【正文】 1001此處以步進電機在兩相四拍工作方式下正向勵磁為例，來說明單片機是如何發(fā)送脈沖對步進電機進行控制的，其處理程序如下。步進電動機反向勵磁與正向相似。該程序中A、NA、B、NB分別代表步進電機的A相、A非相、B相、B非相信號所連接的單片機引腳。void drive() //正向驅動子程序{ signal=0。 //勵磁信號標志位復位 if(NAamp。amp。B) //A相和B相繞組導通 { NA=0。 A=1。 } else if(Aamp。amp。B) //A相和B非相繞組導通 { B=0。 NB=1。 } else if(Aamp。amp。NB) //A非相和B非相繞組導通 { A=0。 NA=1。 } else if(NAamp。amp。NB) //A非相和B相繞組導通 { NB=0。 B=1。 }}（二）系統(tǒng)中斷模塊本系統(tǒng)中斷分為外部INT中斷和內部定時器TMR0中斷。外部INT中斷已在第三節(jié)鍵盤處理模塊中詳細講述，由于步進電動機控制信號的頻率是由TMR0溢出中斷的定時初值和分頻比決定的，這里著重講述內部定時器TMR0中斷。內部定時器TMR0中斷服務程序流程框圖如圖35所示 圖35 內部定時器TMR0中斷服務流程圖內部定時器中斷主要是利用單片機的內部定時器的TMR0模塊（8位計數(shù)方式）產(chǎn)生不同周期的定時信號，每次中斷都給步進電機兩個繞組一次脈沖，使得步進電機轉動一個節(jié)拍，因此步進電機的轉速是由單片機內部定時器的中斷頻率來決定的，在不改變分頻器分頻比的情況下，不斷改變定時器的裝載初值就可改變電機的運轉速度。由于在不改變分頻比的情況下，定時器的定時范圍是有限的，并不能取到控制系統(tǒng)所想要的所有的控制信號頻率。因此為了使控制系統(tǒng)的運行盡可能精確，減小運行誤差，我們需要在每次進入中斷之前重新設置分頻比，通過改變上述兩個參數(shù)來改變電機的運轉速度，將會使步進電機盡可能接近理想轉速，以達到精確控制的目的。通過定時器中斷的方法產(chǎn)生硬件延時的效果，只需調整定時器的定時常數(shù)就可以實現(xiàn)調速。這種方法占用CPU時間較少，利用PIC單片機可以達到精確控制步進電機轉速的目的，是一種比較實用的調速方法。（三）步進電機加減速模塊在第一章控制系統(tǒng)實現(xiàn)原理中已對步進電機的加減速原理作過詳細的闡述，而且確定了本控制系統(tǒng)是以勻加減方法即直線規(guī)律來實現(xiàn)步進電機的加減速。本控制系統(tǒng)的加減速曲線如圖36所示。圖36 控制系統(tǒng)的加減速曲線本控制系統(tǒng)利用單片機控制步進電機加減速時，采用的是定時器中斷方式，實際上是改變定時器裝載值的大小，這在前面已經(jīng)說明。在加減速的控制過程中，不一定每步都計算定時器重裝值，可以采用階梯曲線來逼近加減速曲線如圖37所示。在加速過程中，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，必須確定每個階段上的運行時間△t。時間△t越小，加速越快，反之越慢。程序執(zhí)行過程中，每次速度升一檔，都要計算這個臺階應走的步數(shù)，然后以遞減方式檢查，當減至零時，該檔速度運行完畢，升入又一檔速度[15]。電機在加速過程中，對加速總步數(shù)進行遞減操作，當減至零時加速過程結束，轉入勻速運轉過程。減速過程的規(guī)律與加速相同只是按相反的順序進行。在此過程中，時間△t是通過一定的數(shù)學運算獲得的，由于PIC8位單片機的數(shù)學運算能力有限，建議使用數(shù)組的形式將各間隔時間作為常量事先存儲在單片機中，需要時直接調用即可。圖37 步進電機的加減速曲線[15]在本控制系統(tǒng)中，軟件實現(xiàn)的方法是通過不斷修改定時器TMR0初值來實現(xiàn)的。首先應根據(jù)輸出總脈沖數(shù)確定加速，恒速和減速的時間并確定下一的時間值，并將定時器的初值送給定時器TMR0，從電機啟動瞬間開始，每產(chǎn)生一個脈沖，通過查詢數(shù)組定時器初值增加某一定值，則相應的脈沖周期減少，即脈沖頻率增加；若定時器初值逐步減少，則相應的脈沖周期增加，即脈沖頻率減少[15]。單片機控制步進電機加減速的軟件流程圖如圖38所示。圖38 步進電機加減速軟件流程圖（中斷部分）該控制系統(tǒng)的步進電機加減速子程序是在中斷子程序中實現(xiàn)的，該程序如下所示：{ if (! steps) halt=1。 \\步進電機停止標志位置位 else \\電機正常運行，對電機速度參數(shù)進行 { \\設置 Signal=1。 \\電機驅動標志位置位 if(up) \\若電機處于加速狀態(tài)，設定速度參數(shù) { TMR0B=UP[i]。 i++。 } else if(down) \\若電機處于減速狀態(tài)，設定速度參數(shù) { TMR0B=DOWN[j]。 j++。 } else \\恒速運行時設定電機參數(shù) TMR0=constant_rate。 } }結論單片機控制系統(tǒng)設計的趨勢為單片化，即盡量發(fā)揮單片機的功效，使用盡量少的元器件與連線來構成硬件，通過軟件來實現(xiàn)盡量多的功能。我們設計的步進電機控制系統(tǒng)大量使用了同步并行總線，簡化了硬件系統(tǒng)的復雜度，同時使用模塊化設計思想提高了軟件的聚合度，利用按鍵進行設置以及LCD顯示屏及時顯示，實現(xiàn)了軟件編寫簡單，系統(tǒng)直觀易用，突出了在設計時的簡單、易用、實用性強的原則。由于該系統(tǒng)是用于作為控制步進電機的轉向，轉速等各種狀態(tài)，所以在實際應用中還有很多需要完善的地方。雖然真正的高精度的步進電機控制系統(tǒng)是相當復雜的，但是我們制作的控制系統(tǒng)作為原理性的說明已經(jīng)足夠了。通過對步進電機工作參數(shù)設置，LCD顯示，加減速控制等功能的實現(xiàn)，我們完成了對單片機控制步進電機的原理剖析，對步進電機加減速技術有了一定了解，加深了對PIC單片機應用的認識，掌握了基于單片機的編程思想，為日后走向工作崗位積累了軟件開發(fā)設計及硬件制作方面的寶貴經(jīng)驗。參考文獻[1] 許洪斌，杜向斌．步進電機控制系統(tǒng)設計[J]．重慶工學院學報（自然科學）．2008，第22卷，第5期）：3234．[2] 孟武勝，李亮．基于AT89C52單片機的步進電機控制系統(tǒng)設計[J]．微電機．2007，第40卷，第3期）：6566．[3] 李榮正，劉啟中，陳學軍．PIC單片機原理及應用（第2版）[M]．北京：北京航空航天大學出版社．2005：1317．[4] 王曉明．電動機的單片機控制[M]．北京：北京航空航天大學出版社，2002：181214．[5] 徐國山，潘振良．步進電機的基本原理[J]．科技論壇，2007，第7期）：9．[6] 孫建忠，白鳳仙．特種電機及其控制[M]．北京：中國水利水電出版社，2005：147178．[7] 李曉貞，王福志，王忠舉．基于單片機的步進電機調速研究[J]．農業(yè)裝備與車輛工程．2008，第5期）：2223．[8] 朱利軍，袁麗娟，王應海．液晶顯示模塊在控制系統(tǒng)中的應用[J]．電子技術．2006)：52．[9] 懷業(yè)強，梁健宏．HY240128M201圖形點陣式液晶顯示模塊及其應用[J]．電子設計應用．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明書[PDF]．：//．gptlcm．．2005．[11] 田豐國，賀瑩，武淑娟．基于PIC16F877A單片機軟件環(huán)分的步進電機控制系統(tǒng)[J]．電氣技術2009，第3期）：58．[12] Microchip Technology Inc．PIC16F87X Data Sheet[PDF]．：//．microchip．．2001．[13] 何兵．基于MCS51單片機的步進電機正反轉控制實現(xiàn)[J]．瀘州職業(yè)技術學院學報．2008，第1期）：5657．[14] 竇振中．PIC系列單片機原理和程序設計(第一版)[M]．北京：北京航空航天大學出版社，1998：3436．[15] 袁麗娟，王應海，朱利軍．SM8954A單片機在步進電機升降速控制中的應用[J]．電子技術，2007）：51．致謝在本文完稿之際，請允許我向在進行畢業(yè)設計中給予我全力幫助和引導的老師表示由衷的感謝！在老師為我們打造的絕佳的設計環(huán)境和濃厚的學術氛圍中，我順利的完成了我大學時代的最后一次作業(yè)和步入社會的第一次考驗。感謝我的導師，他那嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和豐富的實戰(zhàn)經(jīng)驗永遠是我們學習的榜樣。在祁老師這里，正直、誠信、樂觀、寬博對我們來說不再是簡單的詞匯，對這些我們有了清醒直觀的認識，這是我們寶貴的收獲，在將來的日子里將會使我們受益匪淺。最后，向各位和我一樣面臨就業(yè)或考研壓力卻對我的畢業(yè)設計有所幫助的同學們表示衷心的感謝，同時也特別感謝學院和學校對我們畢業(yè)設計的大力支