【正文】 應用程序設計技術 .北京 ： 北京航空航天大學出版社， 2021 [18] 鄭人杰 .計算機軟件測試技術 .北京 ： 清華大學出版社 ， 1992 g an employment tribunal clai Employment tribunals sort out disagreements between employers and employees. You may need to make a claim to an employment tribunal if: 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 27 ? you don39。 孫 老師知識的淵博，治學嚴謹?shù)膽B(tài)度，一絲不茍的工作作風，對科學研究的熱愛和不斷進取的精神，給我們留下了深刻印象，同時也使我在思維方法、工作作風以及學習態(tài)度方面得到進步，并會對我們產(chǎn)生深遠影響，使我終身收益，與同學們的通力合作 ， 也使我受益匪淺。 本次設計是在 孫海燕 老師的全面指導和同學們的通力合作下完成的，設計的全過程無不滲透著 孫 老師的心血和自己的努力。畢業(yè)設計的完成，是對我三年大學期間學習與工作的總結(jié)和檢驗；是對我進行的一次全面鍛煉。 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 22 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 23 圖 程序流程圖 語音報數(shù) 程序設計中語音報數(shù)使用的是 SACM－ A2021，考慮到程序比較簡單，首先 使用了自動報數(shù)方式，但發(fā)現(xiàn)不能進行連續(xù)報數(shù)，于是使用了非自動方式，流程圖如圖 3－ 8 所示。 圖 運行頻率圖 下面對于 8751 內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲區(qū)的一些單元進行定義，如表 31~33 所示。如圖 所示， L2 段為恒速運行階段， L1 段位為升頻， L3 段位為降頻。設某個步進電機的控制過程如圖 45 所示。這樣就解決了 “ 快速而不失步 ” 的矛盾。這個頻率通常比較低。 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 20 保護現(xiàn)場設步長計數(shù)器置正傳模型地址輸出控制模型轉(zhuǎn)向標志位為1延時，地址加1置反轉(zhuǎn)模型地址是數(shù)據(jù)結(jié)束 ？步數(shù)為0？恢復現(xiàn)場返回恢復模型首址NYYNYN圖 程序延時流程圖 步進電機的變速控制 上面給的程序流程圖是步進電機的恒速運轉(zhuǎn)方式。在 27H 開始存儲區(qū)內(nèi)存放反轉(zhuǎn)控制模型 O1H, OSH， 04H， 06H，02H， 03H，在 2DH 單元存放結(jié)束標志 OOH。 做完了以上的工作，就可以進行步進電機控制程序的設計了。 例如 : r=40 ， 三相三拍運行， = =3 ，則步距角為：????? 3)340(360b?，rZ=40，三相六拍運行，62 ??? mN，則步距角為 :?)6 若要求步進電機轉(zhuǎn)過的角度為 75 度，采用三相六拍運行方式，那么步數(shù)就為 ： 75 15?? ? =50(步 )。 N－拍數(shù) (一般三拍時N=m或六拍時 =2 )。 指令：R LCACY(a) 正 轉(zhuǎn)ABC0 0 0 0 0 01 1 1 指令：R RCACY(b) 反轉(zhuǎn)BC0 0 0 0 0 01 1 1 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 19 圖 33 三相雙三拍通電方式示意圖 步數(shù)的確定 步進電機運行的步數(shù)可由步距角和需要轉(zhuǎn)過的角度來計算 : NZrb ??? 360? 式中 :b?－步距角 。 指令：R LCACY(a) 正 轉(zhuǎn)ABC0 0 0 0 0 01 1 1 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 18 指令：R RCACY(b) 反轉(zhuǎn)BC0 0 0 0 0 01 1 1 圖 三相單三拍通電方式示意圖 三相雙三拍通電方式，可以考慮在累加器 A 中放置時序控制字節(jié) BBH。 三相單三拍通電方式，可以考慮在累加器 A 中放置時序控制字節(jié) 49H。為了彌補 8 位的不足，可以考慮加入進位標志位CY 這樣就可以把它看成是第 9 位，這樣就能實現(xiàn)所需要的通電方式。 從通電方式的二進制數(shù)可以看出，步進電機每步進一步，高電平就左移或右移一位。 因此，產(chǎn)生時序脈沖的方法是 ： (1)利用單片機的 P1 端口，即用 ， ， 分別控制三相步進電機的 A， B， C 三相繞組； (2)根據(jù)控制模式寫出控制模型 。 圖 時序脈沖產(chǎn)生 的延時控制框圖 步進電機的旋轉(zhuǎn)方向和時序脈沖的關系 步進電機旋轉(zhuǎn)方向與內(nèi)部繞組的通電順序和通電方式有關。延時時間的長短由步進電機的作頻率決定。 控制脈沖的產(chǎn)生 在單片機控制步進電機時，一般來講，控制脈沖是用軟件產(chǎn)生的。 (3) 步數(shù)的確定。 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 15 H E A D E R 8 x 2431147 82J P 7611916151312105S6 S5 S4 S3S7S8S9S 1 0S 1 5 S 1 4 S 1 3S 1 2S 1 9 S 1 8 S 1 7S 1 6 圖 4x4 鍵盤電路 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 16 3 控制系統(tǒng)的軟件設計 步進電機控制程序設計的主要問題有三個 : (1) 控制脈沖的產(chǎn)生。在每組行輸出時讀取引腳 7，若全為 “ 1” ，則表示這一行沒有鍵閉合，否則有鍵閉合。方法是對鍵盤的行線進行掃描。結(jié)合圖 39 所示，檢測的方法是引腳 7 輸出全 “ 0” ，讀取引腳 1 1 15 的狀態(tài)，若引腳 7 為全 “ 1” ，則無鍵閉合，否則有鍵閉合。其中 7 引腳作為鍵盤的掃描輸出口線； 1 1 15 引腳作為鍵盤的輸入口。盡管設計要求中只需要 4 個鍵對步進電機的狀態(tài)進行控制，但考慮到對控制功能的擴展，我們使用了 4x4 的鍵盤。 在設計中，使用了標準的 4x4 鍵盤，其電路圖如圖 29 所示。這樣，本來一個端口最多只有 8 個按鍵，現(xiàn)在就可以構(gòu)成 4x4=16 個按鍵，比它直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線越多，區(qū)別越明顯。 數(shù)碼管的顯示驅(qū)動使用 74LS164，通過 SPCE061A 的 IOB0 和 IOB1 口對DATA 和 CLK 發(fā)送數(shù)據(jù)。 由于設計中用一塊單片機進行控制，資源有限，因此選擇了方案一。 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 12 VDDML298NVCCOUT1EN A+VSS+VSSENSE BIN1GNDSENSE AEN BOUT2OUT3OUT4IN4IN3IN21246791012131411853 圖 步進電機的驅(qū)動電路圖 圖 起時序圖 數(shù)碼管顯示電路的設計 方案一：串行接法 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 13 設計中要顯示 4 位數(shù)字，用 74LS164 作為顯示驅(qū)動，其中帶鎖存，使用串行接法可以節(jié)約 IO 口資源，但要使用 SIO，發(fā)送數(shù)據(jù)時容易控制。 圖 用 L298N 芯片驅(qū)動電機 通 過 L298N 構(gòu)成步進電機的驅(qū)動電路 ， 電路圖如圖 2－ 6 所示。 通過比較，根據(jù)設計提出的要求，使用 L298N 芯片充分發(fā)揮了它的功能，能穩(wěn)定地驅(qū)動步進電機，從經(jīng)濟考慮，且價格不高，故選用 L298N 芯片驅(qū)動電機。但是由于使用的是四相的步進電機，就需要對四路信號分別進行放大，由于放大電路很難做到完全一致，當電機的功率較大時運行起來會不穩(wěn)定，而且電路的制作也比較復雜。 步進電機的選擇 本設計的重點在于對步進電機的控制和驅(qū)動，在設計要求中沒有對步進電機提出特 別的要求，因此為了設計的方便，選擇受控電機為三相三線制的步進電機（內(nèi)阻 33 歐，步進 度，額定電壓 12V）。其中包含兩個 6 位的區(qū)段選擇字段 ： CS (Code Segment)， DS (Data Segment)，它們可與其他 16 位的寄存器結(jié)合在一起形成一個 22 位的地址，用來尋址 4M 字容量的存儲器。在 μ’nSPTM 里， 16 位的 PC 寄存器與 SR 寄存器的 CS 字段，共同組成一個 22 位的程序代碼地址。 9. 程序計數(shù)器 PC (Program Counter) 它的作用與一般微控制器中的 PC 相同，是用來紀錄程序目前執(zhí)行位置的寄存器，以控制程序走向。 BP 除了上 述用途外，也可做為通用寄存器 R5，用于數(shù)據(jù)運算傳送的來源及目標寄存器。μ’nSPTM 堆 棧 的 大 小 限 制 在 2K 字的 SRAM 內(nèi)，即地址為 0x000000~0x0007FF 的存儲器范圍中。 CPU 執(zhí)行 push、子程序調(diào)用 call、以及進入中斷服務子程序 (ISR， Interrupt Service Routine) 時，會在堆棧里儲存寄存器內(nèi)容，這時 SP 會遞減以反映堆棧用量的增加。 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 10 7. 堆棧指針寄存器 SP (Stack Pointer) SP 是用來紀錄堆棧地址的寄存器， SP 會指向堆棧的頂端。 6. 通用寄存器 R1R4 (Generalpurpose registers) 可用于數(shù)據(jù)運算或傳送的來源及目標寄存器。通用寄存器包括： R1~R4，作為算術邏輯運算的來源及目標寄存器。這兩條指令大大的提升了 μ’nSPTM 的數(shù)字信號處理能力。在 μ’ 指令集下， MUL 指令只需花費 12 個時鐘周期， MULS 指令花費 10n+6 個時鐘周期，其中 n 為乘加的項數(shù)。 4. 16 位 *16 位的乘法運算和內(nèi)積 (乘加 )運算 除了普通的 16 位算數(shù)邏輯運算指令外， μ’nSPTM 還提供了高速的 16 位 16 位乘法運算指 令 MUL， 和 16 位 內(nèi) 積 運 算 指 令 MULS。程序設計者可利用這些復合式的指令，撰寫更精簡的程序代碼，進而增加程序代碼密集度 (Code Density)。 μ’nSPTM 的移位器 shifter 就串接在 ALU 的前面，也就是說，操作數(shù)在經(jīng)過移位處理后，馬上會進入 ALU 進行算數(shù)邏輯運算。 2. 16 位算術邏輯運 算 μ’nSPTM 與大多數(shù) CPU 一樣，提供了基本的算術運算與邏輯操作指令，加法、減法、比較、補碼、異或、或、與、測試、寫入、讀出等 16 位算術邏輯運算及數(shù)據(jù)傳送操作。 1. ALU 算術邏輯運算單元 μ’nSPTM 的 ALU 非常有特色，除了一般基本的 16 位算術邏輯運算，