【正文】 集系統(tǒng)，為減少投資，可采用模擬量多路轉(zhuǎn)換，共享儀用放大器、S/H和A/D的所謂地電平多路切換形式。但是當(dāng)被測(cè)參數(shù)為幾個(gè)相關(guān)量時(shí)，則需選用多路S/H，共享A/D形式。因此選用何種結(jié)構(gòu)形式采集數(shù)據(jù)，是進(jìn)行模擬量輸入通道設(shè)計(jì)首先要考慮的問題。擴(kuò)展時(shí)，首先要注意單片機(jī)的種類；另一方面要把程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開。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)。與續(xù)流二極管串聯(lián)的200Ω電阻可減小回路的放電時(shí)間常數(shù)，使繞組中電流脈沖的后沿變陡，電流下降時(shí)間變小，也起到提高高頻工作性能的作用。D1~D4為續(xù)流二極管，使電機(jī)繞組產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)通過續(xù)流二極管（D1~D4）而衰減掉，從而保護(hù)了功率管TIP122不受損壞。單片機(jī)選用頻率22MHz的晶振，選用較高晶振的目的是為了在方式2下盡量減小單片機(jī)對(duì)上位機(jī)脈沖信號(hào)周期的影響。使步進(jìn)電機(jī)隨著不同的脈沖信號(hào)分別作正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速和停止等動(dòng)作?？刂撇竭M(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)必須按一定時(shí)序?qū)Σ竭M(jìn)電機(jī)引線輸入脈沖，以上述四相六線制步進(jìn)電機(jī)為例，其半步工作方式和整步工作方式的控制時(shí)序如表1和表2所列。 單片機(jī)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)部分的設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)有兩種工作方式：整步方式和半步方式。同時(shí)，故障檢測(cè)單元不停地檢測(cè)故障（過流、過壓、過溫等）信號(hào)，發(fā)現(xiàn)故障時(shí)將信號(hào)送入CPU(8031)，通過編程CPU即時(shí)發(fā)出故障處理信號(hào)并顯示其類型，以保護(hù)步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不致受到進(jìn)一步損害?，F(xiàn)在比較常用的步進(jìn)電機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)（VR）、永磁式步進(jìn)電機(jī)（PM）、混合式步進(jìn)電機(jī)（HB）和單相式步進(jìn)電機(jī)等。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無累積誤差等特點(diǎn)。 步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)和基本原理步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。 （5）步進(jìn)電機(jī)只能通過脈沖電源供電才能運(yùn)行，不能直接使用交流電源和直流電源。 （3）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，易于啟停、正反轉(zhuǎn)及變速。因此，當(dāng)它轉(zhuǎn)一圈后，沒有累計(jì)誤差，具有良好的跟隨性。第四章：介紹了步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，并分析了其達(dá)到的效果和性能，并對(duì)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了展望分析。第二章：詳細(xì)的介紹了單片機(jī)關(guān)鍵技術(shù)，并從中總結(jié)得出了步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其各項(xiàng)要求。各章節(jié)的內(nèi)容說明如下： 第一章：引言。單片機(jī)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：①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(cè)量范圍等；②選擇各參數(shù)檢測(cè)元件及變送器；③建立數(shù)學(xué)模型及確定控制算法；④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；⑤系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)：包括接口電路，邏輯電路及操作面板；⑥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；⑦系統(tǒng)的調(diào)試與試驗(yàn)。同時(shí)，單片機(jī)涉及到的技術(shù)也不斷擴(kuò)展，如多傳感器信息融合、路徑規(guī)劃、硬軟組態(tài)相結(jié)合、網(wǎng)絡(luò)鏈接的設(shè)置等，產(chǎn)生了一系列研究課題。同時(shí)也讓學(xué)生加深了對(duì)專業(yè)知識(shí)及相關(guān)領(lǐng)域更深入的了解，也培養(yǎng)和加強(qiáng)了動(dòng)手解決問題能力和理論探討、推導(dǎo)和分析問題的能力。理論意義：掌握單片機(jī)指令和器件的操作與應(yīng)用，以及單片機(jī)步進(jìn)電機(jī)的基本原理和編程，可以讓自己在學(xué)習(xí)和生活中應(yīng)用自己所學(xué)知識(shí)，提高工業(yè)生產(chǎn)力，促進(jìn)工業(yè)發(fā)展。通過課題設(shè)計(jì)方案的分析、選擇、比較，熟悉單片機(jī)用系統(tǒng)開發(fā)、研制的過程。 設(shè)計(jì)的目標(biāo)、重點(diǎn)與特色目的：鞏固、加深和擴(kuò)大單片機(jī)應(yīng)用的知識(shí)面，提高綜合及靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決工業(yè)控制的能力。專家認(rèn)為，雖然世界上的MCU品種繁多，功能各異，開發(fā)裝置也互不兼容，但是客觀發(fā)展表明，80C51可能最終形成事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)MCU芯片在當(dāng)前單片機(jī)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，對(duì)于單片機(jī)各個(gè)方面應(yīng)用情況下步進(jìn)電機(jī)種類與控制方式的選擇. 硬軟組態(tài)相結(jié)合；各部分通信程序的算法及調(diào)試；大功率負(fù)荷用編程算法實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行；網(wǎng)絡(luò)鏈接的設(shè)置等這都是當(dāng)前單片機(jī)研究的熱點(diǎn)問題。這樣，80C51就變成有眾多制造廠商支持的、發(fā)展出上百品種的大家族，現(xiàn)統(tǒng)稱為80C51系列。隨著半導(dǎo)體集成工藝的不斷發(fā)展，單片機(jī)的集成度將更高、體積將更小、功能將列強(qiáng)。隨著低價(jià)位OTP（One Time Programble）及各種類型片內(nèi)程序存儲(chǔ)器的發(fā)展，加之處圍接口不斷進(jìn)入片內(nèi)，推動(dòng)了單片機(jī)“單片”應(yīng)用結(jié)構(gòu)的發(fā)展。串行擴(kuò)展技術(shù)隨著集成度的不斷提高，有可能把眾多的各種處圍功能器件集成在片內(nèi)。外圍電路內(nèi)裝化 與上述相反，以4位、8位機(jī)為中心的小容量、低價(jià)格化也是發(fā)展動(dòng)向之一。由于這類單片機(jī)有極高的指令速度，就可以用軟件模擬其I/O功能，由此引入了虛擬外設(shè)的新概念?，F(xiàn)指令速度最高者已達(dá)100MIPS（Million Instruction Per Seconds，即兆指令每秒），并加強(qiáng)了位處理功能、中斷和定時(shí)控制功能。 主要是指進(jìn)一步改進(jìn)CPU的性能，加快指令運(yùn)算的速度和提高系統(tǒng)控制的可靠性。目前，單片機(jī)內(nèi)ROM最大可達(dá)64KB，RAM最大為2KB。但在需要復(fù)雜控制的場(chǎng)合，該存儲(chǔ)容量是不夠的，必須進(jìn)行外接擴(kuò)充。大容量化低噪聲與高可靠性允許使用的電壓范圍越來越寬，一般在3~6V范圍內(nèi)工作。低電壓化單片機(jī)功耗使用電壓在3~6V之間，完全適應(yīng)電池工作。因而，在單片機(jī)領(lǐng)域CMOS正在逐漸取代TTL電路。CHMOS和HMOS工藝的結(jié)合。采用雙極型半導(dǎo)體工藝的TTL電路速度快，但功耗和芯片面積較大。因?yàn)閱纹瑱C(jī)芯片多數(shù)是采用CMOS（金屬柵氧化物）半導(dǎo)體工藝生產(chǎn)。CMOS芯片除了低功耗特性之外，還具有功耗的可控性，使單片機(jī)可以工作在功耗精細(xì)管理狀態(tài)。CMOS化 目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展趨勢(shì)將是進(jìn)一步向著CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價(jià)格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個(gè)方面發(fā)展。特別是沿海地區(qū)的玩具廠等生產(chǎn)產(chǎn)品多數(shù)用到單片機(jī)，并不斷地輻射向內(nèi)地。所以，它的魔力不僅是在現(xiàn)在，在將來將會(huì)有更多的人來接受它、使用它。在單片機(jī)產(chǎn)生后，我們就將控制這些東西變?yōu)橹悄芑?，我們只需要在單片機(jī)外圍接一點(diǎn)簡(jiǎn)單的接口電路，核心部分只是由人為的寫入程序來完成?？v觀我們現(xiàn)在生活的各個(gè)領(lǐng)域，從導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，到飛機(jī)上各種儀表的控制，從計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，到工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù) 處理，以及我們生活中廣泛使用的各種智能IC 卡、電子寵物等，這些都離不開單片機(jī)。 計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生加快了人類改造世界的步伐，但是畢竟它體積大。單片機(jī)，亦稱單片為微電腦或單片微型計(jì)算機(jī)。截止今日，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)飛速發(fā)展，我們上因特網(wǎng)輸入一個(gè)“單片機(jī)”的搜索，將會(huì)看到上萬個(gè)介紹單片機(jī)的網(wǎng)站，這還不包括國(guó)外的。 單片機(jī)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展我國(guó)開始使用單片機(jī)是在1982 年，短短五年時(shí)間里發(fā)展極為迅速。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。另一方面，單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。在人類生活中的應(yīng)用自從單片機(jī)誕生以后，它就步入了人類生活，如洗衣機(jī)、電冰箱、電子玩具、收錄機(jī)等家用電器配上單片機(jī)后，提高了智能化程度，增加了功能，倍受人們喜愛。單片機(jī)在這種系統(tǒng)中往往作為一個(gè)終端機(jī)，安裝在系統(tǒng)的某些節(jié)點(diǎn)上，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)量和控制。在比較復(fù)雜的系統(tǒng)中，常采用分布式多機(jī)系統(tǒng)。（4）單片機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理能力和控制功能，可使系統(tǒng)保持在最佳工作狀態(tài)，提高系統(tǒng)的工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。單片機(jī)廣泛地用于各種實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中。（3）單片機(jī)作為產(chǎn)品