【正文】 開始反向轉動。如此下去，形成轉子圍繞平衡點的振蕩。當步進電機工作在共振區(qū)時，步進電機的脈沖頻率接近步進電機的振蕩頻率fo或振蕩頻率的分頻或倍頻，這會使振蕩加劇，嚴重時造成失步。當轉子回擺到最大幅值時，恰好第2個脈沖到來，轉子受到的電磁轉矩為負值，使轉子繼續(xù)回擺，接著第3個脈沖到來，轉子受正電磁轉矩的作用回到平衡點，這樣，轉子經過3個脈沖仍然回到原來位置，也就是丟了三步。減少步距角可以減少振蕩幅值，以達到削弱振蕩的目的。稱之為失步。例如，步進電機在啟動時，如果脈沖的頻率較高，由于電動機來不及獲得足夠的能量，使其無法令轉子跟上旋轉磁場的速度，所以引起失步。注意，啟動頻率不是一個固定值，提高電動機的轉矩、減少負載轉動慣量、減少步距角都可以提高步進電機的啟動頻率。這主要發(fā)生在制動和突然換向時，轉子獲得過多的能量，產生嚴重的過沖，引起失步。步距角是指每給一個電脈沖信號步進電機轉子所轉過的機械角度。 ，步距角的大小由電機自身參數(shù)m、Z，和電機驅動方式k決定，受電機制造工藝的限制，靠增加m和z，來減小步距角受到一定限制，此時必須通過增大k來獲得更小的步距角。細分驅動技術可以大幅度減小步進電機的步距角，并且步距角越小，進入穩(wěn)定區(qū)域越容易，這樣就增加了電機運行的平穩(wěn)性，還可以減弱甚至消除電機的低頻振蕩和噪聲，提高起動頻率和高速下的轉矩，同時也可以提高電機的定位分辨率和精度。矩頻特性曲線上每一個頻率所對應的轉矩稱為動態(tài)轉矩。 電機在某種測試條件下測得運行中輸出力矩與頻率關系的曲線稱為運行矩頻特性曲線，這是電機諸多動態(tài)曲線中最重要的，也是電機選擇的根本依據(jù)。第三章 步進電機的驅動系統(tǒng) 步進電機的驅動系統(tǒng)簡介，是一個簡單地步進電機驅動圖，從圖中我們可以看到步進電機主要由單片機控制，并通過驅動器放大信號進行驅動，所以說單片機和驅動器是步進電機驅動系統(tǒng)里必不可少的重要部分。本設計同時還用到了LCD顯示模塊，用來顯示步進電機的工作狀態(tài)。 單片機控制步進電機的原理系統(tǒng)圖 單片機模塊 單片機簡介STC89C52RC單片機是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超強抗干擾的單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)STC89C52RC單片機，選擇12時鐘/機器周期。 2. 工作電壓：～。 4. 用戶應用程序空間為8K字節(jié)。 6. 通用I/O口（32 個）P1/P2/P3/P4是準雙向口，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為I/O口用時，需加上拉電阻。8. 具有EEPROM功能。 10. 共3個16位定時器/計數(shù)器。 11. 外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down 模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒。 13. 工作溫度范圍：40～+85℃（工業(yè)級）/0～75℃（商業(yè)級） STC89C52RC 單片機的工作模式掉電模式：典型功耗,可由外部中斷喚醒，中斷返回后，繼續(xù)執(zhí)行原程序。正常工作模式：典型功耗4Ma～7mA典型功耗。 STC89C52RC引腳功能說明 STC89C52RC引腳圖 （2根） VCC(Pin40)：電源輸入，接＋5V電源。 （2根） XTAL1(Pin18)：片內振蕩電路的輸入端。 （4根） RST/VPP(Pin9)：復位引腳，引腳上出現(xiàn)2個機器周期的高電平將使單片機復位。 PSEN(Pin29)：外部存儲器讀選通信號。 （32根） STC89C52單片機有4組8位的可編程I/O口，分別位P0、PPP3口，每個口有8位（8根引腳），共32根。時鐘可以由內部方式產生或外部方式產生。定時元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。（b）所示，XTAL1接地，XTAL2接外部振蕩器。片內時鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產生一個兩相時鐘P1和P2，供單片機使用。其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機從0000H單元開始執(zhí)行程序。除PC之外，復位操作還對其他一些寄存器有影響。復位信號是高電平有效，其有效時間應持續(xù)24個振蕩周期(即二個機器周期)以上。整個復位電路包括芯片內、外兩部分。復位操作有上電自動復位和按鍵手動復位兩種方式。這佯，只要電源Vcc的上升時間不超過1ms，就可以實現(xiàn)自動上電復位，即接通電源就成了系統(tǒng)的復位初始化。其中，按鍵電平復位是通過使復位端經電阻與Vcc電源接通而實現(xiàn)的，（b）所示；而按鍵脈沖復位則是利用RC微分電路產生的正脈沖來實現(xiàn)的，（c）所示：（a）上電復位 （b）按鍵電平復位 （c）按鍵脈沖復位上述電路圖中的電阻、電容參數(shù)適用于12MHz晶振，能保證復位信號高電平持續(xù)時間大于2個機器周期。 步進電機控制系統(tǒng)原理 脈沖的生成 脈沖幅值：由數(shù)字元件電平決定。 要求：確保步進到位。四相八拍，通電順序為: 正轉: A→AB→B→BC→C→CD→D→DA 反轉: A→AD→D→DC→C→CB→B→BA 改變通電順序可以改變步進電機的轉向,通過軟件實現(xiàn)脈沖分配。 在程序中，只要依次將這10個控制字送到P1口，步進電機就會轉動一個齒距角，每送一個控制字，就完成一拍，步進電機轉過一個步距角。 步進電機的速度控制是通過單片機發(fā)出的步進脈沖頻率來實現(xiàn)，對于脈沖分配方式，可以采用調整兩個控制字之間的時間間隔來實現(xiàn)調速，控制步進電機的速度的方法可有兩種： ：改變延時的時間長度就可以改變輸出脈沖的頻率，但這種方法CPU 長時間等待，占用大量的機時，因此沒有實踐價值。 定時器法利用定時器進行工作，為了產生步進脈沖，要根據(jù)給定的脈沖頻率和單片機的機器周期來計算定時常數(shù)，這個定時器決定了定時時間，當定時時間到而使定時器產生溢出時發(fā)生中斷，這樣就可以得到一個給定頻率的方波輸出，改變定時常數(shù)，就可以改變方波的頻率，從而實現(xiàn)調速。步進電機的位置控制需要兩個參數(shù)： （我們稱為絕對位置），絕對位置是有極限的，其極限是執(zhí)行機構運動的范圍，超越了這個極限就應報警。 對步進電機位置控制的一般作法是：步進電機每走一步，步數(shù)減1，如果沒有失步存在，當執(zhí)行機構到達目標位置時，步數(shù)正好減到0，因此，用步數(shù)是否等于0來判斷是否移動到目標位置，作為步進電機停止運行的信號。本文中用到的驅動器型號是ULN2003A，ULN是集成達林頓管IC，內部還集成了一個消除線圈反電動勢的二極管，可用來驅動繼電器。它的輸出端允許通過電流為200mA，飽和壓降VCE約1V左右，耐壓BVCEO約為36V。采用集電極開路輸出，輸出電流大，故可直接驅動繼電器或固體繼電器，也可直接驅動低壓燈泡。 ULN2003的作用ULN2003是大電流驅動陣列,多用于單片機、智能儀表、PLC、數(shù)字量輸出卡等控制電路中。輸入5VTTL電平，輸出可達500mA/50V。,在5V的工作電壓下它能與TTL和CMOS電路直接相連,可以直接處理原先需要標準邏輯緩沖器。在本設計中ULN用于驅動步進電機，為步進電機提供有效地脈沖信號。驅動器另一端1C,2C,3C,4C依次連接步進電機A,B,C,D四相，COM端接5V高電平，5C,6C,7C接地。 顯示模塊 1602LCD簡介 液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點，在袖珍式儀表和低功耗應用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應用。 1602LCD液晶顯示器外觀和接線圖 1602LCD的基本參數(shù)及引腳功能 顯示容量:162個字符 芯片工作電壓:— 工作電流:() 模塊最佳工作電壓: 字符尺寸:(WH)mm 1602采用標準的16腳接口，其中: 第1腳：VSS 為地電源 第2腳：VDD 接5V正電源 第3腳：V0 為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產生“鬼影”，使用時可以通過一個10K 的電位器調整對比度 第4 腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。當RS和RW共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS 為低電平RW 為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平RW 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。 1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。 指令2：光標復位，光標返回到地址00H。高電平表示有效，低電平則無效。 D：控制整體顯示的開與關，高電平表示開顯示，低電平表示關顯示 C：控制光標的開與關，高電平表示有光標，低電平表示無光標 B：控制光標是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。 指令6：功能設置命令 DL：高電平時為4位總線，低電平時為8位總線 N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示 F: 低電平時顯示5x7的點陣字符，高電平時顯示5x10的點陣字符。 指令8：DDRAM地址設置。 指令10：寫數(shù)據(jù)。 規(guī)律：（都是通過對RS R/W E來控制）讀狀態(tài)輸入 RS=L，RW=H，E=H 輸出 DB0～DB7=狀態(tài)字 寫指令輸入 RS=L，RW=L，E=下降沿脈沖，DB0～DB7=指令碼 輸出 無 讀數(shù)據(jù)輸入 RS=H，RW=H，E=H 輸出 DB0～DB7=數(shù)據(jù) 寫數(shù)據(jù)輸入 RS=H，RW=L，E=下降沿脈沖，DB0～DB7=數(shù)據(jù) 輸出 無 基本操作時序總之就是RS ，R/W ，E就是決定讀、寫、數(shù)據(jù)、命令的組合。第四章 步進電機控制器驅動程序的設計 開始系統(tǒng)初始化YN按鍵判斷相應按鍵子程序相應顯示子程序結束 系統(tǒng)上電復位過，先經過必要的參數(shù)初始化后，便進入按鍵查詢，等待操作，當有按鍵按下后，程序便調用相應的子程序運行。: 鍵盤子程序流程 值得注意的是鍵盤掃描和各中斷響應是同時進行的。define MotorData P1define uchar unsigned chardefine uint unsigned intunsigned char a,b。uchar code motorn[8]={0xf9,0xf8,0xfc,0xf4,0xf6,0xf2,0xf3,0xf1}。sbit RS=P2^0。 //讀寫選擇位，sbit E=P2^2。 //忙碌標志位，unsigned char code string[ ]= {JYL 201008019}。unsigned char code string3[ ]={ Jia su .}。unsigned char code string13[ ]={ Jia su .}。unsigned char code string5[ ]={Jian su .}。unsigned char code string11[ ]={Jian su .}。unsigned char code string8[ ]={N D D }。unsigned char code string9[ ]={WELCOME }。unsigned char code User[]={0x01,0x07,0x15,0x08,0x08,0x08,0x00,0x00}。 //正轉sbit K5 = P1^4。 //減速 sbit K3 = P3^4。 //反轉sbit K8 = P1^7。 //正點動sbit BEEP = P3^6。 while(t) { for(k=0。 k++) { } }}/**********************************************************//*****************************************************函數(shù)功能：判斷液晶模塊的忙碌狀態(tài)返回值：result。result=0，不忙***************************************************/ bit BusyTest(void) { bit result。 //根據(jù)規(guī)定，RS為低電平，RW為高電平時，可以讀狀態(tài) RW=1。 //E=1，才允許讀寫 _nop_()。 _nop_()。 //空操作四個機器周期，給硬件反應時間 result=BF。 return result。 //如果忙就等待 RS=0。 E=0。 _nop_()。 //將數(shù)據(jù)送入P0口，即寫入指令或地址 _nop_()。 _nop_()。 //空操作四個機器周期，給硬件反應時間 E=1。 _nop_()。 _nop_()。 //當E由高電平跳變成低電平時，液晶模塊開始執(zhí)行命令 }/*****************************************************函