加減速曲線(xiàn)如圖36所示。圖36 控制系統(tǒng)的加減速曲線(xiàn)本控制系統(tǒng)利用單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)加減速時(shí)，采用的是定時(shí)器中斷方式，實(shí)際上是改變定時(shí)器裝載值的大小，這在前面已經(jīng)說(shuō)明。在加減速的控制過(guò)程中，不一定每步都計(jì)算定時(shí)器重裝值，可以采用階梯曲線(xiàn)來(lái)逼近加減速曲線(xiàn)如圖37所示。在加速過(guò)程中，速度不是連續(xù)變化，而是分檔變化，為了與要求的加速頻率相逼近，必須確定每個(gè)階段上的運(yùn)行時(shí)間△t。時(shí)間△t越小，加速越快，反之越慢。程序執(zhí)行過(guò)程中，每次速度升一檔，都要計(jì)算這個(gè)臺(tái)階應(yīng)走的步數(shù)，然后以遞減方式檢查，當(dāng)減至零時(shí)，該檔速度運(yùn)行完畢，升入又一檔速度[15]。電機(jī)在加速過(guò)程中，對(duì)加速總步數(shù)進(jìn)行遞減操作，當(dāng)減至零時(shí)加速過(guò)程結(jié)束，轉(zhuǎn)入勻速運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程。減速過(guò)程的規(guī)律與加速相同只是按相反的順序進(jìn)行。在此過(guò)程中，時(shí)間△t是通過(guò)一定的數(shù)學(xué)運(yùn)算獲得的，由于PIC8位單片機(jī)的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力有限，建議使用數(shù)組的形式將各間隔時(shí)間作為常量事先存儲(chǔ)在單片機(jī)中，需要時(shí)直接調(diào)用即可。圖37 步進(jìn)電機(jī)的加減速曲線(xiàn)[15]在本控制系統(tǒng)中，軟件實(shí)現(xiàn)的方法是通過(guò)不斷修改定時(shí)器TMR0初值來(lái)實(shí)現(xiàn)的。首先應(yīng)根據(jù)輸出總脈沖數(shù)確定加速，恒速和減速的時(shí)間并確定下一的時(shí)間值，并將定時(shí)器的初值送給定時(shí)器TMR0，從電機(jī)啟動(dòng)瞬間開(kāi)始，每產(chǎn)生一個(gè)脈沖，通過(guò)查詢(xún)數(shù)組定時(shí)器初值增加某一定值，則相應(yīng)的脈沖周期減少，即脈沖頻率增加；若定時(shí)器初值逐步減少，則相應(yīng)的脈沖周期增加，即脈沖頻率減少[15]。單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)加減速的軟件流程圖如圖38所示。圖38 步進(jìn)電機(jī)加減速軟件流程圖（中斷部分）該控制系統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)加減速子程序是在中斷子程序中實(shí)現(xiàn)的，該程序如下所示：{ if (! steps) halt=1。 \\步進(jìn)電機(jī)停止標(biāo)志位置位 else \\電機(jī)正常運(yùn)行，對(duì)電機(jī)速度參數(shù)進(jìn)行 { \\設(shè)置 Signal=1。 \\電機(jī)驅(qū)動(dòng)標(biāo)志位置位 if(up) \\若電機(jī)處于加速狀態(tài)，設(shè)定速度參數(shù) { TMR0B=UP[i]。 i++。 } else if(down) \\若電機(jī)處于減速狀態(tài)，設(shè)定速度參數(shù) { TMR0B=DOWN[j]。 j++。 } else \\恒速運(yùn)行時(shí)設(shè)定電機(jī)參數(shù) TMR0=constant_rate。 } }結(jié)論單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的趨勢(shì)為單片化，即盡量發(fā)揮單片機(jī)的功效，使用盡量少的元器件與連線(xiàn)來(lái)構(gòu)成硬件，通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)盡量多的功能。我們?cè)O(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)大量使用了同步并行總線(xiàn)，簡(jiǎn)化了硬件系統(tǒng)的復(fù)雜度，同時(shí)使用模塊化設(shè)計(jì)思想提高了軟件的聚合度，利用按鍵進(jìn)行設(shè)置以及LCD顯示屏及時(shí)顯示，實(shí)現(xiàn)了軟件編寫(xiě)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)直觀(guān)易用，突出了在設(shè)計(jì)時(shí)的簡(jiǎn)單、易用、實(shí)用性強(qiáng)的原則。由于該系統(tǒng)是用于作為控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)速等各種狀態(tài)，所以在實(shí)際應(yīng)用中還有很多需要完善的地方。雖然真正的高精度的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)是相當(dāng)復(fù)雜的，但是我們制作的控制系統(tǒng)作為原理性的說(shuō)明已經(jīng)足夠了。通過(guò)對(duì)步進(jìn)電機(jī)工作參數(shù)設(shè)置，LCD顯示，加減速控制等功能的實(shí)現(xiàn)，我們完成了對(duì)單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的原理剖析，對(duì)步進(jìn)電機(jī)加減速技術(shù)有了一定了解，加深了對(duì)PIC單片機(jī)應(yīng)用的認(rèn)識(shí)，掌握了基于單片機(jī)的編程思想，為日后走向工作崗位積累了軟件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)及硬件制作方面的寶貴經(jīng)驗(yàn)。參考文獻(xiàn)[1] 許洪斌，杜向斌．步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]．重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)）．2008，第22卷，第5期）：3234．[2] 孟武勝，李亮．基于A(yíng)T89C52單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]．微電機(jī)．2007，第40卷，第3期）：6566．[3] 李榮正，劉啟中，陳學(xué)軍．PIC單片機(jī)原理及應(yīng)用（第2版）[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社．2005：1317．[4] 王曉明．電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002：181214．[5] 徐國(guó)山，潘振良．步進(jìn)電機(jī)的基本原理[J]．科技論壇，2007，第7期）：9．[6] 孫建忠，白鳳仙．特種電機(jī)及其控制[M]．北京：中國(guó)水利水電出版社，2005：147178．[7] 李曉貞，王福志，王忠舉．基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)調(diào)速研究[J]．農(nóng)業(yè)裝備與車(chē)輛工程．2008，第5期）：2223．[8] 朱利軍，袁麗娟，王應(yīng)海．液晶顯示模塊在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]．電子技術(shù)．2006)：52．[9] 懷業(yè)強(qiáng)，梁健宏．HY240128M201圖形點(diǎn)陣式液晶顯示模塊及其應(yīng)用[J]．電子設(shè)計(jì)應(yīng)用．2006，第3期）：136．[10] 金鵬電子有限公司．C系列中文液晶顯示模塊使用說(shuō)明書(shū)[PDF]．：//．gptlcm．．2005．[11] 田豐國(guó)，賀瑩，武淑娟．基于PIC16F877A單片機(jī)軟件環(huán)分的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)[J]．電氣技術(shù)2009，第3期）：58．[12] Microchip Technology Inc．PIC16F87X Data Sheet[PDF]．：//．microchip．．2001．[13] 何兵．基于MCS51單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制實(shí)現(xiàn)[J]．瀘州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)．2008，第1期）：5657．[14] 竇振中．PIC系列單片機(jī)原理和程序設(shè)計(jì)(第一版)[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1998：3436．[15] 袁麗娟，王應(yīng)海，朱利軍．SM8954A單片機(jī)在步進(jìn)電機(jī)升降速控制中的應(yīng)用[J]．電子技術(shù)，2007）：51．致謝在本文完稿之際，請(qǐng)?jiān)试S我向在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予我全力幫助和引導(dǎo)的老師表示由衷的感謝！在老師為我們打造的絕佳的設(shè)計(jì)環(huán)境和濃厚的學(xué)術(shù)氛圍中，我順利的完成了我大學(xué)時(shí)代的最后一次作業(yè)和步入社會(huì)的第一次考驗(yàn)。感謝我的導(dǎo)師，他那嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和豐富的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)永遠(yuǎn)是我們學(xué)習(xí)的榜樣。在祁老師這里，正直、誠(chéng)信、樂(lè)觀(guān)、寬博對(duì)我們來(lái)說(shuō)不再是簡(jiǎn)單的詞匯，對(duì)這些我們有了清醒直觀(guān)的認(rèn)識(shí)，這是我們寶貴的收獲，在將來(lái)的日子里將會(huì)使我們受益匪淺。最后，向各位和我一樣面臨就業(yè)或考研壓力卻對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)有所幫助的同學(xué)們表示衷心的感謝，同時(shí)也特別感謝學(xué)院和學(xué)校對(duì)我們畢業(yè)設(shè)計(jì)的大力支