【正文】 由于本人設(shè)計(jì)水平有限，設(shè)計(jì)中錯(cuò)誤在所難免，希望老師給予批評(píng)指正。雖然老師平時(shí)工作繁忙，但他卻一直非常關(guān)心我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)情況。 .2005何立民 編單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) . 北京航空航天大學(xué)出版社 . 李廣第 單片機(jī)基礎(chǔ)． 第1版．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1999陳忠平 單片機(jī)的原理 . 清華大學(xué)出版社 . 李廣第 步進(jìn)電機(jī)原理及應(yīng)用淺談 . 北京航空航天大學(xué)出版社 . 致 謝各位領(lǐng)導(dǎo)，各位老師：你們好！我的畢業(yè)論文題目是《基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)》，歷經(jīng)一個(gè)月終于完成。同時(shí)更是朝著單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域邁進(jìn)。了解所有元件的具體內(nèi)容，從而畫出其電路圖，知曉了其方法。因此仿真圖和電路連接圖還是有一定區(qū)別的。在設(shè)計(jì)電路中，往往是先仿真后連接實(shí)物圖，但有時(shí)候仿真和電路連接并不是完全一致的。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來(lái)控制變的非常的簡(jiǎn)單。正轉(zhuǎn)控制模型03H、06H、05H存放在以RM為起始地址的內(nèi)存單元中,反轉(zhuǎn)控制模型03H、05H、06H存放在以LM為起始地址的內(nèi)存單元中。最后，對(duì)單片機(jī)仿真調(diào)試技術(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與分析。調(diào)試程序時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤，利用Keil軟件和仿真器定位錯(cuò)誤，修改錯(cuò)誤代碼；（11）將目標(biāo)機(jī)程序固化在單片機(jī)上。與交叉開發(fā)相比，優(yōu)點(diǎn)是不需要實(shí)際的目標(biāo)硬件環(huán)境，而且編譯調(diào)試方便。這樣就實(shí)現(xiàn)了仿真功能?；谝陨线@些因素，下面分析本文中的仿真器實(shí)現(xiàn)的原理。在此先詳細(xì)分析51單片的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)和尋址方法，再分析片外存儲(chǔ)器的擴(kuò)展，最后給出設(shè)計(jì)原理并分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。三、用目標(biāo)單片機(jī)作為仿真器，單片機(jī)即仿真器也作目標(biāo)機(jī)的單片機(jī)用，其實(shí)質(zhì)是一種ROM監(jiān)控器。我們需要在確保通信可靠性的前提下盡可能提高通信速率。因此，上位機(jī)對(duì)圖像處理的結(jié)果，即待加工芯片的位置坐標(biāo)需要傳輸給下位機(jī)，以便下位機(jī)采取合適的運(yùn)行方式到達(dá)目標(biāo)位置。 TR1SJMP P1,0C0H21H單元置初值，電機(jī)反轉(zhuǎn)位置指針MOV 20H,00H這樣，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)換向時(shí)，就可以上一次的位置作為起點(diǎn)反向運(yùn)動(dòng)，避免了電機(jī)換向時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)步。在程序的編制中，要特別注意步進(jìn)電機(jī)在換向時(shí)的處理。方式2為串行通訊方式：上位機(jī)（PC機(jī)或單片機(jī)）將控制命令發(fā)送給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)控制命令自行完成有關(guān)控制過(guò)程。CPU在非中斷時(shí)間內(nèi)可以處理其它事件,唯有到了中斷時(shí)間才驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一步。此種方法高效、方便、成本低廉,在實(shí)際應(yīng)用中有著很高的利用價(jià)值。有資料說(shuō)明,世界上步進(jìn)電機(jī)的年產(chǎn)量以10%以上的速度增長(zhǎng)。(6)系統(tǒng)速度匹配 ：在不影響系統(tǒng)總功率的前提下，時(shí)鐘頻率選得低一些較好，這樣可降低系統(tǒng)對(duì)其他元器件工作速度的要求，從而降低成本和提高系統(tǒng)的可靠性。因?yàn)镸CS—51系列單片機(jī)設(shè)有一個(gè)專用的布爾處理機(jī)，因而對(duì)于開關(guān)量的處理尤為方便。設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)被控對(duì)象的通道數(shù)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的類型進(jìn)行選擇。對(duì)于那些參數(shù)比較多的分布式控制系統(tǒng)，可把模擬量先就地進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，然后再送到主機(jī)中處理。 (2)模擬量輸入通道的擴(kuò)展 ：主要有以下2個(gè)問(wèn)題：一個(gè)是數(shù)據(jù)采集通道的結(jié)構(gòu)形式，一般單片機(jī)控制系統(tǒng)都是多通道系統(tǒng)。擴(kuò)展接口有2種方案，一種是購(gòu)置現(xiàn)成的接口板，另一種是根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際需要，選用適合的芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)。在50Ω外接電阻上并聯(lián)一個(gè)200μF電容，可以改善注入步進(jìn)電機(jī)繞組的電流脈沖前沿，提高了步進(jìn)電機(jī)的高頻性能。圖2中L1為步進(jìn)電機(jī)的一相繞組。在整步方式下，步進(jìn)電機(jī)每接收一個(gè)脈沖，旋轉(zhuǎn)一周，則需要200個(gè)脈沖，在半步方式下，步進(jìn)電機(jī)每接收一個(gè)脈沖，旋轉(zhuǎn)一周，則需要400個(gè)脈沖。 數(shù)控系統(tǒng)用戶接口單元MCS8031測(cè)速單元步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)總線A相驅(qū)動(dòng)B相驅(qū)動(dòng)E相驅(qū)動(dòng)D相驅(qū)動(dòng)C相驅(qū)動(dòng)顯示單元故障檢測(cè)單元 圖1 MCS 8031 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的控制信號(hào)（方向、節(jié)拍、使能、脈沖等）通過(guò)用戶接口單元到達(dá)到8031處理器芯片，該芯片經(jīng)軟件編程實(shí)現(xiàn)脈沖的接收、環(huán)分和顯示，環(huán)分后的電脈沖通過(guò)總線到達(dá)功率驅(qū)動(dòng)電路，再次放大后經(jīng)驅(qū)動(dòng)總線到用戶接口和步進(jìn)電機(jī)，使步進(jìn)電機(jī)按數(shù)控系統(tǒng)的要求運(yùn)行。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角。（4）可在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平穩(wěn)調(diào)整，低速下仍能獲得較大轉(zhuǎn)距，因此一般可以不用減速器而直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載。 第2章 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)硬件（1）進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移與輸入脈沖數(shù)嚴(yán)格成正比。介紹了單片機(jī)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)，以及步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的熱點(diǎn)，確定本文的重難點(diǎn)，以及設(shè)計(jì)的目的、意義和目標(biāo)；并由此確定了論文的設(shè)計(jì)方向和開展的主要工作。在當(dāng)前單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)上，對(duì)于單片機(jī)在硬軟組態(tài)相結(jié)合；網(wǎng)絡(luò)鏈接的設(shè)置等不同情況下，正確選擇步進(jìn)電機(jī)種類和控制方式對(duì)實(shí)際生產(chǎn)生活都有著現(xiàn)實(shí)意義。實(shí)踐意義：通過(guò)理論和實(shí)踐相結(jié)合，使個(gè)人能力得到全面發(fā)展。同時(shí)培養(yǎng)針對(duì)課題的需要，選擇和查閱有關(guān)手冊(cè)、圖表及文獻(xiàn)資料的自學(xué)能力，提高組成系統(tǒng)、編程、調(diào)試的動(dòng)手能力。80C51單片機(jī)已成為單片機(jī)發(fā)展的主流。特別是I C、SPI等串行總線的引入，可以使單片機(jī)的引腳設(shè)計(jì)得更少，單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)化及規(guī)范化。除了一般必須具有的CPU、ROM、RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等以外，片內(nèi)集成的部件還有模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、DMA控制器、聲音發(fā)生器、監(jiān)視定時(shí)器、液晶顯示驅(qū)動(dòng)器、彩色電視機(jī)和錄像機(jī)用的鎖相電路等。這類單片機(jī)的用途是把以往用數(shù)字邏輯集成電路組成的控制電路單片化，可廣泛用于家電產(chǎn)品。這類單片機(jī)的運(yùn)算速度比標(biāo)準(zhǔn)的單片機(jī)高出10倍以上。高性能化 以往單片機(jī)內(nèi)的ROM為1KB~4KB，RAM為64~128B。低電壓供電的單片機(jī)電源下限已可達(dá)1~2V。低功耗化的效應(yīng)不僅是功耗低，而且?guī)?lái)了產(chǎn)品的高可靠性、高抗干擾能力以及產(chǎn)品的便攜化。目前生產(chǎn)的CHMOS電路已達(dá)到LSTTL的速度，傳輸延遲時(shí)間小于2ns，它的綜合優(yōu)勢(shì)已在于TTL電路。CMOS電路的特點(diǎn)是低功耗、高密度、低速度、低價(jià)格。 近年，由于CHMOS技術(shù)的進(jìn)小，大大地促進(jìn)了單片機(jī)的CMOS化。所以，學(xué)習(xí)單片機(jī)在我國(guó)是有著廣闊前景的。這樣產(chǎn)品的體積變小了，成本也降低了，長(zhǎng)期使用也不會(huì)擔(dān)心精度達(dá)不到了。所以微計(jì)算機(jī)（單片機(jī)）在這種情況下誕生了。與它相應(yīng)的專業(yè)雜志現(xiàn)在也有很多，比如由單片機(jī)界的權(quán)威何立民主編的《單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》雜志現(xiàn)以風(fēng)靡電子界，在2003年7月，、廣州、北京等大城市所做的一次專業(yè)人才需求報(bào)告中，單片機(jī)人才的需求量位居第一。綜合所述，單片機(jī)已成為計(jì)算機(jī)發(fā)展和應(yīng)用的一個(gè)重要方面。（5）多機(jī)系統(tǒng)一般由若干臺(tái)功能各異的單片機(jī)組成，各自完成特定的任務(wù)，它們通過(guò)串行通信相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)工作。在實(shí)時(shí)控制中的應(yīng)用機(jī)電一體化產(chǎn)品是指集成機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體，具有智能化特征的機(jī)電產(chǎn)品，例如微機(jī)控制的車床、鉆床等。它的應(yīng)用遍及各個(gè)領(lǐng)域，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：由于Intel公司在嵌入式應(yīng)用方面將重點(diǎn)放在1838奔騰等與PC類兼容的檔芯片的開發(fā)上，8051類單片機(jī)主要由Philips、三星、華邦等公司接產(chǎn)。一些8051單片機(jī)兼容廠商改善了單片機(jī)的內(nèi)部時(shí)序，在不提高時(shí)鐘頻率的條件下，使運(yùn)算速度提高了很多，Motorola單片機(jī)則使用了瑣相環(huán)技術(shù)或內(nèi)部倍頻技術(shù)使內(nèi)部總線速度大大高于時(shí)鐘產(chǎn)生器的頻率。以Motorola 68K為CPU