【正文】 。功率為 1W。則每進一步所在的時間為：計算公式如 所示： （ ） 可見只要輸出一個脈沖后延時 再輸脈沖就可以達到自定的速度。 步距角的速度的控制是通過改變脈沖的時間間隔來控制的。固步距角可用公式 表示： （ ） 其中 為步距角， N為運行的拍數， 為轉子的齒數。步進電機就是以這種方式作為動力而轉動。且 不為整數。 37 第二節(jié) 測試的數據 在單相四拍方式控制中，假如 A 相電源通電， B、 C、 D三相都不通電，在磁場作用下，使轉子齒和 A相的定子齒對齊。把電機接上電源，用高電平分別接觸電機的引線，每接觸一下電機就會向前或向后轉動一下，經過幾次試驗，終于搞清了電機的四個相序，排列順序分別是 1—A， 2— C， 3— B， 4— D。程序也是正確的。再次將電路板焊好，檢查好以后，用萬用表檢測兩端輸出電壓，結果正確，電源準備工作完畢。用萬用表分別檢測從 7812 和 7805 第三個端口出來的是否是 12V和 5V，結果發(fā)現 7805兩端電壓正常， 7812兩端電壓非常不穩(wěn)定。電源采用的是利用變壓器將 220V 的電壓轉換為 12V 的電壓，再利用橋堆整流使交流電變成直流電，最后分別利用 LM7812 和 LM7805 芯片得到 12V 和 5V 的電壓。程序修改好以后，當顯示編譯 0 錯誤， 0警告的時候，這說明已經沒有語法錯誤了，是否有邏輯錯誤還要看接上電路板通過仿真以后，步進電機能否正常轉動，顯示是否正常。 開始 關中斷 計數單元加 1 重新加載數據 觸發(fā) INTO 開中斷 8s定時到否？ 返回 是 否 36 第四章 系統(tǒng)的測試 第一節(jié) 測試的步驟 把編好的程序（包括正反轉程序、停止程序、顯示程序等）合理安排好結合到一起進行編譯。經過對器件的了解在到連接配合各個芯片的使用到編程。 圖 314 顯示程序流程圖 定時中斷流程圖 在電機轉速穩(wěn)定的時候我們的程序就暫停執(zhí)行，這個時候就需要中斷，流程圖如 315 所示。流程 如圖 313 所示。 圖 312 正反轉程序流程圖 加減速程序設計 當電機正轉或反轉的時候，按下加速鍵，調用加速子程序，使電機每轉動一步的延時時間變短，從而實現電機的加速。電機反轉原理與正轉相似，此時 P1 口的值分別為 09H， 08H， 0CH， 04H，06H， 02H， 03H， 01H。如圖 311所示。 系統(tǒng)主程序 設計 系統(tǒng)分為電機正轉、電機反轉、電機加速與電機減速的幾部分組成，其主程序框圖如圖 310 所示。近年來，隨著以 51 單片機為內核的單片機的不斷發(fā)展和普及，國外的一些公司紛紛推出了以 51 單片機為基礎的集成開發(fā)環(huán)境。使 CPU 備用電源起作用，對 CPU 正在執(zhí)行的數據進行保護。 ④采用分散獨立功能模塊供電，在每塊系統(tǒng)功能模塊上用集成三端固定穩(wěn)壓器如 780 781 781 7915 等穩(wěn)壓源，而且也減少了公共阻抗的相互耦合，大大提高了供電的可靠性。 ②在線路設計中，將所有器件的模擬地線和數字地線都區(qū)分開，兩者的地線不要混亂，分別與電源地線相連。使電源的壓降上升或下降，對主機運行產生干擾。 ④電源系統(tǒng)：我們設計所采用的芯片都由直流穩(wěn)壓電源供電。從而導致一系列嚴重的后果，同時，還把現場的高電壓設備與主機隔離，防止出現高頻干擾現象。 干擾對微機的作用可分為四部分： ①輸入系統(tǒng)：它使模擬信號失真，輸入數據信號出錯。如圖 39。 74LS244 與 CPU的連接圖如 38 所示。電路圖如 37。各個開關都接有數碼管，表示此操作正常，這樣更好的讓我們視角上能夠感受。然后通過單片機實行相應的操作。分別如圖 3圖 35所示。大電流的輸出，散熱片的尺寸要足夠大，否則會導致高溫保護或熱擊穿； 輸入輸出壓差也不能太小 ,大小效率很差。當整流輸出電壓開始下降時，電容向負載放電以維持輸出電壓，總的輸出電壓波形就平滑得多。最常用的元件是電容。本設計采用三端集成穩(wěn)壓器，常用的是 7800 系列和 7900 系列。因為電容濾波電路簡單，負載直流電壓較高，波紋較小，所以我們采用的是電容式濾波。如要負載兩端并聯電容或與負載串聯電感 L。這里采用單相橋式不可控整流電路。因為在整流、濾波和穩(wěn)壓電路 中有一定的壓降，所以要使輸出電壓比所需電壓高 2V~3V。另外，它只有三條引腳，移位輸入，移位輸出，移位公共端，使用起來很簡單。使穩(wěn)壓器的工作臺不進入不安全區(qū)。其內部也有完善的保護電路。 74LS14 74LS244 顯示器 L298 AT89C52 鍵盤 L297 四相步進電機 光電開關 24 圖 32 系統(tǒng)整圖 第二節(jié) 系統(tǒng)硬件電路的設計 電源電路的設計 本次設計用了 +5V、 +12V 電源，采用的是 78系列的集成固定三端穩(wěn)壓管。但由鍵盤輸入的速度數值了得通過顯示器來顯示，所以本次設計要兩排顯示，一排來顯示給定的轉速一排來顯示實際的轉速。選用 L297\L298 作為步進電機的驅動芯片來驅動步進電機。 23 第三章 系統(tǒng)的設計與實現 第一節(jié) 系統(tǒng)整體設計 系統(tǒng)原理圖 因本次設計的要求，選用四相步進電機，單片機選用 89C52 作為控制器。 用 光電開關作為轉速測量工具 ,因為選擇了閉環(huán)控制，就必須有反饋元件，采用同軸的測速電機，把步進電機的轉速反饋回來，然后通過顯示器顯示出來并對步進電機進行調節(jié)，個人覺得這樣設計比較簡單，價格便宜，安全可靠，污染少，用光電開關作為反饋元件。固本次設計應采用 CPU間接驅動步進電機。 L298 芯片是一種高壓、大電流雙 H 橋式驅動器。 圖 213 L297L298 典型應用電路圖 L297 的特性是只需要時鐘、方向和模式輸入信號。 L297 與 L298 配合使用控制雙極步進電機工作電流可達 ；如與 L293E 配套使用，步進電機繞組電流。L298N 之接腳如圖 212 所示。 20 210 單四拍波形圖 圖 211 雙四拍波形圖 L298 簡介 L298N 為 SGSTHOMSON Microelectronics 所出產的雙全橋步進電機專用驅動芯片 ( Dual FullBridge Driver ) ，內部包含 4 信道邏輯驅動電路，是一種二相和四相步進電機的專用驅動器，可同時驅動 2個二相或 1個四相步進電機，內含二個 HBridge 的高電壓、大電流雙全橋式驅動器，接收標準 TTL 邏輯準位信號，可驅動 46V、 2A 以下的步進電機，且可以直接透過電源來調節(jié)輸出電壓；此芯片可直接由單片機的 IO 端口來提供模擬時序信號。其波形圖如圖 29所示。 19 圖 28 L297 引腳圖 L297 驅動相序的產生 L297 能產生單四拍、雙四拍和四相八拍工作所需的適當相序。該集成電路采用了 SGS 公司的模擬 /數字兼容的 I2L 技術，使用 5V 的電源電壓，全部信號的連接都與 TFL/CMOS 或集電極開路的晶體管兼容。 第四節(jié) 核心芯片介紹 L297 的工作原理 L297 是意大利 SGS 半導體公司生產的步進電機專用控制器，它能產生 4 相控制信號，可用于計算機控制的兩相雙極和四相單相步進電機，能夠用單四拍、雙四拍、四相八拍方式控制步進電機。但 RAM，定時器，計數器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 此外， AT89C52 設有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。 芯片擦除： 整個 EPROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。如采用外部時鐘源驅動器件，XTAL2 應不接。該反向放大器可以配 18 置為片內振蕩器。 I/O 口引腳： a： P0 口，雙向 8 位三態(tài) I/O 口，此口為地址總線（低 8位）及數據總線分時復用； b： P1 口， 8位準雙向 I/O口； c： P2 口， 8位準雙向 I/O口，與地址總線（高 8位）復用； d： P3 口， 8位準雙向 I/O口，雙功能復用口。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。注意加密方式 1 時， /EA 將內部鎖定為 RESET；當 /EA 端保持高電平時，此間內部程序存儲器。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的 /PSEN信號將不出現。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。因此它可用 作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當振蕩器復位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。 P3口也可作為 AT89C52 的一些特殊功能口，如下所示： P3口管腳備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0外部輸入） T1（記時器 1外部輸入） 17 /WR（外部數據存儲器寫選通） /RD（外部數據存儲器讀選通） P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。當 P3口寫入“ 1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P2口當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數據存儲器進行存取時， P2口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在 FLASH編程和校驗時， P1口作為第八位地址接收。 P1口： P1 口是一個內部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P0能夠用于外部程序數據存儲器，它可以被定義為數據 /地址的第八位。 P0口： P0口為一個 8位漏級開路雙向 I/O口，每腳可吸收 8TTL門電流。 圖 27 單片機的引腳排列 主要特性： ?與 MCS51 兼容 ?4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 ?壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) ?全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz ?三級程序存儲器鎖定 ?128*8 位內部 RAM ?32 可編程 I/O 線 ?兩個 16 位定時器 /計數器 ?5 個中斷源