【正文】 [17] 周航慈 .單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù) .北京 ： 北京航空航天大學(xué)出版社， 2022 [18] 鄭人杰 .計(jì)算機(jī)軟件測試技術(shù) .北京 ： 清華大學(xué)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(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 ? you don39。 孫 老師知識的淵博，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，一絲不茍的工作作風(fēng)，對科學(xué)研究的熱愛和不斷進(jìn)取的精神，給我們留下了深刻印象，同時(shí)也使我在思維方法、工作作風(fēng)以及學(xué)習(xí)態(tài)度方面得到進(jìn)步，并會對我們產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，使我終身收益，與同學(xué)們的通力合作 ， 也使我受益匪淺。 本次設(shè)計(jì)是在 孫海燕 老師的全面指導(dǎo)和同學(xué)們的通力合作下完成的，設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的完成，是對我三年大學(xué)期間學(xué)習(xí)與工作的總結(jié)和檢驗(yàn)；是對我進(jìn)行的一次全面鍛煉。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 圖 程序流程圖 語音報(bào)數(shù) 程序設(shè)計(jì)中語音報(bào)數(shù)使用的是 SACM－ A2022，考慮到程序比較簡單，首先使用了自動報(bào)數(shù)方式，但發(fā)現(xiàn)不能進(jìn)行連續(xù)報(bào)數(shù)，于是使用了非自動方式，流程圖如圖 3－ 8 所示。 圖 運(yùn)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(jìn)行定義，如表 31~33 所示。如圖 所示， L2 段為恒速運(yùn)行階段， L1 段位為升頻， L3 段位為降頻。設(shè)某個(gè)步進(jìn)電機(jī)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(gè)頻率通常比較低。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 保護(hù)現(xiàn)場設(shè)步長計(jì)數(shù)器置正傳模型地址輸出控制模型轉(zhuǎn)向標(biāo)志位為1延時(shí)，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(fù)現(xiàn)場返回恢復(fù)模型首址NYYNYN圖 程序延時(shí)流程圖 步進(jìn)電機(jī)的變速控制 上面給的程序流程圖是步進(jìn)電機(jī)的恒速運(yùn)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(biāo)志 OOH。 做完了以上的工作，就可以進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)了。 例如 : r=40 ， 三 相 三 拍 運(yùn) 行 ， = =3 ，則步距角為：????? 3)340(360b?，rZ=40，三相六拍運(yùn)行，62 ??? m，則步距角為 :?)6 若要求步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過的角度為 75 度，采用三相六拍運(yùn)行方式，那么步數(shù)就為 ： 75 15?? ? =50(步 )。 N－拍數(shù) (一般三拍時(shí)N=m或六拍時(shí) =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 圖 33 三相雙三拍通電方式示意圖 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 步數(shù)的確定 步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行的步數(shù)可由步距角和需要轉(zhuǎn)過的角度來計(jì)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(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(shí)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(shí)序控制字節(jié) 49H。為了彌補(bǔ) 8 位的不足，可以考慮加入進(jìn)位標(biāo)志位CY 這樣就可以把它看成是第 9 位，這樣就能實(shí)現(xiàn)所需要的通電方式。 從通電方式的二進(jìn)制數(shù)可以看出，步進(jìn)電機(jī)每步進(jìn)一步，高電平就左移或右移一位。 因此，產(chǎn)生時(shí)序脈沖的方法是 ： (1)利用單片機(jī)的 P1 端口，即用 ， ， 分別控制三相步進(jìn)電機(jī)的 A， B， C 三相繞組； (2)根據(jù)控制模式寫出控制模型 。 圖 時(shí)序脈沖產(chǎn)生的延時(shí)控制框圖 步進(jìn)電 機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和時(shí)序脈沖的關(guān)系 步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與內(nèi)部繞組的通電順序和通電方式有關(guān)。延時(shí)時(shí)間的長短由步進(jìn)電機(jī)的作頻率決定。 控制脈沖的產(chǎn)生 在單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)時(shí)，一般來講，控制脈沖是用軟件產(chǎn)生的。 (3) 步數(shù)的確定。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 3 控制系統(tǒng)的軟件 設(shè)計(jì) 步進(jìn)電機(jī)控制程序設(shè)計(jì)的主要問題有三個(gè) : (1) 控制脈沖的產(chǎn)生。在每組行輸出時(shí)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(jìn)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(shè)計(jì)要求中只需要 4 個(gè)鍵對步進(jìn)電機(jī)的狀態(tài)進(jìn)行控制，但考慮到對控制功能的擴(kuò)展，我們使用了 4x4 的鍵盤。 在設(shè)計(jì)中，使用了標(biāo)準(zhǔn)的 4x4 鍵盤，其電路圖如圖 29 所示。這樣，本來一個(gè)端口最多只有 8 個(gè)按鍵，現(xiàn)在就可以構(gòu)成 4x4=16 個(gè)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(shè)計(jì)中用一塊單片機(jī)進(jìn)行控制，資源有限，因此選擇了方案一。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 VDDML298NVCCOUT1EN A+VSS+VSSENSE BIN1GNDSENSE AEN BOUT2OUT3OUT4IN4IN3IN21246791012131411853 圖 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動電路圖 圖 起時(shí)序圖 數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計(jì) 方案一：串行接法 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 設(shè)計(jì)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(shí)容易控制。 圖 用 L298N 芯片驅(qū)動電機(jī) 通 過 L298N 構(gòu)成步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動電路 ， 電路圖如圖 2－ 6 所示。 通過比較，根據(jù)設(shè)計(jì)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(jìn)電機(jī)，從經(jīng)濟(jì)考慮，且價(jià)格不高，故選用 L298N 芯片驅(qū)動電機(jī)。但是由于使用的是四相的步進(jìn)電機(jī)，就需要對四路信號分別進(jìn)行放大，由于放大電路很難做到完全一致，當(dāng)電機(jī)的功率較大時(shí)運(yùn)行起來會不穩(wěn)定，而且電路的制作也比較復(fù)雜。 步進(jìn)電機(jī)的選擇 本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于對步進(jìn)電機(jī)的控制和驅(qū)動，在設(shè)計(jì)要求中沒有對步進(jìn)電機(jī)提出特 別的要求，因此為了設(shè)計(jì)的方便，選擇受控電機(jī)為三相三線制的步進(jìn)電機(jī)（內(nèi)阻 33 歐，步進(jìn) 度，額定電壓 12V）。其中包含兩個(gè) 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(gè) 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(gè) 22 位的程序代碼地址。 9. 程序計(jì)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(jì)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(yùn)算傳送的來源及目標(biāo)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(jìn)入中斷服務(wù)子程序 (ISR， Interrupt Service Routine) 時(shí)，會在堆棧里儲存寄存器內(nèi)容，這時(shí) SP 會遞減以反映堆棧用量的增加。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 7. 堆棧指針寄存器 SP (Stack Pointer) SP 是用來紀(jì)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(yùn)算或傳送的來源及目標(biāo)寄存器。通用寄存器包括： R1~R4，作為算術(shù)邏輯運(yùn)算的來源及目標(biāo)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(fèi) 12 個(gè)時(shí)鐘周期， MULS 指令花費(fèi) 10n+6 個(gè)時(shí)鐘周期，其中 n 為乘加的項(xiàng)數(shù)。 4. 16 位 *16 位的乘法運(yùn)算和內(nèi)積 (乘加 )運(yùn)算 除了普通的 16 位算數(shù)邏輯運(yùn)算指令外， μ’nSPTM 還提供了高速的 16 位 16 位乘法運(yùn)算指 令 MUL， 和 16 位 內(nèi) 積 運(yùn) 算 指 令 MULS。程序設(shè)計(jì)者可利用這些復(fù)合式的指令，撰寫更精簡的程序代碼，進(jìn)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(jìn)入 ALU 進(jìn)行算數(shù)邏輯運(yùn)算。 2. 16 位算術(shù)邏輯運(yùn) 算 μ’nSPTM 與大多數(shù) CPU 一樣，提供了基本的算術(shù)運(yùn)算與邏輯操作指令，加法、減法、比較、補(bǔ)碼、異或、或、與、測試、寫入、讀出等 16 位算術(shù)邏輯運(yùn)算及數(shù)據(jù)傳送操作。 1. ALU 算術(shù)邏輯運(yùn)算單元 μ’nSPTM 的 ALU 非常有特色，除了一般基本的 16 位算術(shù)邏輯運(yùn)算，