單片機(jī)課程設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)控制設(shè)計(jì)-wenkub.com
2025-06-23 09:44 本頁面
【正文】 這次的設(shè)計(jì)中，用到了PROTEL的畫圖方法，由于自己之前對(duì)這方面的知識(shí)的欠缺，不能靈活的運(yùn)用其畫圖，不過在同學(xué)的幫助下了解了關(guān)于它的一些知識(shí)和用法，并完成了原理圖的設(shè)計(jì)，再次對(duì)幫助過我的老師和同學(xué)表示忠誠的感謝。在這次單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中遇到到很大的困難，主要原因是平時(shí)的知識(shí)掌握的不夠，通過查閱很多資料和類似的論文，才做成的。特別是對(duì)程序的編寫更加鞏固了匯編語言的編程方法。因此，常把單片機(jī)步進(jìn)電機(jī)控制電路稱之為可編程步進(jìn)電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)器。對(duì)本次設(shè)計(jì)，采用單片機(jī)為控制核心，利用其強(qiáng)大的功能，把鍵盤和顯示電路有機(jī)的結(jié)合起來，組成一個(gè)操作方便、交互性強(qiáng)的控制系統(tǒng)。本條指令為防止開關(guān) S2 按下去后彈不起，導(dǎo)致一直產(chǎn)生中斷 RETI 以下 DOWN為減速中斷程序 DOWN: PUSH ACC ACALL DELAY JB ,DEX 。 為外部中斷 0 位，接增速開關(guān) S2，低電平有效，若 =1，則退出 MOV A,SPEED CJNE A,7,SZ 。 接換向開關(guān) K2, 即換向位，若 =1，則跳到 FFX MOV FX,11H AJMP EXIT FFX: MOV FX,0FEH 。R1 記錄上一次電機(jī)脈沖狀態(tài) MOV P1,A RR A 。延時(shí)子程序 DEL1: MOV R7,250 HERE1: DJNZ R7, HERE1 DJNZ R6,DEL1 RET 。重新賦初值 MOV FX,00H AJMP QD DD: MOV A,SPEED JNZ GO 。 接啟動(dòng)開關(guān) K1，=1 時(shí)啟動(dòng) CLR TR0 。準(zhǔn)備判斷轉(zhuǎn)向 CJNE A,11H,ELS MOV P0, 0F9H 。開總中斷 MOV R1,11H 。工作于定時(shí)、軟件置位啟動(dòng)！模式 1（16 位計(jì)時(shí)器） MOV TH0,0CFH MOV TL0,2CH MOV COUNT,01H SETB ET0 。COUNT 中斷次數(shù)標(biāo)志 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H 。程序流程圖如圖 12所示。在這個(gè)系統(tǒng)中，這個(gè)時(shí)間間隔是用定時(shí)器重復(fù)中斷一定次數(shù)產(chǎn)生的，即調(diào)節(jié)時(shí)間間隔就是調(diào)節(jié)定時(shí)器的中斷次數(shù)，因而在定時(shí)器中斷程序中，要做的工作主要是判斷電機(jī)的運(yùn)行方向發(fā)下一個(gè)脈沖，以及保存當(dāng)前的各種狀態(tài)。下面分析主程序與定時(shí)器中斷程序及外部中斷程序。兩電壓不共地。顯示電路如圖8所示。顯然，要顯示一個(gè)字型就應(yīng)該使此字型的相應(yīng)發(fā)光二極管點(diǎn)亮，實(shí)際上就是送一個(gè)不同電平的組合代表的數(shù)據(jù)到數(shù)碼管。內(nèi)部振蕩方式的外部電路如圖7所示。如圖7所示。 最小系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng)或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng)，即用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)，對(duì)單片機(jī)來說，最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)、復(fù)位電路、晶振電路。通過單片機(jī)的 輸出脈沖到ULN2803 的 1B4B口，經(jīng)信號(hào)放大后從 1C4C 口分別輸出到電機(jī)的A、B、C、D相。 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式步進(jìn)電機(jī)常用的驅(qū)動(dòng)方式是全電壓驅(qū)動(dòng)，即在電機(jī)移步與鎖步時(shí)都加載額定電壓。通過 KK2 狀態(tài)變化來實(shí)現(xiàn)電機(jī)的啟動(dòng)和換向功能。 （5）靜轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在額定靜態(tài)作業(yè)下，電機(jī)不做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸的鎖定力矩。（1） 相數(shù)：產(chǎn)生不同隊(duì)N、S磁場(chǎng)的激磁線圈對(duì)數(shù)，常用 m表示。 設(shè)計(jì)中采用了 20BY0 型步進(jìn)電機(jī)，該電機(jī)為四相步進(jìn)電機(jī)，采用單極性直流電源供電。EA／Vpp(31)：當(dāng)EA保持高電平時(shí)，訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器(4K8)，但當(dāng)PC(程序計(jì)數(shù)器)值超過OFFFH時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器內(nèi)的程序當(dāng)EA保持低電平時(shí)，則只訪問外部程序存儲(chǔ)器(從0000H地址開始)，不管單片機(jī)內(nèi)部是否有程序存儲(chǔ)器。ALE(30)：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，由單片機(jī)的P2口送出地址的高8位，P0口送出地址的低8位，數(shù)據(jù)也是通過P0口傳送。（3）主電源引腳GND和VccGND(20)：接地；Vcc(40)：正常操作時(shí)接十5V電源（4）外接晶體引腳XTAL1和XTAL2當(dāng)外接晶體振蕩器時(shí)，XTAL1和XTAL2分別接在外接晶體兩端，當(dāng)采用外部時(shí)鐘方式時(shí)，XTAL1接地，XTAL2接外來振蕩信號(hào)。當(dāng)作輸入方式時(shí)，該位的鎖存器必須頂寫1。（1）P0口P0口某一位的結(jié)構(gòu)圖如圖3所示，一個(gè)輸出鎖存器、兩個(gè)三態(tài)緩沖器、一 圖3 P0口的結(jié)構(gòu)示意圖個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)MUX、一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)電路（T1和T2）和一個(gè)與門及一個(gè)非門組成。（4）并行I/O口 用于進(jìn)行單片機(jī)內(nèi)外的傳輸，4個(gè)8位的I/O口（P0、PPP3）?？刂破鹘邮諄碜源鎯?chǔ)器的指令，使各部件協(xié)調(diào)工作，完成指令所規(guī)定的操作。①運(yùn)算器運(yùn)算器即算術(shù)邏輯單元ALU,是進(jìn)行算術(shù)或邏輯運(yùn)算的部件。下面介紹一下AT89C51單片機(jī)。 圖1 系統(tǒng)總體框圖 3 步進(jìn)電機(jī)原理及硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)電路本系統(tǒng)采用A89C51單片機(jī)產(chǎn)生控制信號(hào)單片機(jī)內(nèi)部的內(nèi)存即可滿足要求。當(dāng)采用單片機(jī)控制時(shí)，需要在單片機(jī)和步進(jìn)電機(jī)之間設(shè)置隔離電路以使強(qiáng)弱分開。目前使用單片機(jī)控制，單片機(jī)為微控制器的下位機(jī)和以計(jì)算機(jī)為上位機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，用軟件代替步進(jìn)控制器,使得線路簡(jiǎn)單,成本低,可靠性大大增加,靈活改變步進(jìn)電機(jī)的控制方案,無需邏輯電路組成時(shí)序發(fā)生器，軟件編程可靈活產(chǎn)生步進(jìn)電機(jī)勵(lì)磁序列來控制步進(jìn)
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