【正文】 器與AT89C52單片機(jī)的接口電路[19]。PMM8713脈沖分配器適用于控制三相或四相步進(jìn)電機(jī)，根據(jù)需要可選擇不同激勵(lì)方式。脈沖分配器的主要作用是把單片機(jī)輸出的控制脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)邏輯組合轉(zhuǎn)換成為各相繞組通、斷電的時(shí)序邏輯信號(hào)，使步進(jìn)電機(jī)按確定的方式工作。當(dāng)采用單脈沖輸人法時(shí)，其連線方式如圖2所示； 圖35 8713脈沖輸入圖36 PWM8713的引腳圖PMM8713 引腳功能介紹 1腳：輸入相位上升時(shí)鐘輸入 2腳：輸入相位下降時(shí)鐘輸入 3腳：輸入相位時(shí)鐘輸入 4腳；轉(zhuǎn)向控制 5，6,7腳：控制方式選擇 8腳：地線 9腳：復(fù)位 10,11,12,13腳：相位輸出 14腳：通電監(jiān)控輸出 15腳：輸入監(jiān)控輸出1 16腳：電源PMM8713 是專用的步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)脈沖產(chǎn)生芯片,它適用于三相和四相步進(jìn)電機(jī)。PMM8713有兩種脈沖輸人法:雙脈沖輸人法和單脈沖輸人法。PMM8713在控制二相或四相步進(jìn)電機(jī)時(shí)都可選擇三種勵(lì)磁方式(1相勵(lì)磁，2相勵(lì)磁，3相勵(lì)磁三種勵(lì)磁方式之一)，每相最小的拉電流和灌電流為20mA，它不但可滿足后級(jí)功率放大器的要求，而且在所有輸人端上均內(nèi)嵌有施密特觸發(fā)電路，抗干擾能力很強(qiáng)，其原理框圖如圖1所示，表1所列是PMM8713的引腳功能。在本設(shè)計(jì)當(dāng)中，單片機(jī)的P 0口、P 1口、P 2口、P 3口全部參與系統(tǒng)工作，：　單片機(jī)最小系統(tǒng)圖PMM8713是日本三洋電機(jī)公司生產(chǎn)的步進(jìn)電機(jī)脈沖分配器。改變編程單元的地址和寫入的數(shù)據(jù)，重復(fù)1－5 步驟，直到全部文件編程結(jié)束。5．每對(duì)Flash 存儲(chǔ)陣列寫入一個(gè)字節(jié)或每寫入一個(gè)程序加密位，加上一個(gè)ALE ／PROG編程脈沖。3．激活相應(yīng)的控制信號(hào)。 編程方法：編程前，須設(shè)置好地址、數(shù)據(jù)及控制信號(hào)，AT89C51 編程方法如下： 1．在地址線上加上要編程單元的地址信號(hào)。編程方法可通過(guò)傳統(tǒng)的EPROM編程器使用高電壓（+12V）和協(xié)調(diào)的控制信號(hào)進(jìn)行編程。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。在閑置模式下，CPU停止工作。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到XTAL1端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2則懸空。10pF。如果使用石英晶體，我們推薦電容使用30pF177。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容Cl、C2 接在放大器的反饋回路 構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。AT89S52一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1 和XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。I/O口引腳：a：P0口，雙向8位三態(tài)I/O口，此口為地址總線（低8位）及數(shù)據(jù)總線分時(shí)復(fù)用；b：P1口，8位準(zhǔn)雙向I/O口；c：P2口，8位準(zhǔn)雙向I/O口，與地址總線（高8位）復(fù)用；d：P3口，8位準(zhǔn)雙向I/O口，雙功能復(fù)用口。在AT89S51，假如EA 接至Vcc（電源+），程序首先執(zhí)行地址從0000H－0FFFH （4KB）內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，再執(zhí)行地址為1000H－FFFFH （60KB）的外部程序存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)：MCS51 單片機(jī)內(nèi)核采用程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間分開的結(jié)構(gòu)，均具64KB外部程序和數(shù)據(jù)的尋址空間。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。RST：復(fù)位輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路管腳說(shuō)明：可編程串行通道兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器128*8位內(nèi)部RAM全靜態(tài)工作：0Hz24Hz與MCS51 兼容其引腳如圖23所示[17,18]。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。PROM容量可達(dá)20K字節(jié)。不用紫外線擦除，提高了編程效率。有兩級(jí)或三級(jí)程序存儲(chǔ)器保密系統(tǒng)，防止E178。PROMROMRAM89C528K1282321624低電壓AT89C52含E178。對(duì)于片內(nèi)有ROM/EPROM的芯片來(lái)說(shuō),最小應(yīng)用系統(tǒng)即為配有晶體振蕩器、復(fù)位電路和電源的單個(gè)芯片；對(duì)與片內(nèi)沒(méi)有ROM/EPROM芯片來(lái)說(shuō)，其最小應(yīng)用系統(tǒng)除了應(yīng)配置上述的晶振、復(fù)位電路和電源外，還應(yīng)配備EPROM或EEPROM作為程序存儲(chǔ)器使用[15,16]。本設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一款最小應(yīng)用系統(tǒng)，最小應(yīng)用系統(tǒng)是指能維持單片機(jī)運(yùn)行的最簡(jiǎn)單配置的系統(tǒng)。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)成基本上如圖32所示。人們需要通過(guò)人機(jī)對(duì)話，了解系統(tǒng)的工作情況和進(jìn)行控制。由于單片機(jī)的高度集成化，縮短了系統(tǒng)內(nèi)的信號(hào)傳送距離，優(yōu)化了結(jié)構(gòu)配置，大大地提高了系統(tǒng)的可靠性及運(yùn)行速度，同時(shí)它的指令系統(tǒng)又很適合于工業(yè)控制的要求，所以單片機(jī)在工業(yè)過(guò)程及設(shè)備控制中得到了廣泛的應(yīng)用[13,14]。 ，最低轉(zhuǎn)速為25轉(zhuǎn)/分，最高轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)/分； 單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)原理簡(jiǎn)介 單片機(jī)（singlechip microputer）是把微型計(jì)算機(jī)主要部分都集成在一塊芯片上的單芯片微型計(jì)算機(jī)[12]。系統(tǒng)的具體功能和要求如下： ； 。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 本課題主要采用單片機(jī)AT89C52和脈沖分配器芯片8713實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的換相控制、轉(zhuǎn)速控制和轉(zhuǎn)向控制。 其中步進(jìn)電機(jī)的分類是從總體上介紹了步進(jìn)電機(jī)的情況；步進(jìn)電機(jī)的原理一節(jié)是就本設(shè)計(jì)所使用的感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)的工作原理做了詳細(xì)的介紹，應(yīng)該屬于是重點(diǎn)掌握的部分；步進(jìn)電機(jī)的工作特點(diǎn)一節(jié)詳細(xì)的清楚的一條一條的列出了步進(jìn)電機(jī)的工作特點(diǎn)，了解這些特點(diǎn)對(duì)我們步進(jìn)電機(jī)的選擇和應(yīng)用具有很好的參考作用。但脈沖寬度要比小得多，高低壓驅(qū)動(dòng)可保證在很寬的頻段內(nèi)都能保證相繞組有較大的平均電流，在截止時(shí)又能迅速釋放，因此能產(chǎn)生較大的且較穩(wěn)定的電磁轉(zhuǎn)矩，因此驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可得到較高的響應(yīng)。當(dāng)為高電平時(shí)，該相導(dǎo)通；當(dāng)為低電平時(shí)，該相截止。加高壓，加低電壓，電動(dòng)機(jī)繞組回路不串電阻。圖中所示為每相的單元線路。當(dāng)關(guān)斷時(shí)，低壓電源通過(guò)給電路提供驅(qū)動(dòng)電壓，當(dāng)導(dǎo)通時(shí)，高壓電源通過(guò)給電路提供驅(qū)動(dòng)電壓，處于反向截止?fàn)顟B(tài)，低壓電源自動(dòng)停止供電。雙電壓驅(qū)動(dòng)的基本思想是在較低頻段用較低的電壓驅(qū)動(dòng)，而在高頻段用較高電壓驅(qū)動(dòng)。單電壓串電阻驅(qū)動(dòng)的主要缺點(diǎn)是損耗大，效率低。因此在電路中只有用增加回路電阻的方法。由于，故要減小電氣時(shí)間常數(shù)的方法是減小繞組的電感或增加繞組回路的電阻R。歸結(jié)起來(lái)，單電壓驅(qū)動(dòng)器有如下特點(diǎn)：線路簡(jiǎn)單，成本低，低頻時(shí)響應(yīng)較好；有共振區(qū)，高頻時(shí)，帶載能力迅速下降。前面推動(dòng)級(jí)輸出信號(hào)In作用于三極管的基級(jí)，其集電極接電動(dòng)機(jī)的一相繞組，繞組另一端直接與電源電壓連接。將在后面詳細(xì)介紹細(xì)分驅(qū)動(dòng)方式。目前步進(jìn)電機(jī)常用的驅(qū)動(dòng)方式有單電壓驅(qū)動(dòng)(包括單電壓串電阻驅(qū)動(dòng))、雙電壓驅(qū)動(dòng)(包括高低壓驅(qū)動(dòng))、斬波恒流驅(qū)動(dòng)和細(xì)分驅(qū)動(dòng)等。這就必須要設(shè)計(jì)合理的線路，選用合適的功率器件。由于旋轉(zhuǎn)電勢(shì)基本上與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成正比，轉(zhuǎn)速越高，電勢(shì)越大，繞組電流越小，從而使電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩也隨著轉(zhuǎn)速升高而下降。繞組導(dǎo)通和截止都會(huì)產(chǎn)生較大的反電勢(shì)，而截止時(shí)反電勢(shì)將對(duì)驅(qū)動(dòng)級(jí)器件的安全產(chǎn)生有害的影響。3．繞組斷點(diǎn)時(shí)，電感中磁場(chǎng)的儲(chǔ)能將維持繞組中已有的電流不能突變，結(jié)果使應(yīng)該電流截止的相不能立即截止。2．電動(dòng)機(jī)各相繞組都是繞在鐵心上的線圈，所以都有較大的電感。一般可根據(jù)需要設(shè)置過(guò)電流保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)等。有時(shí)推動(dòng)級(jí)還承擔(dān)電平轉(zhuǎn)換的作用。本級(jí)還經(jīng)常與各種保護(hù)電路、各種控制電路組合在一起，形成較高性能的驅(qū)動(dòng)輸出。信號(hào)放大與處理的作用是將環(huán)分輸出信號(hào)加以放大，變成足夠大的信號(hào)送入推動(dòng)級(jí)。同時(shí)，環(huán)形分配器還必須接受控制器的方向信號(hào)，從而決定其輸出的狀態(tài)轉(zhuǎn)換是按正序或者反序轉(zhuǎn)換，決定了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。環(huán)形分配器信號(hào)放大與處理推動(dòng)級(jí)驅(qū)動(dòng)級(jí)保護(hù) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成環(huán)形分配器用來(lái)接受來(lái)自控制器的CP脈沖，并按步進(jìn)電動(dòng)機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表要求的狀態(tài)順序產(chǎn)生各相導(dǎo)通或截止的信號(hào)。因此，對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的研究幾乎是對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的研究同步進(jìn)行的。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)不像直流電動(dòng)機(jī)、交流電動(dòng)機(jī)一樣，它不能直接接到交直流電源上工作，而必須使用專用設(shè)備——步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器。 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制技術(shù) 在混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)和工作原理的基礎(chǔ)上，本章就步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析和比較。在有負(fù)載的情況下，啟動(dòng)頻率應(yīng)更低。在它的作用下，電機(jī)隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。(8)