【正文】 謝謝！ 27 參考文獻 [1] 王曉明，電動機的單片機控制 [M]. 北京： 北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 [2] 黃俊，王兆安 .電力電子技術(shù) [M].北京 :機械工業(yè)出版社， [3] 胡壽松 .自動控制原理 [M].北京 :國防工業(yè)出版社， [4] 叢君麗 . 基于單片機控制的步進電機高低 壓驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 [M]，電力電子技術(shù) [5] 王幸之 .單片機應(yīng)用系統(tǒng)抗千擾技術(shù) [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， [6] 張毅剛 .單片機原理及應(yīng)用 [M]. 北京： 高等教育出版社， [7] 王燦，馬瑞卿，李玲娟，徐仲春 .高可靠性混合式步進電機驅(qū)動系統(tǒng)研究 .微電機 .2021， 39(9):5456， 60 [8] 田林波，李興根 .混合式步進電機 sPwM 微步驅(qū)動技術(shù)的研究 [J].微電機， 2021，33(3):1618 [9] 陳強，解云龍，廖 寶劍，等 .機械系統(tǒng)的微機控制 [M].北京：清華大學(xué)出版社，2021： 47. [10] 徐愛華 .單片機應(yīng)用技術(shù)教程 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2021： 126133. [11] 胡漢才 .單片機原理及其接口技術(shù) [M]。 感謝答辯組老師抽出寶貴 的時間對我的課題進行指導(dǎo) 。 我還要感謝和我同組的 5位同學(xué)。 在我每一次遭遇技術(shù)瓶頸的時候，總能得到 X 老師的悉心教導(dǎo)。 幾個月 來， X老師為指導(dǎo)我 順利完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)投注了極大的精力和熱情。并且加上一定的保護外殼，使其更加人性化，方便使用。 由于時間有限，精力的不足，而且受到實驗設(shè)備，實驗元件特別是缺少 7805 芯片等硬件條件的限制，本設(shè)計還存在著電路較為簡單，缺 少獨立的供電電源等問題和不足。 4． 按照選取的驅(qū)動方式，選取相應(yīng)的元器件，畫出電路圖， 并且根據(jù)電路圖焊接出相應(yīng)的實際電路，調(diào)試電路， 排除故 障，使得實際電路按照 電路圖工作，并完成相應(yīng)的功能。 2． 了解單片機的工作原理，掌握其基于 C 語言的編程方法， 以及最小系統(tǒng)的組成。做簡單的論述，主要工作如下： 1． 了解步進電機參數(shù)，特點。而單片機作為一種簡單可靠，且低功耗，性能穩(wěn)定的 計算機， 在 工業(yè) 領(lǐng)域中應(yīng)用也愈加廣泛。由于步進電機可以直接被計算機控制，使其具有 可以將數(shù)字脈沖控制信號直接轉(zhuǎn)換為一定數(shù)值的機械角位移，并且能夠自動產(chǎn)生定位轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)軸鎖定 的性能特點，大大提高了電機的控制 精度 。需要 A\D,D\A轉(zhuǎn)化裝置 ， 加大了控制成本和技術(shù)難度 。 數(shù)字 電子 技術(shù)應(yīng)用 亦 越來越廣泛 。 若單片機工作正常，但與 ULN2021 相連的單片機管腳電壓過低，原因是 ULN2021 芯片負載過大，則考慮加上拉電阻，增加芯片的驅(qū)動能力。 將單片機調(diào)試正常后，在工作電路上電的情況下檢測 ULN2021A 與單片機相連的四個管腳電平以及相應(yīng)的輸出管腳的電平。 } 以上程序定義了單片機 I/O 接口 P1， P2， P3 各個接口的輸出電平的高低，“ O”為低電平，“ 1”為高電平。 c6=1。 c4=1。 c2=1。 b0=1。 b6=1。 b4=1。 b2=1。 b0=1。 a6=1。 a4=1。 void main() { P0=0x00。 sbit c6=P3^6。 sbit c4=P3^5。 sbit c2=P3^2。 sbit b7=P2^7。 sbit b5=P2^5。 sbit b3=P2^3。 sbit b1=P2^1。 sbit a7=P1^7。 sbit a5=P1^5。 將如下程序?qū)懭雴纹瑱C： include sbit a3=P1^3。 3. 按照原理圖檢查按鍵開關(guān)是否有錯誤。調(diào)試步驟如下： 上電前使用萬用表檢查： 1. 按照原理圖檢查線路是否存在短路，短路。 電路的檢查與調(diào)試 由于初學(xué)單片機等相關(guān) 內(nèi)容，而且在平時學(xué)習(xí)中有關(guān)電路連接的練習(xí)與實習(xí)較少， 23 在實際操作中會有各種錯誤和失誤出現(xiàn)，導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作。虛焊是指焊料與被焊件表面沒有形成合金結(jié)構(gòu)，只是簡單地依附在被焊金屬表面上。不能用過多焊料堆積，這樣容易造成虛焊、焊點與焊點的短路。從電 路板上拆卸元件是，可將電烙鐵頭貼在焊點上，待焊點上的錫熔化后，將元件拔出。 焊接電路板時，一定要控制好時間。假焊是指表面上好像焊住了，但實際上并沒有焊上，有時用手一撥，元件就從焊點中拔出。不應(yīng)有虛焊和假焊。好的焊點應(yīng)是錫點光亮，圓滑而無毛刺，錫量適中。焊接時，要保證每個焊點焊接牢固、接觸良好。 電路的焊接 本 電路的焊接采用錫焊。在電路的焊接過程中要注意的地方有很多，必須嚴(yán)格按照焊接的程序，以防止最后返工時錯誤過多而浪費時間和精力。 由于負載過大，此處必須加上5個阻值為 10K 的上拉電阻。 圖 410 按鍵開關(guān)部分 3. 驅(qū)動芯片部分：如圖 411及圖 47 所示，輸入端 分別連接 ， ， ， 管腳 。 使得三個管腳常態(tài)為高 電平，當(dāng)按鍵開關(guān)按下時，單片機檢測到這三個管腳電平為低電平。 EA 管腳加高電平，表示單片機尋址地址為內(nèi)置儲存器。 Reset 管腳恢復(fù)低電平 ，停止復(fù)位 。工作過程是，當(dāng)系統(tǒng)上電時極性電容充電， Reset 管腳為高電平。 如圖 48 19 圖 47 驅(qū)動系統(tǒng)電路原理圖 表 43 驅(qū)動系統(tǒng)電路原理圖電路元件作用說 明 名稱 參數(shù) 作用 電阻 R1 10K 提供復(fù)位電平 電阻 R2,R3,R4 10K 限流 極性電容 10uF 提供復(fù)位電流 按鍵開關(guān) FR 控制電機正反轉(zhuǎn) 按鍵開關(guān) slow 控制電機減速 按鍵開關(guān) fast 控制電機加速 電容 C1， C2 30pF 提高晶振的穩(wěn)定性能和抗干擾能力 電容 C1， C2 30pF 提高晶振的穩(wěn)定性能和抗干擾能力 晶振 12MHz 為單片機提供工作頻率 電阻 R5， R6， R7， R8 10K 上拉電阻 單片機 80C51 輸出控制信號，接收控制信號 電阻 R9， R10， R11， R12 分壓保護步進電機 芯片 ULN2021A 為步進電機提供穩(wěn)定的驅(qū)動信號 20 圖 48 驅(qū)動系統(tǒng) 實際電路 1. 單片機最小系統(tǒng) ： 如圖 49 所示，單片機最小系統(tǒng) 位單片機可以正常工作的最少元件組成的系統(tǒng) 。 以下圖 47為實現(xiàn)以上功能所需要的電路原理圖，及電路原理圖各個元件在電路中的具體功能作用，如表 43。 長按 FR 開關(guān)后，步進電機反方向轉(zhuǎn)動 ；松開 FR 開關(guān)后， 步進 電機正轉(zhuǎn)。步進電機收到控制信號后開始工作。由于程序中已經(jīng)安排好控制信號的輸出方式，單片機就按照此方式將控制信號輸出 至 ULN2021A。按下按鍵 fast 后步進電機加速轉(zhuǎn)動。當(dāng)長按下按鍵 FR 后電機反相轉(zhuǎn)動。 } } } 程序說明：當(dāng)系統(tǒng)上電以后，單片機開始工作，輸出控制信號。 P2=0xF6。 P2=0xFc。 P2=0xF9。} } else/*當(dāng) 長 按下按鈕 FR時步進電機反向轉(zhuǎn)動 */ { 18 P2=0xF3。 /*減速按鍵防抖 */ if(fast==0) p=p5。 /*減速按鍵防抖 */ if(slow==0) p=p+5。 delay(p)。 delay(p)。 delay(p)。 delay(p)。 /*初始化轉(zhuǎn)向為正向 */ p=50。 } void main()/*主函數(shù) */ 上電 斷電 反向 減速 電機轉(zhuǎn)動 FR 按鍵是否按下 開始 slow 按鍵是否按下 fast 按鍵是否按下 結(jié)束 加速 17 { P0=0x00。k10。it。 int i。 2 對應(yīng)步進電機加速控制按鈕 */ int p。 /*定義端口 對應(yīng)步進電機減速控制按鈕 */ sbit fast=P1^2。 表 42 單片機 輸 出 信號分布表 輸出接口 對應(yīng) 導(dǎo)線顏色 分配順序 一 二 三 四 橙 0 0 1 1 黃 0 1 1 0 粉 1 1 0 0 藍 1 0 0 1 對應(yīng) 16進制數(shù) 0xF3 0xF6 0xFc 0xF9 16 根據(jù)以上輸出信號的描述，指定其系統(tǒng)流程圖為 圖 46 驅(qū)動程序流程圖 根據(jù)以上輸出信號的描述 以及過程流程圖 46， 相應(yīng)的 單片機 C 語言 編寫為： include sbit FR=P1^0。 單片機控制信號的輸出和編程 考慮到步進電機正常工作所需要的時序分布以及 ULN2021A 的反相所用，單片機的