【正文】 2 個(gè)問題：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)。 (1)存儲(chǔ)器擴(kuò)展 由于單片機(jī)有 4 種不同的存儲(chǔ)器，且程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是分別編址的，所以單片機(jī)的存儲(chǔ)器容量與同樣位數(shù)的微型機(jī)相比擴(kuò)大了一倍多。就后一種而言，主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。但在組成單片機(jī)系統(tǒng)時(shí)，擴(kuò)展若干接口仍是設(shè)計(jì)者必不可少的任務(wù)。當(dāng)然，也可以用多級(jí) PID 嵌套。例如串級(jí) PID 就是人們經(jīng)常采用的控制方法之一。在 PID 控制算法中，以位置型和增量型 2 種 PID 為基礎(chǔ)，根據(jù)系統(tǒng)的要求，可對 PID 控制進(jìn)行必要的改進(jìn)。 (2) 數(shù)字化 PID 控制 由于被控對象是復(fù)雜的，因此并非所有的系統(tǒng)均可求出數(shù)學(xué)模型，有些即使可以求出來，但由于被控對象環(huán)境的影響，許多參數(shù)經(jīng)常變化，因此很難進(jìn)行直接數(shù)字控制。當(dāng)系統(tǒng)模型建立后，即可選定上述某一種算法，設(shè)計(jì)數(shù)字控制器，并求出差分方程。一般多用實(shí)驗(yàn)的方法測出系統(tǒng)的特性曲線，然后再由此曲線確定出其數(shù)學(xué)模型。 單片機(jī)控制系統(tǒng)中控制算法的選用一般有： (1) 直接數(shù)字控制 當(dāng)被控對象的數(shù)學(xué)模型能夠確定時(shí)，可采用直接數(shù)字控制。選擇輸入 /輸出通道及外圍設(shè)備。選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是微型機(jī)控制系統(tǒng)的重要組成部件之一。設(shè)計(jì)方法大致如下：根 據(jù)系統(tǒng)的要求，首先確定出系統(tǒng)是采用開環(huán)系統(tǒng)還是閉環(huán)系統(tǒng)，或者是數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)?？傮w方案的好壞，直接影響整個(gè)控制系統(tǒng)的性能及實(shí)施細(xì)則。 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)的要求、控制方案的選擇，以及工藝參數(shù)的測量范圍等；選 擇各參數(shù)檢測元件及變送器；建立數(shù)學(xué)模型及確定控制算法；選擇單片機(jī)，并決定是自行設(shè)計(jì)還是購買成套設(shè)備；系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)〔 1〕，包括接口電路，邏輯電路及操作面板；系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，包括管理、監(jiān)控程序以及應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)，應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)包含有硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)兩部分〔 2〕；系統(tǒng)的調(diào)試與試驗(yàn)。要進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)首先必須具有一定的硬件基礎(chǔ)知識(shí)；其次，需要具有一定的軟件設(shè)計(jì)能力，能夠根據(jù)系統(tǒng)的要求，靈活地設(shè)計(jì)出所需要的程序； 22 第三，具有綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。其中單片機(jī)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用是越來越普遍了。如 CPU的運(yùn)算位數(shù)從 4 位、8 位 …… 到 32 位機(jī)的發(fā)展，運(yùn)算速度從 8 MHz、 32 MHz…… 到 GHz。 關(guān)鍵詞 ：單片機(jī)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；系統(tǒng)調(diào)試 隨著材料科學(xué)、工藝技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，電路系統(tǒng)向著集成度極高的方向發(fā)展。值得注意的是，在系統(tǒng)的串行通信處理模塊中，根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷是自動(dòng)加工，或是手動(dòng)加工，還是參數(shù)設(shè)置，分別對消息序列中的標(biāo)志位進(jìn)行置位，以保證主程序能夠正確實(shí)現(xiàn)各處理模塊的調(diào)用 6. 基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文 單片機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用十分廣泛，其核心技術(shù)是單 片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。為 “0” 則表示該消息是非法的消息，系統(tǒng)應(yīng)該忽略該消息。 21 圖 5 系統(tǒng)主程序流程圖 為了能夠?qū)ο⒌暮戏ㄐ赃M(jìn)行判斷，我們?yōu)橄⒔M中的每個(gè)消息定義了對應(yīng)的合法性判斷 標(biāo)識(shí)位。在系統(tǒng)的主程序中，初始化程序的功能是在系統(tǒng)復(fù)位后完成單片機(jī)各個(gè)特殊功能寄存器的設(shè)置、各數(shù)據(jù)區(qū)的初始化、外部硬件設(shè)備的設(shè)置等操作 。6）數(shù)據(jù)總線和控制總線間形成板與板連接時(shí)，應(yīng)加總線驅(qū)動(dòng)器。 4）盡可能使用單片機(jī)的內(nèi)部程序存儲(chǔ)器和內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器而不使用外部總線連接這些器件。 2）增加電壓監(jiān)測電路。 ③ 盡量減小干擾造成的影響。對于系統(tǒng)中傳輸距離較長的線路通常選用屏蔽電纜來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分的連接，以達(dá)到抗干擾的目的。這種方法在實(shí)際中己經(jīng)取得明顯效果，但為了抑制電源浪涌電壓的沖擊，系統(tǒng)還必須在電源線之間及電源線對地之間分別裝壓敏電阻。傳導(dǎo)干擾通常由交流電源端引入系統(tǒng)內(nèi)部。 TPL光耦隔離實(shí)現(xiàn)了光電開關(guān)、限位開關(guān)信號(hào)和控制器之間的電平轉(zhuǎn)換，并實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)不同回路間的隔離，保證了控制器電路不受來自開關(guān)信號(hào) 電路的干擾。系統(tǒng)共提供了 12路的開 關(guān)信號(hào)接口，限位開關(guān)信號(hào)處理如圖 4所示。開關(guān)量的輸入干擾是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中客觀存在的問題。 由于開關(guān)的機(jī)械式設(shè)計(jì)，觸點(diǎn)閉合或斷開時(shí)伴有機(jī)械抖動(dòng)，會(huì)使輸出信號(hào)波形出現(xiàn)振蕩。這包括 X， Y， Z軸限位 。 不同的電主軸驅(qū)動(dòng)器對輸入的信號(hào)有不同的要求，有的需要 0～ 5V的電壓信號(hào)，有的需要 0～ 20mV的電流信號(hào)，因此我們同樣設(shè)計(jì)了 V/I轉(zhuǎn)換電路，使系統(tǒng)具備了電流信號(hào)的輸出，增強(qiáng)了系統(tǒng)的適應(yīng)性。 DAC0832是 8位微處理器兼容型數(shù) /模轉(zhuǎn)換器芯片，是DAC0830系列的一種。電主軸驅(qū)動(dòng)器根據(jù)輸入的電壓或電流的大小來確定主軸的轉(zhuǎn)速，因此系統(tǒng)需要輸出 0～ 5V的電壓或 0～ 20mA的電流，必須將系統(tǒng)處理過的數(shù)字量經(jīng) D/A轉(zhuǎn)換變 成模擬量輸出。R1IN， R2IN應(yīng)接 PC機(jī)的發(fā)送端。R1OUT， R2OUT 應(yīng)接 MCS51的串行接收引腳 RxD。 引腳 T1OUT， T2OUT， R1IN， R2IN為接 RS232C電平的引腳。 C44為 的去耦電容。10V 電壓，所以采用此芯片接口的串行通信系統(tǒng)只要單一的 +5V電源就可以。 MAX232是 MAXIM公司生產(chǎn)的低功耗、單電源雙 RS232發(fā)送 /接收發(fā)器，適用于各種 EIA232E和。為了使運(yùn)動(dòng)控制器的適用范圍更加 廣泛，配合 PC的現(xiàn)有接口，我們選用 RS 232標(biāo)準(zhǔn)總線來實(shí)現(xiàn)控制器和 PC 19 的通信，其接口電路如圖 3所示。本系統(tǒng)選擇 8254作為脈沖分頻電路的主控芯片。 8254是 8253的改進(jìn)型，操作方式及引腳與 8253完全相同。整個(gè)電路采用 3片 8254來產(chǎn)生 X， Y， Z三個(gè)軸的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)，鑒于Y， Z軸的電路與 X軸相同，因此圖中只表示了 X軸脈沖數(shù)輸出的電路原理。步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，因此產(chǎn)生符合系統(tǒng)要求的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖為整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵。 2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 通過對步進(jìn)電機(jī)控制器關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析、研究和比較，并綜合國內(nèi)外運(yùn)動(dòng)控制器產(chǎn)品智能化、集成化、開放化的發(fā)展趨勢，我們提出的步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制器總體結(jié)構(gòu)如圖 1所示。現(xiàn)代機(jī)械加工業(yè)逐步向柔性化、集成化、智能化方向發(fā)展，因此新一代數(shù)控技術(shù)就必需強(qiáng)調(diào)具有開放式、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的特征 [1]。i++) {。del) for(i=0。 for(。 back_move=0。 } if(jz==0x41) { P2=0x00。 } if(jz==0x21) { front_move=0。 //無鍵按下，返回 0 } void ajcl(uchar jz) 17 { if(jz==0x11) { back_move=0。 //有按鍵返回 提前退出循環(huán) } else //所掃描的行沒有鍵按下，則掃描下一行，直到 4 行都掃描，此時(shí) sccode 值 為 1110 1111 退出 while 程序 hz=_crol_(hz,1)。 return((~hz)|(~lz))。 //列 while((P1amp。0xf0)!=0xf0***也可這樣 本行有鍵按下（即 P1(真實(shí)的狀態(tài)）的高四位不全為 1） { lz=(P1amp。 //輸出行掃描碼 if ((P1amp。 //逐行掃描初值（即先掃描第 1 行） while((hzamp。 //延時(shí)去抖動(dòng)（ 10ms） if((P1amp。 //置所有行為低電平 ,行掃描，列線輸入 (此時(shí) ) if((P1amp。 } } } uchar jzaj(void) { uchar hz,lz。 count++。 } if(back_move) 16 { P2=fang[count]。 count++。 while(1) { if(front_move) { P2=zheng[count]。 ET0=1。 TL0=0x18。 TMOD=0x01。 if(jz) ajcl(jz)。 TL0=0x18。 void timer0() interrupt 1 { static uchar jz。 uchar code zheng[]={0x01,0x09,0x08,0x0c,0x04,0x06,0x02,0x03}。 void ajcl(uchar jz)。 // 單 4 拍正轉(zhuǎn) zheng[]={0x01,0x08,0x04,0x02}。 4. 單片機(jī)對步進(jìn)電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制 單 4 拍正轉(zhuǎn) zheng[]={0x01,0x08,0x04,0x02} 單 4 拍反轉(zhuǎn) fang[]={0x01,0x02,0x04,0x08} 雙 4 拍正轉(zhuǎn) zheng[]={0x09,0x0c,0x06,0x03} 雙 4 拍反轉(zhuǎn) fang[]={0x03,0x06,0x0c,0x09} 單雙 8 拍正轉(zhuǎn) zheng[]={0x01,0x09,0x08,0x0c,0x04,0x06,0x02,0x03} 單雙 8 拍反轉(zhuǎn) fang[]={0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08,0x09} 15 *****************************************/ include include define uchar unsigned char define uint unsigned int bit front_move,back_move。如果按鍵 ，執(zhí)行方式 1，全速運(yùn)行，否則以默認(rèn)方式運(yùn)行；按鍵 ，執(zhí)行方式 2，改變占空比，以 50%的速度運(yùn)行，否則，不作改變；按鍵 ，執(zhí)行方式 3，改變占空比，以 10%的速度運(yùn)行，否則，不作改變。 3. 單片機(jī)對電機(jī)轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速的控制 如果只有一個(gè)轉(zhuǎn)向的話就比較容易了，如果要有正反兩個(gè)轉(zhuǎn)向，就需要一個(gè) H 橋，并且兩個(gè) I/O 口輸出高低電頻控制，現(xiàn)在就來說說一個(gè)轉(zhuǎn)向的控制方式吧。即為NPN 型。等效三極管CBE 的管腳， C=E1,B=B1， E=E1(即 C2）。設(shè)前一三極管 T1 的三極為 C1B1E1，后一三 極管 T2的三極為 C2B2E2。同極性接法，一樓樓主已經(jīng)介紹過，這里說一下異極性接法。在電子學(xué)電路設(shè)計(jì)中，達(dá)林頓接法常用于功率放大器和穩(wěn)壓電源中。它將二只三極管適當(dāng)?shù)倪B接在一起，以組成一只等效的新的三極管。 2. 單片機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口電路設(shè)計(jì) IO 接口的電流不夠維持達(dá)林頓的導(dǎo)通狀態(tài)造成的，可以給大功率 管加一個(gè) 9018 或 9013 的前級(jí)放大，最好不要直接使用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)，建議使用光耦 。將驅(qū)動(dòng)部分的電阻、電容及續(xù)流二極管的有關(guān)參數(shù)加以調(diào)整，可驅(qū)動(dòng) 的步進(jìn)電機(jī)。*************電機(jī)正轉(zhuǎn) ***************** JB 00H,LOOP0 JB 01H,LOOP1 JB 02H,LOOP2 JB 03H,LOOP3 JB 04H,LOOP4 JB 05H,LOOP5 JB 06H,LOOP6 JB 07H,LOOP7 LOOP0: MOV P1,0D0H MOV 20H,02H MOV 21H,40H AJMP QUIT LOOP1: MOV P1,090H 11 MOV 20H,04H MOV 21H,20H AJMP QUIT LOOP2: MOV P1,0B0H MOV 20H,08H MOV 21H,10H AJMP QUIT LOOP3: MOV P1,030H MOV 20H,10H MOV 21H,08H AJMP QUIT LOOP4: MOV P1 ,070H MOV 20H,20H MOV 21H,04H AJMP QUIT LOOP5: MOV P1,060H MOV 20H,40H MOV 21H,02H AJMP QUIT LOOP6: MOV P1,0E0H MOV 20H,80H MOV 21H,01H AJMP QUIT 12 LOOP7: MOV P1,0C0H MOV 20H,01H MOV 21H,80H AJMP QUIT 。***********計(jì)數(shù)器 1 中斷程序 ************ IT1P: JB ,FAN 。P1 口置初值，防止電機(jī)上電短路 MOV TMOD,60H 。20H 單元置初值，電機(jī)正轉(zhuǎn)位置指針 MOV 21H,00H 。這樣，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)換向