【導(dǎo)讀】并且闡述了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、角度、轉(zhuǎn)矩的控制原理。進(jìn)電機(jī)控制器的設(shè)計(jì)方案，并繪制了原理圖和PCB板圖，撰寫了程序源代碼。仿真和功能的理論驗(yàn)證。最后通過硬件的調(diào)試驗(yàn)證程序代碼的實(shí)際功能，完成。步進(jìn)電機(jī)的機(jī)理是基于最基本的電磁鐵作用，其原始模。1870年前后開始以控制為目的的嘗試，應(yīng)用于。氬弧燈的電極輸送機(jī)構(gòu)中。這被認(rèn)為是最初的步進(jìn)電動(dòng)。此后，在電話自動(dòng)交。換機(jī)中廣泛使用了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。運(yùn)而生，而半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展則推進(jìn)了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在眾多領(lǐng)域的應(yīng)用。年間，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)迅速地發(fā)展并成熟起來。從發(fā)展趨向來講，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)已經(jīng)。我國(guó)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的研究及制造起始于本世紀(jì)50年代后期。這些產(chǎn)品以多段結(jié)構(gòu)三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為主。電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)和研究有所突破。除反映在驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)方面的長(zhǎng)足進(jìn)步外，對(duì)反。應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)本體的設(shè)計(jì)研究發(fā)展到一個(gè)較高水平。中期為成品發(fā)展階段，新品種高性能電動(dòng)機(jī)不斷被開發(fā)。

　　

【正文】 將在本章各節(jié)做詳細(xì)講解。 系統(tǒng)軟件主流程圖 當(dāng)給系統(tǒng)供電以后，通過單片機(jī)復(fù)位電路對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行上電復(fù)位系統(tǒng)經(jīng)過初始化以后，便開始執(zhí)行按鍵查詢等待相應(yīng)的操作， 當(dāng)有按鍵按下的時(shí)候程序便調(diào)用并執(zhí)行相應(yīng)的子程序，其具體的主流程圖 如下所示： 圖 主程序圖 開始系統(tǒng)初始化相應(yīng)按鍵子程序按鍵判斷NY相應(yīng)顯示子程序結(jié)束陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn) 30 系統(tǒng)初始化流程圖 對(duì)相應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行初始化，包括系統(tǒng)上電默認(rèn)運(yùn)行參數(shù)設(shè)定 ，包括兩相四拍的工作方式，初始速度檔位是 30 轉(zhuǎn) /分 ，系統(tǒng)中斷設(shè)定，定時(shí)器設(shè)定，載入定時(shí)器初值和默認(rèn)的工作參數(shù)等 ，具體流程圖如圖 所示。 開 始定 時(shí) 器 中 斷 允 許定 時(shí) 器 0 工 作 方 式 2載 入 定 時(shí) 器 初 值定 時(shí) 器 0 和 定 時(shí) 器 1 開 啟載 入 默 認(rèn) 工 作 參 數(shù)各 個(gè) 端 口 初 始 化 圖 系統(tǒng)初始化流程圖 按鍵子程序 延時(shí)子程序：在本延時(shí)子程序當(dāng)中每調(diào)用一次延時(shí)子程序延時(shí) 1 毫秒。 按 鍵響應(yīng)子函數(shù)：在本設(shè)計(jì)當(dāng)中按鍵的一端接地，另一端接單片機(jī)的陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn) 31 對(duì)應(yīng)端口，所以當(dāng)按鍵按下，既是將單片機(jī)對(duì)應(yīng)端口電平拉低。所以在編程的時(shí)候判斷按鍵按下是低電平有效。 圖 畫出的是電機(jī)增速和減速的子程序框圖。 程 序 入 口去 抖 動(dòng)結(jié) 束速 度 檔 位 加 1判 斷 增 速 按 鍵 按 下再 次 判 斷判 斷 是 否 是 最 高 速NYNYNY程 序 入 口去 抖 動(dòng)結(jié) 束速 度 檔 位 減 1判 斷 減 速 按 鍵 按 下再 次 判 斷判 斷 是 否 是 最 低 速YYNYNN 圖 增速減速子程序 讀 ADC0804 和模式切換程序框圖如下圖 所示，在本設(shè)計(jì)當(dāng)中我的模式切換按鍵只有一個(gè)，負(fù)責(zé)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，電流控制和電機(jī)啟動(dòng)和停止控制。由于編程的時(shí)候設(shè)置的系統(tǒng)工作的默認(rèn)狀態(tài)是正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 30 轉(zhuǎn) /分。所以通過連續(xù)按 模式切換鍵依次實(shí)現(xiàn)的功能是電機(jī)反轉(zhuǎn)并顯示轉(zhuǎn)速，顯示電機(jī)電流，系統(tǒng)停止工作，系統(tǒng)正轉(zhuǎn)并顯示轉(zhuǎn)速依次切換。編程控制ADC0804 工作就主要是負(fù)責(zé)讀和寫端口的電平來實(shí)現(xiàn)的。 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn) 32 程 序 入 口讀 出 的 數(shù) 據(jù) 賦 予 a d d a t aP 1 口 全 部 置 1 準(zhǔn) 備啟 動(dòng) 0 8 0 4 開 始 測(cè) 電 壓讀 轉(zhuǎn) 換 后 的 數(shù) 據(jù)讀 數(shù) 完 畢 返 回初 始 化電 機(jī) 反 轉(zhuǎn) 及 顯 示系 統(tǒng) 停 止 工 作按 鍵 判 斷按 鍵 判 斷檢 測(cè) 電 流 及 顯 示按 鍵 判 斷NNNYYYY按 鍵 判 斷N 圖 讀 ADC0804 子程序及 模 式切換子程序 源程序代碼 include static unsigned int count。 //計(jì)數(shù) static int step_index。 //步進(jìn)索引數(shù)，值為 0－ 7 static bit turn。 //步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向 static bit stop_flag。 //步進(jìn)電機(jī)停止標(biāo)志 static int speedlevel。 //步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速參數(shù)，數(shù)值越大速度越慢，最小值為 1，速度最快 static int spcount。 //步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速參數(shù)計(jì)數(shù) void delay(unsigned int endcount)。 //延時(shí)函數(shù)，延時(shí)為 endcount* void gorun()。 //步進(jìn)電機(jī)控制步進(jìn)函數(shù) void main(void) 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn) 33 { count = 0。 step_index = 0。 spcount = 0。 stop_flag = 0。 P1_0 = 0。 P1_1 = 0。 P1_2 = 0。 P1_3 = 0。 EA = 1。 //允許 CPU 中斷 TMOD = 0x11。 //設(shè)定時(shí)器 0和 1為 16位模式 1 ET0 = 1。 //定時(shí)器 0中斷允許 TH0 = 0xFE。 TL0 = 0x0C。 //設(shè)定時(shí)每隔 中斷一次 TR0 = 1。 //開始計(jì)數(shù) turn = 0。 speedlevel = 2。 delay(10000)。 speedlevel = 1。 do{ speedlevel = 2。 delay(10000)。 speedlevel = 1。 delay(10000)。 stop_flag=1。 delay(10000)。 stop_flag=0。 Turn=!turn。 }while(1)。 } 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn) 34 //定時(shí)器 0中斷處理 void timeint(void) interrupt 1 { TH0=0xFE。 TL0=0x0C。 //設(shè)定時(shí)每隔 中斷一次 count++。 spcount。 if(spcount=0) { spcount = speedlevel。 gorun()。 } } void delay(unsigned int endcount) { count=0。 do{}while(countendcount)。 } void gorun() { if (stop_flag==1) { P1_0 = 0。 P1_1 = 0。 P1_2 = 0。 P1_3 = 0。 return。 } switch(step_index) { 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn) 35 case 0: //0 P1_0 = 1。 P1_1 = 0。 P1_2 = 0。 P1_3 = 0。 break。 case 1: //0、 1 P1_0 = 1。 P1_1 = 1。 P1_2 = 0。 P1_3 = 0。 break。 case 2: //1 P1_0 = 0。 P1_1 = 1。 P1_2 = 0。 P1_3 = 0。 break。 case 3: // 2 P1_0 = 0。 P1_1 = 1。 P1_2 = 1。 P1_3 = 0。 break。 case 4: //2 P1_0 = 0。 P1_1 = 0。 P1_2 = 1。 P1_3 = 0。 break。 case 5: // 3 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn) 36 P1_0 = 0。 P1_1 = 0。 P1_2 = 1。 P1_3 = 1。 break。 case 6: //3 P1_0 = 0。 P1_1 = 0。 P1_2 = 0。 P1_3 = 1。 break。 case 7: // 0 P1_0 = 1。 P1_1 = 0。 P1_2 = 0。 P1_3 = 1。 } if(turn==0) { step_index++。 if (step_index7) step_index=0。 } else { step_index。 if (step_index0) step_index=7。 } } 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 結(jié)論 37 結(jié) 論 經(jīng)過為期一學(xué)期的學(xué)習(xí)和努力，本次設(shè)計(jì)順利完成，具體結(jié)論如下： 采用單片機(jī)作為控制核心，利用其強(qiáng)大的功能，把鍵盤電路和 數(shù)碼管顯示電路 ，電機(jī) 驅(qū)動(dòng)電路，電機(jī)電流檢測(cè)電路 有機(jī) 的結(jié)合起來，組成一個(gè)操作方便，交互性強(qiáng)的簡(jiǎn)單 系統(tǒng)。 通過系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)，完成了全部的設(shè)計(jì)任務(wù)，具體功能如下：完成了整個(gè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件編程，能通過鍵盤電路控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制， 能實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速控制， 實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速最低 25 轉(zhuǎn) /分，最高轉(zhuǎn)速 180 轉(zhuǎn) /分 ； 通過編程實(shí)現(xiàn)了通過單片機(jī)能輸出兩相四拍和兩相八拍的脈沖控制序列。驅(qū)動(dòng)電路能提供 12V， 的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；整個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)動(dòng)方向，檢測(cè)到的電機(jī)電流的大小等都能通過數(shù)碼管顯示出來； 整個(gè)的成果形式 是最終以步進(jìn)電機(jī)控制電路板的形式展示出來了。 在本設(shè)計(jì)中作為電機(jī)正常工作比較重要的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，本設(shè)計(jì)中是采用驅(qū)動(dòng)芯片 L298 及其外圍電路來實(shí)現(xiàn)的，其特點(diǎn)是成本低，可靠性高，出現(xiàn)問題容易維護(hù)，實(shí)現(xiàn)相對(duì)容易等特點(diǎn)。 在電機(jī)工作模式上本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的兩相四拍和兩相八拍兩種脈沖控制方式。 后續(xù)工作： 在本次設(shè)計(jì)中更多的是注重整體功能的實(shí)現(xiàn)，所以本系統(tǒng)采用了開環(huán)控制的方式，電機(jī)也是選用的最常用的反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)。通過在本設(shè)計(jì)中的學(xué)習(xí)和查閱資料，想要得到更高性能的控制，可以選用混合式步進(jìn)電機(jī)。 本系統(tǒng) 在設(shè)計(jì)的過程中由于沒有考慮到單片機(jī)的端口有限，所以在本設(shè)計(jì)中鍵盤掃描部分只用了四個(gè)按鍵，所以就出現(xiàn)了一個(gè)按鍵疊加很多功能的控制，比如有一個(gè)鍵能同事實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)工作模式，電機(jī)正反轉(zhuǎn)，電機(jī)電流顯示，電機(jī)停止等的控制，那么這樣的情況在實(shí)際生產(chǎn)生活中操作起來略顯不方便，所以建議以后有做類似設(shè)計(jì)任務(wù)的時(shí)候，預(yù)先考慮全面，爭(zhēng)取一個(gè)陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn) 38 鍵控制一個(gè)功能。 參考文獻(xiàn) [1] 譚浩強(qiáng) .C語言程序設(shè)計(jì)（第二版） .北京：清華大學(xué)出版社， [2] 李群芳，肖看 .單片機(jī)原理、接口及應(yīng)用 — 嵌入式系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ) .北京：清華大 學(xué)出版社， [3] 梅曉榕，柏桂珍等 .自動(dòng)控制元件及線路 .北京：科學(xué)出版社， 2021 [4] 沈文、 Eagle lce詹衛(wèi) .AVR單片機(jī) C語言入門指導(dǎo) .北京：清華大學(xué)出版社， 2021 [5] 佟長(zhǎng)福 .AVR單片機(jī) GCC程序設(shè)計(jì) .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， [6] 清源計(jì)算機(jī)工作室 .Protel99se電路設(shè)計(jì)與仿真 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [7] 余家春 .Protel99se電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)實(shí)用教程 .北京 :中國(guó)鐵道出版社 , [8] 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) 與開發(fā)平臺(tái)研討會(huì)?？?Proteus仿真教程 [9] L297芯片數(shù)據(jù)手冊(cè) [10] L298芯片數(shù)據(jù)手冊(cè) [11] JHD162A液晶屏技術(shù)手冊(cè) [12] Atega16單片機(jī)數(shù)據(jù)手冊(cè)