【正文】 調(diào)整脈沖的輸出，這樣可以取得比較好的控制效果，但是，通常閉環(huán)系統(tǒng)成本過高，同時比較容易受到機械系統(tǒng)中的傳動間隙等非線性因素引起機械振蕩，若要保證優(yōu)良的動態(tài)性能，不如選用直流或交流位置伺服系統(tǒng)。正阻尼使用這一信息阻擋振動的速 度，產(chǎn)生更多的可用的轉(zhuǎn)矩輸出，降低轉(zhuǎn)矩的機械振動損耗。 其它的方法包括各種不同的反電動勢控制電機參數(shù)測量和軟件技術(shù)，一些制造企業(yè)都會使用這些方法。一個簡單的回路與指令校驗的步進電機比較， 驗證步進電機移動到預計的位置； 2)反電動勢：一種無傳感器的檢測方法，使用步進電機的反電動勢信號，測量和控制速度。與開環(huán)控制不同的是，閉環(huán)控制具有反饋通道。 大多數(shù)步進電機運動控制系統(tǒng)都運行在開環(huán)狀態(tài)下，因為成本較低，并可提供運動控制技術(shù)固有的位置控制，無須反饋。在控制過程中，采用離散辦法來逼近理想的升降速曲線。綜合這兩個因素后，重裝計數(shù)初值的修正量取 8 個機器周期，即要使定時時間縮短 8 個機器周期。調(diào)整的重裝初值主要考慮兩個因素一是中斷響應所需的時間。將電機換向子程序放在定時中斷服務程序中，定時中斷一次，電機換向一次，從而實現(xiàn)電機的速度控制。定時方法是利用單片機系統(tǒng)中的定時器定時功能產(chǎn)生任意周期的定時信號，從而可方便的控制系統(tǒng)輸出 CP 脈沖的周期。但占用 CPU 時間長，不能在運行時處理其他工作。延時方法是在每次換向之后調(diào)用一個延時子程序，待延時結(jié)束后再次執(zhí)行換向，這樣周而復始就可發(fā)出一定頻率的 CP 脈沖或換向周期。系統(tǒng)可用兩種辦法實現(xiàn)步進電機的速度控制。開環(huán)控制的基本原理圖如下，在有些系統(tǒng)中，也將脈沖分配由微機 軟件來實現(xiàn)，即圖中虛線框內(nèi)的功能全部由單片機來實現(xiàn)。 4 12V 42Ω 基于 Proteus 與 AT89C52 的步進電機控制設(shè)計 8 圖 23 永磁式步進電動機示意圖 圖 24 35BY48H10 型步進電機接線圖 步進電機的控制方式 在步進電機的微機控制中，包括開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩大類。其型號為35BY48BH10。 本系統(tǒng)在 Proteus 仿真中所使用的步進電機，由于步距角可調(diào)，可以設(shè)計為反應式步進電機、永磁式步進電機、混合式步進電機中任意一種。而混合式步進電機（ HB）由于其步距角小、精確度高、功耗小等原因價格較貴，主要用于工業(yè)平臺領(lǐng)域。它又分為兩相和五相：兩相步進角一般為 度而五相步進角一般為 度?；旌鲜讲竭M電機是指混合了永磁式和反應式的優(yōu)點。 技術(shù)方案可行性研究 步進電機的選型 步進電機包括反應式步進電機、永磁式步進電機、混合式步進電機等。 系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu) 圖 21 系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)框圖 如圖 21 所示，本系統(tǒng)的主要功能模塊有： MCU 控制模塊、步進電機驅(qū)動基于 Proteus 與 AT89C52 的步進電機控制設(shè)計 7 模塊、顯示模塊、鍵盤模塊。 3)采取一定策略保證電機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 系統(tǒng)分析 系統(tǒng)功能分析 本設(shè)計旨在實現(xiàn)一種 超聲波測距壁障 系統(tǒng)，使得機器設(shè)備能夠通過該系統(tǒng) .基于以上目標，本設(shè)計實現(xiàn)的系統(tǒng)應當具備以下功能： 1)可通過按鍵控制步進電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。系統(tǒng)軟件編寫遵循模塊化設(shè)計的原則，代碼具有良好的易維護性和可移植性 。 基于 Proteus 與 AT89C52 的步進電機控制設(shè)計 6 2 系統(tǒng)的總體方案設(shè)計 本系統(tǒng)將單片機 AT89C52 產(chǎn)生的驅(qū)動脈沖通過 功率放大器 放大，從而驅(qū)動步進電機。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機通過軟件方法來實現(xiàn)了。 綜 上 所述，單片機已成為計算機發(fā)展和應用的一個重要方面。 5)家電消費類產(chǎn)品 自從單片機誕生以后，它就步入了人類生活，如洗衣機、電冰箱、電子玩具、收錄機等家用電器配上單片機后，提高了智能化程度，增加了功能，倍受人們喜愛。單片機在這種系統(tǒng)中往往作為一個終端機，安裝在系統(tǒng)的某些節(jié)點上，對現(xiàn)場信息進行實時的測量和控制。 4)分布式多機系統(tǒng) 在比較復雜的系統(tǒng)中，常采用分布式多機系統(tǒng)。例如，在工業(yè)測控、航空航天、尖端武器、機器人等各種實時控制系統(tǒng)中，都可以用單片機作為控制器。單片機作為產(chǎn)品中的控制器，能充分發(fā)揮它的體積小、可靠性高、功能強等優(yōu)點，可大大提高機器的自動化、智能化程度。它的應用遍及各個領(lǐng)域，主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 1)智能儀器儀表 單片機廣泛地用于各種儀器儀表，使儀器儀表智能化，并可以提高測量的自動化程度和精度，簡化儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，提高其性能價格比。為了適應這種領(lǐng)域的要求，須運用新的工藝，使片內(nèi)存儲器大容量化。這類單片機的運算速度比標準的單片機高出 10 倍以上。采用精簡指令集（ RISC）結(jié)構(gòu)和流水線技術(shù)，可以大幅度提高運行速度。 4)低噪聲、高可靠性 提高單片機的抗電磁干擾能力，使產(chǎn)品能適應惡劣的工作環(huán)境，滿足電磁兼容性方面更高標準的要求，各單片廠家在單片機內(nèi)部電路中都采用了新的技術(shù)措施，使其具備低噪聲與高可靠性。目前國內(nèi)外正在加大投入，研究 SOC 系統(tǒng)芯片。這個應用系統(tǒng)是具有明確的應用對象的系統(tǒng)，包括了傳感器在內(nèi)的所有硬件組織的全部應用軟件。 3)SOC 嵌入式系統(tǒng) 隨著集成技術(shù)的發(fā)展，單片機將 進一步發(fā)展成 SOC 嵌入式系統(tǒng)。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)。 CMOS 芯片除了低功耗特性之外，還具有功耗的可控性，使單片機可以工作在功耗精細管理狀態(tài) ， 在單片機領(lǐng)域 CMOS 正在逐漸取代 TTL 電路。今后相當一段時期內(nèi)，單片機的發(fā)展趨勢將具有以下一些特點。 單片機還面臨著 CPLD/FPGA 的嚴峻挑戰(zhàn)。正越來越受到業(yè)內(nèi)人士的密切關(guān)注。如果說 MCU在邏輯的實現(xiàn)上是無限的話，那么 CPLD/FPGA 不但包括了 MCU 這一特點 ， 而且還可觸及硅片電路限度的物理極限，并兼有串行工作方式、高 速、高可靠性以及寬口徑適用性等諸多方面的特點，不但如此，隨著 EDA 技術(shù)的發(fā)展和 CPLD/FPGA 向深亞微米領(lǐng)域的進軍，它們與 MCU、 MPU、 DSP、 A/D、 D/A、 RAM 和 ROM 等獨立器件間的物理與功能界限將日益模糊。從本質(zhì)上說，新的電子系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的物理機制又將回到原來的純數(shù)字電路結(jié)構(gòu)上，但卻是一種更高層次的循環(huán)。但是電子設(shè)計技 術(shù)發(fā)展到今天，又將面臨一次更大意義上的突破。從應用 SSI 通信數(shù)字電路芯片構(gòu)成電路系統(tǒng) ， 到廣泛應用 MCU(微控制器或單片機 )，在電子系統(tǒng)設(shè)計上發(fā)生了一個具有里程碑意義的飛躍。 32 位單片機除了更高的集成度外，其晶振可達 20MHz，這使 32 位 單片機的處理速度比 16 位增快了許多，性能比 8 位、 16 位單片機更為優(yōu)越，也能處理比較復雜的圖形和聲音數(shù)據(jù)。此階段的主要特點是：一方面發(fā)展 16 位單片機、 32 位單片機以及專用單片機；另一方面不斷完善高檔 8 位單片機，改善其結(jié)構(gòu)，增加片內(nèi)器件，以滿足不同用戶的需求。由于這類單片機的性價比高，所以直到現(xiàn)在仍被廣泛應用，是目前應用數(shù)量較多的單片機。這個階段推出的單片機普遍帶有串行接口，多級中斷系統(tǒng)， 16 位定時器 /計數(shù)器，片內(nèi) ROM、 RAM 容量加大，且尋址范圍可達 64KB，有的片內(nèi)還帶有 A/D 轉(zhuǎn)換器。以 Intel 公司制造的 MCS48系列單片機為代表，該系列單片機片內(nèi)集成有 8 位 CPU、 8 位定時器／計數(shù)器、并行 I／ O 接口、 RAM 和 ROM 等，但是最大的缺點是無串行接口，中斷處理比較簡單，片內(nèi) RAM 和 ROM 容量較小 且尋址范圍不大于 4KB。在這個階段 TI 公司為微處理器申請了專利，所以無法確定究竟那家公司第一個在實驗室做出了微處理器。在這一 階段由于受工藝限制，單片機采用單片的形式并且功能比較簡單。 單片機的發(fā)展可分為下面 4 個階段。對于這樣的仿真平臺，從某種意義上講，彌補了實驗和工程應用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。在 Proteus 軟件中還可以查看 多種調(diào)試信息，如源代碼執(zhí)行情況、 CPU寄存器信息、變量值以及 Flash 與 RAM 中的信息等。目前支持的編譯器有 Keil、 GNU 以 及 IAR 等。對步進電機進行單片機控制是步進電機控制技術(shù)的發(fā)展趨勢，如何更好的使用單片機來控制步進電機正是本課題的研究所在。步進電機作為一種高可控性的特種電機，利用其沒有誤差積累 (精度為 100%)的特點，廣泛應用于各種開環(huán)控制。步進電機還具有快速啟動、精確步進和定位等特點，廣泛應用在高精度、高響應性、高可靠性的機械系統(tǒng)中。在沒有脈沖輸入時，在繞組電源的激勵下氣隙磁場能使轉(zhuǎn)子保持原有位置處于定位狀態(tài)。一般電動機都是連續(xù)轉(zhuǎn)動的，而步進電動機則有定位和運轉(zhuǎn)兩種基本狀態(tài)，當有脈沖輸入時步進電動機一步一步地轉(zhuǎn)動，每給它一個脈沖信號，它就轉(zhuǎn)動一定的角度。 步進電機是將電脈沖信號變換成角位移或直線位移的執(zhí)行部件。單片機全稱單片微型計算機（ Single Chip Microputer），顧名思義，單片機是在單硅片上集成了微型計算機主要功能部件的集成芯片。 speed regulation system。 關(guān)鍵詞： 步進電機 ； 單片機 ； 調(diào)速系統(tǒng) ； Proteus II Abstract Stepbystep electric motor is the ring opening gating element changing electricity pulse signal into angular displacement or line displacement. Under the situation of must overload, the electric motor rotation rate, discontinuous location depend on pulse signal frequency and pulse number only, make free from being loaded with the effect changing, but be that being added a pulse signal, the electric motor by electric motor is to have rotated a step spur angle. This gleam of the sexual relationships existence, adds stepbystep electric motor characteristics such as only having the cyclicity error but there being no accumulative error. Feasible simplicity controlling a field using stepbystep electric motor to e to control changeable extraordinary in speed, location electric motor speed regulation general be change import stepbystep electric motor pulse frequency e true stepbystep electric motor speed regulation, because of stepbystep electric motor every be given to a pulse right away rotate one fixed angle, such right away not bad pass under the control of stepbystep electric motor a pulse arrive at next pulse period e to change pulse frequency, Come to control the speed regulation, realizing stepbystep electric motor thereby to e to change the electric motor rotation rate stepbystep angle concretely the deferred length. Frequency adopt the internal timer of AT89C52 type monolithic machine to change CP pulse in the design plan in realizes the speed regulation controlling, realizing an electric motor and the function that the positive and negative rotates being in progress to stepbystep electric motor rotation rate thereby. Finally, uses the Proteus ISIS simulation tool to implement the emulation of this system. Key words: Stepbystep electric motor。步進電機的調(diào)速一般是改變輸入步進電機的脈沖的頻率來實現(xiàn)步