【正文】 177。這個放大器與作為反饋器件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構成自激振蕩器，振蕩電路參見圖 。 XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。 如 EA 端為高電平（接 VCC 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。其引腳一旦變成兩個機器周期以上的高電平，所有的 I/O口都將復位到 1 狀態(tài)，當振蕩器正在工作時，持續(xù)兩個機器周期以上高電平便可完成復位，每個機器周期為 12 個振蕩時鐘周期。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是他的第二個 功能，如下表所示： 表 1 P3 口 AT89C51 特殊功能 端口引腳 功能特性 RXD（串行口輸入） TXD（并行口輸入） INT0（外部中斷 0） INT1（外部中斷 1） T0（定時計數(shù)外部輸入 0） T1（定時計數(shù)外部輸入 0） WR (外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 ) RD (外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通 ) P3 口還接收一些用于 FLASH 閃速存儲器 編程和程序效驗的控制信號。對端口寫 1，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。 FLASH 編程或效驗時， P2 亦接收高位地址和其它控制信號。 在訪問外部程序存儲器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVXDPTR 指令）時， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。對端口寫 1，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。 FLASH 編程和程序效驗期間， P1 接收低 8 位地址。對端口寫 1，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。 在 FLASH 編程時， P0 口接受指令字節(jié)，而在程序效驗時，輸出指令字節(jié)，效驗時，要求外接上拉電阻。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅(qū)動 8 個 TTL 邏輯門電路，對端口寫 1 可作為高阻抗輸入端用。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作，并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。此單片機可為您提供許多高性價比的應用場合。步進電機模塊主要是由單片機輸出控制碼到驅(qū)動機構控制步進電動機的運轉(zhuǎn)。 依據(jù)以上描述可畫出控制系統(tǒng)的結構框圖如圖 所示 圖 步進電機控制器結構框圖 控制系統(tǒng)包括：鍵盤輸入模塊、顯示、指示模塊以及步進電機控制及驅(qū)動模塊。 系統(tǒng)設計 要想實現(xiàn)以上論述的功能 只要 通過 P1 口的鍵盤輸入并 按一定的順序改變 P0 口輸出的 脈沖 信號，從而改變步進電動機 四端 通電的狀況，即可控制步進電機依選定的方向步進。文中在單片機與驅(qū)動器之間增加一級光電隔離。 ③ 步進電機每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，顯示器減 1，直至為 00，步進電動機停止運轉(zhuǎn)。 (2) 控制過程 ① 送電時，設定為正轉(zhuǎn)，顯示器顯示為“ 00”。 A：設定正逆轉(zhuǎn)。 *：正逆轉(zhuǎn)數(shù)設定完成后，按“ *”啟動步進電動機。要求內(nèi)能 從鍵盤上輸入步進電機轉(zhuǎn)數(shù)，控制步進電機的正反轉(zhuǎn)及啟停，并顯示轉(zhuǎn)數(shù)。而采用單片機的軟件和硬件結合進行控制，運用其強大的可編程和運算功能，充分利用單片機的各種資源，能靈活的對步進電機進行控制，實現(xiàn)其不同模式、步數(shù)、正反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速等控制，如果需改變控制要求，一般只需改變軟件就能適應新的環(huán)境，并且在本設計中利用動態(tài)掃描技術，把顯示電路和鍵盤電路有機的結合起來，能做到一定的人機交換，而且為了抗干擾，提高可靠性，具有一定的應用價值。本論文就是采用這個思路進行設計。還比如為了適應一些領域中高精度定位和運行平穩(wěn)性的要求，出現(xiàn)的步進電機細分驅(qū)動技術，就包括振蕩器、環(huán)行分配器控制的細分驅(qū)動、基于單片機斬波恒流驅(qū)動、基于單片機的直流電壓驅(qū)動三種常見驅(qū)動方式，除上述三種步進電機 的驅(qū)動方案之外，目前報道的驅(qū)動方案還有根據(jù)匯編語言或 C語言進行軟件開發(fā)，通過串行或并行通行的方式實現(xiàn)ｐｃ機與步進電機控制器之間的數(shù)據(jù)通信，最終實現(xiàn)由 PC機直接控制步進電機的方法?；谖⑿蛦纹瑱C的控制系統(tǒng)則通過軟件來控制步進電機，能夠更好地發(fā)揮步進電機的潛力。上世紀 80年代以后，由于微型計算機以多功能的姿態(tài)出現(xiàn)，步進電動機的控制方式變得更加靈活多樣。因而，對于步進電機控制的研究也就顯得尤為重要了。除了在數(shù)控系統(tǒng)中得到廣泛的應用，近年來由于微型計算機方面的快速發(fā)展，使步進電機的控制發(fā)生了革命性變革。目前世界各國都在大力發(fā)展數(shù)控技術，我國的數(shù)控系統(tǒng)也取得了很大的發(fā)展，我國已經(jīng)能夠自行研制開發(fā)適合我國數(shù)控機床發(fā)展需要的各種檔次的數(shù)控系統(tǒng)。隨著微電子和計算機技術 的發(fā)展，步進電機的需求量與日俱增，在各個國民經(jīng)濟領域都有應用。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，同時步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差，精度高，步進電動機可以在寬廣的頻率范圍內(nèi)通過改變脈沖頻率來實現(xiàn)調(diào)速、快速起停、正反轉(zhuǎn)控制等，這是步進電動機最突出的優(yōu)點。根據(jù)電壓脈沖的分配方式，步進電機各相繞組的電流輪流切換 ，在供給連續(xù)脈沖時，就能一步一步地連續(xù)轉(zhuǎn)動，從而使電機旋轉(zhuǎn)。因此，控制電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)實際上就是以一定的規(guī)律控制定子繞組的電流來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場。步進電機在結構上也是由定子和轉(zhuǎn)子組成，可以對旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)動速度進行高精度控制。 42 緒 論 步進電動機又稱脈沖電動機或階躍電動機，國外一般稱為 Steppingmotor、 Pulse motor或 Stepper servo，其應用發(fā)展已有約 80年的歷史。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 41 感謝178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 36 參考文獻178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 178。178。 35 附錄178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 34 第五章 設計小結178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 28 第四章 仿真與調(diào)試178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 28 程序流程圖178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 28 程序設計思路178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 26 第三章 控制系統(tǒng)的軟件178。178。178。178。178。178。178。178。178。 24 單片機與步進電機的接口電路圖178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 22 顯示塊178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 21 光電耦合器與驅(qū)動系統(tǒng)178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 19 鍵盤控制電路178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 15 數(shù)碼管顯示電路178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 13 電機的工作原理178。178。178。178。178。178。178。178。 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 12 步進電機概述178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 12 步進電機的分類178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 4 步進電機178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 4 單片機系統(tǒng)178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 3 第二章 硬件設計178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 3 系統(tǒng)設計178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 3 設計方案介紹178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 3 系統(tǒng)基本功能178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 1 第一章 系統(tǒng)方案論證178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 關鍵詞： AT89C51 步進電機 目 錄 摘要 緒論178。軟件設計包括主程序以及各個模塊的控制程序，最終實現(xiàn)對步進電機轉(zhuǎn)動方向及轉(zhuǎn)動速度的控制，并且將步進電機的轉(zhuǎn)動速度動態(tài)顯示在 LED 數(shù)碼管上。運用單片機對其高精度和智能化控制一直備受關注，對其高新技術的開發(fā)持續(xù)不斷，單片機系統(tǒng)控制的研究具有很大的開發(fā)潛能， 本控制系統(tǒng)的設計，由硬件設計和軟件設計兩部分組成。本設計的主要研究對象就是開環(huán)伺服系統(tǒng)中最常用的執(zhí)行器件 ——步進電機。該系統(tǒng)可應用于步進電機在機電一體化控制等大多數(shù)場合。不僅能簡化線路，降低成本，而且能大大的提高其可靠性。文中在單片機與驅(qū)動器之間增加一級光電隔離可使步進電機具有更高的性能 ,同時把數(shù)字電路與驅(qū)動電路隔離開 ,避免了步進電機運行時所產(chǎn)生的沖擊電 壓和電流干擾單片機。它體積小，成本低，功能強，廣泛應用于智能產(chǎn)業(yè)和工業(yè)自動化上。 摘 要 單片計算機即單片微型計算機。由 RAM ,ROM,CPU 構成，定時，計數(shù)和多種接口于一體的微控制器。 本文主要研究基于 AT89C51 單片機的步進電機的驅(qū)動器控制 ,驅(qū)動系統(tǒng)采用 74LS47 和達林頓管，使步進電機可在智能化程序控制下完成正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)數(shù)設定等各種操作。要想達到步進電動機的快速啟停、高精度步進運行從而實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的控制，則采用單片機控制系統(tǒng)可將問題大大的簡化。 整個系統(tǒng)采用模塊化設計，結構簡單，可靠，通過人機交互換接口可實現(xiàn)各功能設置，操作簡單，易于掌握。 實踐證明，基于單片機控制的步進電機比傳統(tǒng)的步進控制器具有更好的性 能，更加簡單、方便、可靠。 在這科技越來越發(fā)達 的時代，人們對步進電動機控制技術的要求也越來越高。其中，硬件設計主要包括單片機最小系統(tǒng)、鍵盤控制模塊、步進電機驅(qū)動模塊、數(shù)碼顯示模塊等功能模塊的設計，以及硬件電路在電路板上的實現(xiàn)。本系統(tǒng)具有智能性、實用性及可靠性 的特點。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 4 AT89C51 功能概述178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。17