【正文】 其顯著的特點(diǎn)，在數(shù)字化制造時(shí)代發(fā)揮著重大的用途。優(yōu)點(diǎn)1． 電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度正比于脈沖數(shù)； 2． 電機(jī)停轉(zhuǎn)的時(shí)候具有最大的轉(zhuǎn)矩（當(dāng)繞組激磁時(shí)）； 3． 由于每步的精度在百分之三到百分之五，而且不會(huì)將一步的誤差積累到下一步因而有較好的位置精度和運(yùn)動(dòng)的重復(fù)性； 4． 優(yōu)秀的起停和反轉(zhuǎn)響應(yīng)； 5． 由于沒有電刷靠性較高，因此電機(jī)的壽命僅僅取決于軸承的壽命； 6． 電機(jī)的響應(yīng)僅由數(shù)字輸入脈沖確定，因而可以采用開環(huán)控制，這使得電機(jī)的結(jié)構(gòu)可以比較簡(jiǎn)單而且控制成本 7． 僅僅將負(fù)載直接連接到電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上也可以極低速的同步旋轉(zhuǎn)。 缺點(diǎn)1． 如果控制不當(dāng)容易產(chǎn)生共振； 2． 難以運(yùn)轉(zhuǎn)到較高的轉(zhuǎn)速?，F(xiàn)在單片機(jī)主要按用途，大體上可分為兩大類： 1通用型單片機(jī) 2專用型單片機(jī) 專用型單片機(jī)是指用途比較專一，出廠時(shí)程序已經(jīng)一次性固化好， 不能再修該的單片機(jī)。 其生產(chǎn)成本很低。小到家用電器儀器儀表，大到機(jī)器設(shè) 備和整套生產(chǎn)線都可用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。對(duì)于其內(nèi)部資源各功能都體現(xiàn)一臺(tái)計(jì)算機(jī)，如：Aa,運(yùn)算部件包括：算術(shù)邏輯部件ALU，布爾處理器，累加器ACC，寄存器B，程序狀態(tài)字PSW等等，該部件實(shí)現(xiàn)的功能是：數(shù)據(jù)的算術(shù)，邏輯運(yùn)算，位變量的處理和數(shù)據(jù)傳送。B1,MCS51內(nèi)部有4K的程序存儲(chǔ)器，如果在實(shí)際運(yùn)用中內(nèi)存不夠的話，可以在此基礎(chǔ)上擴(kuò)展到64K大小，對(duì)于程序員來(lái)講，無(wú)論是內(nèi)部的EPROM，還是擴(kuò)展的程序存儲(chǔ)器是沒有什么區(qū)別的，在MCU內(nèi)部有一個(gè)十六位的程序記數(shù)器PC可以尋址片內(nèi)及片外的EPROM。若在實(shí)際使用中，不需要四組工作寄存器的話，那么這個(gè)區(qū)域的多余的單元可以作為一般的數(shù)據(jù)緩沖器使用。在30H7FH單元：是數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，在中斷系統(tǒng)中，往往需要一個(gè)堆棧來(lái)保護(hù)CPU的現(xiàn)場(chǎng)，這個(gè)堆棧一般設(shè)在307FH單元里，并且棧指針SP指出棧頂?shù)奈恢??？偨Y(jié)：內(nèi)部RAM中，除了作為工作寄存器，位標(biāo)志和堆棧區(qū)以外的單元，都可以數(shù)據(jù)緩沖區(qū)使用，存放輸入的數(shù)據(jù)或運(yùn)算的結(jié)果。特殊功能寄存器（如圖）單片微型計(jì)算機(jī)(SingleChip Microputer),RAM,ROM,定時(shí)/計(jì)時(shí)器和多種接口集成在一塊芯片上的微型計(jì)算機(jī).※ 其主要特點(diǎn)如下:: ,RAM一般小于256B,RAM可分別擴(kuò)展至64KB.: 因?yàn)樾酒前垂I(yè)測(cè)控環(huán)境要求設(shè)計(jì)的,故抗干擾的能力優(yōu)于PC機(jī).系統(tǒng)軟件(如:程序指令,常數(shù),表格)固化在ROM中,不易受病毒破壞.許多信號(hào)的通道均在一個(gè)芯片內(nèi),故運(yùn)作時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠.: 片內(nèi)具有計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行所必需的部件,片外有很多供擴(kuò)展用的(總線,并行和串行的輸入/輸出)管腳,很容易組成一定規(guī)模的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng). : 具有豐富的控制指令:如:條件分支轉(zhuǎn)移指令,I/O口的邏輯操作指令,位處理指令. : 體積小,功耗低,價(jià)格便宜,易于產(chǎn)品化.第1階段(1971年—1978年),以MCS48系列為代表,稱4位單片機(jī). 在片內(nèi):CPU有4位或8位。RAM有64B或128B。只有1個(gè)8位的定時(shí)/計(jì)時(shí)器。芯片引腳有40個(gè).第2階段(1978年—1983年),以MCS51系列為代表,稱8位單片機(jī).在片內(nèi):CPU有8位。RAM有128B或256B。有2個(gè)或3個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)時(shí)器。芯片引腳有40個(gè).第3階段(1983年以后),以MCS96系列為代表,稱16位單片機(jī). 在片內(nèi):CPU有16位。RAM有232B。有4個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)時(shí)器。增加了D/A和A/D轉(zhuǎn)換電路.在片外:尋址范圍有64KB。所以選擇好步進(jìn)電機(jī)，主要選擇步進(jìn)電機(jī)的三大要素；一旦三大要素確定，步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)便確定下來(lái)了。 電機(jī)的步距角應(yīng)等于或小于此角度。 步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)力矩一下子很難確定，我們往往先確定電機(jī)的靜力矩。單一的慣性負(fù)載和單一的摩擦負(fù)載是不存在的。一般情況下，靜力矩應(yīng)為摩擦負(fù)載的23倍內(nèi)好，靜力矩一旦選定，電機(jī)的機(jī)座及長(zhǎng)度便能確定下來(lái)（幾何尺寸） 靜力矩一樣的電機(jī)，由于電流參數(shù)不同，其運(yùn)行特性差別很大，可依據(jù)矩頻特性曲線圖，判斷電機(jī)的電流（參考驅(qū)動(dòng)電源、及驅(qū)動(dòng)電壓）總的來(lái)說(shuō)，選擇步進(jìn)電機(jī)應(yīng)該按照以下步驟進(jìn)行 單片機(jī)的選擇單片機(jī)現(xiàn)在分為4位、8位、16位的單片機(jī)，也分為不同公司的單片機(jī)類型，而與我們最熟悉的應(yīng)是 ATMEL公司的89C52單片機(jī),是增強(qiáng)型RISC內(nèi)載Flash的單片機(jī),芯片上的Flash存儲(chǔ)器附在用戶的產(chǎn)品中,可隨時(shí)編程,再編程,使用戶的產(chǎn)品設(shè)計(jì)容易,更新?lián)Q代方便。~,可以實(shí)現(xiàn)耗電最優(yōu)化。例如當(dāng)設(shè)計(jì)僅僅需要一個(gè)單片機(jī)定時(shí)器那么選擇89C1051或89C2051即可，而不選擇89C52,因?yàn)楹笳叩膬r(jià)格較高一些。下面我們來(lái)比較89C51和89C52：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器定時(shí)器中斷51系列128B4KB2552系列256B8KB38表211 51和52的比較在本課題中，我們選用現(xiàn)在較為流行的52系列單片機(jī)，即選用ATMEL公司的STC89C52。MCS51單片機(jī)內(nèi)包含下列幾個(gè)部件：◆ 一個(gè)8位CPU；◆ 一個(gè)片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路；◆ 4K字節(jié)ROM程序存儲(chǔ)器；◆ 128字節(jié)RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；◆ 兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；◆ 可尋址64K外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和64K外部程序存儲(chǔ)器空間的控制電路；◆ 32條可編程的I/O線（四個(gè)8位并行I/O端口）；◆ 一個(gè)可編程全雙工串行口；振蕩器及定時(shí)電路8051CPU4K字節(jié)ROM128字節(jié)RAM2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器64K總線擴(kuò)展控制可編程I/O可編程串行口◆ 具有五個(gè)中斷源、兩個(gè)優(yōu)先級(jí)嵌套中斷結(jié)構(gòu)。它由運(yùn)算器和控制器等部件組成?？梢詫?duì)半字節(jié)（4位）、單字節(jié)等數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。8051運(yùn)算器還包含有一個(gè)布爾處理器，用來(lái)處理位操作。也能使進(jìn)位標(biāo)志位與其他可位尋址的位之間進(jìn)行邏輯與、或操作。執(zhí)行指令時(shí)，PC內(nèi)容的低8位經(jīng)P0口輸出，高8位經(jīng)P2口輸出。CPU執(zhí)行指令時(shí)，由程序存儲(chǔ)器中讀取的指令代碼送入指令寄存器，經(jīng)譯碼后由定時(shí)與控制電路發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，完成指令功能。內(nèi)部方式時(shí)鐘電路如圖22所示。定時(shí)元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。XTAL1XTAL2 電容1 晶振 電容2 圖 22 內(nèi)部方式時(shí)鐘電路外部方式的時(shí)鐘很少用，若要用時(shí)，只要將XTAL1接地，XTAL2接外部振蕩器就行。時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘信號(hào)P1和P2供單片機(jī)使用。② 時(shí)序MCS52典型的指令周期（執(zhí)行一條指令的時(shí)間稱為指令周期）為一個(gè)機(jī)器周期，一個(gè)機(jī)器周期由六個(gè)狀態(tài)（十二振蕩周期）組成。所以，一個(gè)機(jī)器周期可以依次表示為S1P1，S1P2……，S6P1，S6P2。存儲(chǔ)器MCS52單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間是互相獨(dú)立的，物理結(jié)構(gòu)也不同。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）。有關(guān)存儲(chǔ)器的內(nèi)容將在下一節(jié)中詳述。⑴、并行I/O端口MCS52單片機(jī)設(shè)有四個(gè)8位雙向I/O端口（P0、PPP3），每一條I/O線都能獨(dú)立地用作輸入或輸出。PPP3口為準(zhǔn)雙向口（在用作輸入線時(shí)，口鎖存器必須先寫入“1”，故稱為準(zhǔn)雙向口），負(fù)載能力為4個(gè)LSTTL電路。在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，P2口輸出高8位地址，P0口輸出低8位地址，由ALE（地址鎖存允許）信號(hào)將P0口（地址/數(shù)據(jù)總線）上的低8位鎖存到外部地址鎖存器中，從而為P0口接受數(shù)據(jù)作準(zhǔn)備。 MCS52單片機(jī)外部結(jié)構(gòu)：MCS52的引腳說(shuō)明：MCS52系列單片機(jī)中的8038052及8752均采用40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置，40個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4組8位共32個(gè)I/O口，中斷口線與P3口線復(fù)用。初始化后，程序計(jì)數(shù)器PC指向0000H，P0P3輸出口全部為高電平，堆棧指針寫入07H，其它專用寄存器被清“0”。然而，初始復(fù)位不改變RAM（包括工作寄存器R0R7）的狀態(tài)，8052的初始態(tài)。此外，RESET/Vpd還是一復(fù)用腳，Vcc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)不丟失。2個(gè)16位的計(jì)數(shù)/定時(shí)器。最高時(shí)鐘振蕩頻率可達(dá)12MHZ，大部分指令執(zhí)行時(shí)間為1181。s。信號(hào)引腳介紹：，ALE用于控制把 口輸出的底8位地址送入鎖存器鎖存起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的分時(shí)傳送。 有效（低電平），以實(shí)現(xiàn)外部ROM單元的讀操作，對(duì)ROM的讀操作限定在外部程序存儲(chǔ)器；而當(dāng) 信號(hào)為高電平時(shí)，則對(duì)ROM的讀操作是從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器開始，并可延續(xù)至外部程序存儲(chǔ) 復(fù)位信號(hào)當(dāng)使用芯片內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，此二引線端用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時(shí)鐘時(shí)，用于接外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)。畫出RAM的組成RAM共有256個(gè)單元，按功能分為兩部分低128單元（單元地址00H~7FH）和高128單元（單元地址80H~FFH）。30H~7FH通用RAM區(qū)20H~2FH位尋址區(qū)（00H~7FH）18H~1FH工作寄存器3區(qū)（R7~R0）10H~17H工作寄存器2區(qū)（R7~R0）08H~0FH工作寄存器1區(qū)（R7~R0）00H~07H工作寄存器0區(qū) (R7~R0)圖232 RAM的組成圖低128單元是單片機(jī)的真正RAM存儲(chǔ)器，按其用途劃分為三個(gè)區(qū)域：⒈通用寄存器區(qū) 通用寄存器為CPU提供了就近數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的便利，有利于提高單片機(jī)的運(yùn)算速度。⒉位尋址區(qū)內(nèi)部RAM的20H~2FH單元，即可作為一般RAM單元使用，進(jìn)行字節(jié)操作，也可以對(duì)單元中每一位進(jìn)行位操作，因此把該區(qū)稱之為位尋址區(qū)。52單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路圖: 說(shuō)明: ①?gòu)?fù)位電路:由電容串聯(lián)電阻構(gòu)成,由圖并結(jié)合電容電壓不能突變的性質(zhì),可以知道,當(dāng)系統(tǒng)一上電,RST腳將會(huì)出現(xiàn)高電平,并且,所以, 取10u,原則就要讓RC組合可以在RST腳上產(chǎn)生不少于2個(gè)機(jī)周期的高電平；②復(fù)位輸入高電平有效，當(dāng)振蕩器工作