【正文】 慶陽 ,郭廷吉 .8051單片機實踐與應(yīng) [M] 清華大學(xué) 出版社 [2] 詹躍東 ,電機及拖動基礎(chǔ) [M].重慶 :重慶大學(xué)出版社 ,2021,12. [3] 譚建成 . 機控制專用集成電路 [M]北京 :機械工業(yè)出版社 , 1997 [4] 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， [5] 丁煒 ,魏孔平 .可編程控制器在工業(yè)控制中的應(yīng)用 [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2021 [6] 胡漢才 .單片機原理及其接口技術(shù) [M]北京 :清華大學(xué)出版社， [7] 黃濤 ,李晶 ,李志剛 .電動車直流無刷電動機的調(diào)速控制 [J].微計算機信 息 ,2021,4 [8] 鐵才 , 電機控制技術(shù) [M] 哈爾濱 : 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版 [9] 楊莉 ,魏萍 .基于單片機控制的步進電機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng) [J].南昌工程學(xué)院學(xué)報 2021(6). 附 錄 1 附 錄 2 附 錄 3 程序：步進電機控制系統(tǒng) include include sbit IN1=P3^0。趙老師以嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和一絲不茍的工作精神為我樹立了良好的榜樣，以言傳身教培養(yǎng)了我開展科學(xué)研究的獨立工作能力。首先，要特別感謝我的導(dǎo)師趙志鵬老師 ,本次畢設(shè)是在趙老師悉心指導(dǎo)和鼓勵下完成的。例如：給步進電機設(shè)置一定的步數(shù)讓它按設(shè)定值轉(zhuǎn)動，語音報出轉(zhuǎn)動的步數(shù)及速度，液晶顯示功能等這些設(shè)計會讓系統(tǒng)的實用型大大提高。在布局上我下了一定功夫 ，把板子分成兩部分一面控制一面驅(qū)動，讓我在調(diào)試時可以分塊檢測、修改。比如用雙面板使印刷 、焊接、調(diào)試增加的一點難度，步進電機沒按設(shè)計所需的去買這樣在電壓方面不能準確施加電壓。 應(yīng)該說這次 畢業(yè) 設(shè)計基本達到了設(shè)計的要求， 并在原有要求上有了擴展設(shè)計。 在軟件設(shè)計方面，一部分參考文獻的已成程序進行修改編寫，一部分則是平 時的經(jīng)驗積累，擴展部分是我在網(wǎng)上找到別人的經(jīng)過修改來的。我把所需要的芯片都找出來并在網(wǎng) 上找到它們的外圍電路，像 AT89S52 的復(fù)位電路、晶振電路、按鍵電路，顯示電路有很多種接法如靜態(tài)和動態(tài)，我通過確定驅(qū)動電路后覺得用動態(tài)掃描方式節(jié)省 I/O口，而像 L298N 驅(qū)動芯片的外圍電路在網(wǎng)上可以找到正確的接法。 } 主程序框圖 轉(zhuǎn)速每次減 1 Y 進入點動 正轉(zhuǎn) 按 K3 按 K4 反轉(zhuǎn) 不斷按 K3 轉(zhuǎn)速加 1 不斷按 K4 N Y 正轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn) N N Y Y Y N N Y N 擴展點動功 能框圖 按要求所需功能框圖 主程序 長按 K1進入模式 0 顯示 RUN N N N N Y Y 顯示 RUN1 顯示 RUN2 長按 K1 長按 K2 退出 按下 K1 7 結(jié)論 本次畢業(yè)設(shè)計是在大學(xué) 4年最后一次實踐，第一次從頭到尾的自己做一遍。 //停止 } else { on_off=0。 } else if (KEY2==0) //如果 K2 按下 { key_code=6。 dir=1。 } else if (KEY4==0) //如果按 K4為反轉(zhuǎn) { motor_mode=1。 dir=0。 while(key_code==5) { if(KEY3==0)//如果按 K3為正轉(zhuǎn) { motor_mode=1。 Led_disp[3]=0x1c。 Led_disp[1]=0x1d。//顯示 RUN2 if(key_code==5) //長按 K1 { //模式 1 點動 disp_bit=0。 Led_disp[2]=0x14。 Led_disp[0]=0x18。所以在原 有的程序上加上了點動程序，它實現(xiàn)步進電機一步一步的轉(zhuǎn)動，進入點動功能后除用 K2 退出鍵就只能用 K K4 鍵控制電機運動，如果按鍵 K3 控制電機正向點動，那么 K4 控制反向的點動，長按 K2 鍵退出。 } 擴展部分 除了完成畢設(shè)的要求，在原來的基礎(chǔ)上擴展了點動的功能。 } } else { key_code=0。 } } if(kk=20)//長短鍵識別 key_code=key_code+4。 key_code=key_code+4。kk++)//等待按鍵釋放 { delay10ms()。 } for(kk=0。//k4 按下 default: key_code=0。//k3 按下 case 0xef: key_code=4。//k2 按下 case 0xdf: key_code=3。//k1 按下 case 0x7f: key_code=2。 //延時去抖 if(0xff!=(0x47|P1))//按鍵是否按下 { switch(0x47|P1)//有鍵按下 { case 0xf7: key_code=1。 按鍵程序流程圖：（按鍵鍵號說明： K K K K4長按時鍵號為 K K K K8） 延時 10MS 判斷 建號 為長按 按鍵鍵號加 4 按鍵掃描 延時 20MS N Y Y N Y N 按下超過200ms 有鍵按下 有鍵按下 //按鍵掃描程序 char key(void) { unsigned char key_code,kk。 （ 3）通電方向部分 :控制步進電機的正 、 反轉(zhuǎn)的判斷。 程序部分 程序分成以下幾部分： （ 1）判斷鍵號部分：判斷是否有鍵按下。經(jīng)過測量在電壓不變的情況下，當(dāng)步進電機轉(zhuǎn)速為 2時電流為 ，當(dāng)轉(zhuǎn)速為 50 時電流為 ，轉(zhuǎn)速越快電流越小，因為 當(dāng)步進電機轉(zhuǎn)動時，電機各相繞組的電感將形成一個反向電動勢；頻率越高，反向電動勢越大。其他器件連接沒錯能正常工作，而 L298N 沒有控制功能所以我檢測它的引腳焊接。本來我可以使用按鍵復(fù)位這樣可以手動控制復(fù)位方式，這樣運行中復(fù)位可以不斷開電源，由于設(shè) 計時沒想到那么多，這是我設(shè)計的一個不足。 在檢測我設(shè)計的上電復(fù)位時，我發(fā)現(xiàn)雖然沒什么問題，但可以在設(shè)計好點。 在我的調(diào)試過程中，我想調(diào)試電源部分，我用 7805 和 7812 來提供電源，但剛工作沒多久就發(fā)現(xiàn) 7812 出現(xiàn)發(fā)熱并可以聞到燒焦的聞到，當(dāng)時還以為 7812 燒掉了，理論我是用 7805 輸入 + 輸出 +5V， 7812 輸入 +15V 輸出 +12，但由于步進電機沒買到合適的就在二手市場買了個二手步進電機，上面沒有表明參數(shù)，它的輸入電壓我就不能按設(shè)計加入。焊好后看 PCB 圖仔細對照板子看是否有漏焊的地方，我還在陽光下對太陽看了下是否有虛焊，總體來說板子沒出現(xiàn)什么問題。這樣就解決了雙面板布線的問題。我采取的方法是在雙面敷銅板擦洗干凈，先用針將打印在敷臘紙上的頂層鏡像銅膜走線圖的四角的定位過孔中心鉆個小孔，再將頂層鏡像銅膜走線圖復(fù)蓋在敷銅板上，四周用小片透明膠紙暫固定，用臺鉆將四個定位小孔鉆透。因此我用貼片電阻可以不用打孔，板子做出后看起來器件較少比較整潔，所占面積也不大。 我這次的畢設(shè)第一次嘗試用貼片電阻和雙面板。 按 K1 看到數(shù)碼管顯示 RUN2，再長按 K1 顯示 RUN 就進去模塊 3，進行點動。 長按 K2 推 出 功能 2：實現(xiàn)步進電機轉(zhuǎn)數(shù)的正反轉(zhuǎn)控制。 按 K3 每按一次速度加 1， K4 每按一次速度減 1。 本設(shè)計有 3 個功能模塊： 模塊 1：實現(xiàn)步進電機轉(zhuǎn)數(shù)的控制如加速或減速。 這程序最主要的部分是主程序，我設(shè)計的步進電機加電后只要有脈沖就可以運行，但要對它進行控制就要在主程序中對它進行編程，其中主要的是對它的按鍵情況判斷來實現(xiàn)相應(yīng)的功能。 還有就是顯示部分我按照自己的設(shè)計用 RUN RUN 來顯示工作的兩種功能，我對顯示程序的寄存器地址進行了修改，還有我把 4 個數(shù)碼管的個 、 十 、 百 、 千位用自己的算法進行了修改。// K3 ； sbit KEY4=P1^4。// K1； sbit KEY2=P1^7?？赏ㄟ^ WAVE仿真器對程序進行仿真時就出了很多問題。有時看半天就是找不出來，后來跟同學(xué)討論，很多是沒有正確調(diào)用語句，想調(diào)用別的語句沒有加以說明。還有 for 循環(huán)和 while 循環(huán)的跳出調(diào)入我經(jīng)常弄不懂，我就用 WAVE 仿真器的單步跟 蹤看它的跳轉(zhuǎn)。//方向標志， unsigned char motor_mode。我把程序分為幾部分，每部分都實現(xiàn)的功能不同，把所要用的全局變量在其中一部分進行統(tǒng)一定義，如 bit on_off。 我們用仿真器主要是檢查程序是否有錯，并且在沒燒入單片機前可以對其進行仿真對程序是否實現(xiàn)所要求的性能進行檢測。然后通過串行口將編譯生成的目標代碼傳輸下載到目標板上，并用調(diào)試器在調(diào)試軟件支持下進行實時分析和在線仿真調(diào)試。用戶可以在同一界面環(huán)境中完成所有任務(wù)。 目前支持芯片有 AT89S51,AT89S52,AT89S53， 下載線引腳定義： 第 1 腳： MOSI 第 2腳： VCC 第 3 腳： NC 第 4腳： GND 第 5 腳： RESET 第 6腳： GND 第 7 腳： SCK 第 8腳： GND 第 9 腳： MISO 第 10腳： GND 圖 581 ISP 原理圖 圖 582 下載線實物圖 6 電子電路的調(diào)試與運行 WAVE 系列仿真軟件及其軟件調(diào)試 本次設(shè)計的程序是用 C語言編寫的，原本想用匯編語言編寫，但匯編語句太多太長，看起來很麻煩沒有 C語言簡潔，比如一些循環(huán)語句比匯編寫出來簡單很多 ，短很多。 572 數(shù)碼管連接圖 下載線介紹 ： 單片機 ISP 下載線 (51AVRISP) 3 AVR 和 ATMEL 的 AT89S 系列單片機可以使用 ISP 下載線在線編程擦寫，即不必將 IC芯片拆下，直接在電路板上進行程序修改、下載等操作。 為節(jié)省端口及降低功耗，本系統(tǒng)采用動態(tài)掃描顯示方式。 動態(tài) 顯示 是將所有數(shù)碼管的 8個顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的 I/O線控制，當(dāng)單片機輸出字形碼時 ，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機對位選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。 靜態(tài)顯示是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機的 I/O 端口進行驅(qū)動，或者使用如 BCD 碼二十進制譯碼器譯碼進行驅(qū)動。當(dāng)某一字段的陽極為低電平時，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極 (COM)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極 COM 接到 +5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點亮。如圖 571 所示。其作用是切斷了單片機與步進電動機驅(qū)動回路之間電的直接聯(lián)系，實現(xiàn)了單片機與驅(qū)動回路系統(tǒng)地線的分別聯(lián)接 .防止處于大電流感性負載下工作的驅(qū)動電路產(chǎn)生的干擾信號以及電網(wǎng)負載突變產(chǎn)生的干擾信號通過線路串入單片機，影響單片機的正常工作 圖 562 隔離電路 圖 LED 顯示電路 由于系統(tǒng)顯示的內(nèi)容比較簡單，顯示量不多，所以顯示選用數(shù)碼管既方便又經(jīng)濟。內(nèi)部集成有驅(qū)動電路，上電自行復(fù)位，可以控制轉(zhuǎn)向和輸出使能。 L298N 芯片適用于四相步進電機的驅(qū)動。目前，已有多種步進電機驅(qū)動集成電路芯片，它們大多集驅(qū)動和保護于一體，作為小功率步進電機的專用驅(qū)動芯片，廣泛用于小型儀表、計算機外設(shè)等領(lǐng)域，使用起來非常方便。本系統(tǒng)采用上電復(fù)位方式。復(fù)位后系統(tǒng)將輸入 /輸出 (1/0)端口寄存器置為