【正文】 T1（記時(shí)器 1 外部輸入） ； /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） ； /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） ； P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。另外，該引腳被略微拉高。 (9)/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。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)。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。 (11)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。 (13)AT89C51 振蕩器特性： 系統(tǒng)端口分配 (1) 一 ： 輸出 數(shù)據(jù)到 UM2020，用于控制 步進(jìn)電機(jī)的四相； (2) 一 ：按鍵控制輸入； (3) ：數(shù)碼管位端掃描控制線； (4)P0：數(shù)碼管段端掃描控制線 。 外圍電路設(shè)計(jì) 外圍電路包括顯示電路、鍵盤電路和驅(qū)動(dòng)電路。 (1)7 段發(fā)光管顯示器由 7 段發(fā)光線段組成，并按“日”字形排列，每一段都是一個(gè)發(fā)光二極管。反之為共陽(yáng)極接法。加在 7 段陽(yáng)極上的電壓可以用數(shù)字量表示，如果某一段的陽(yáng)極為數(shù)字量 1，則這個(gè)段就發(fā)光；如為 0，則不發(fā)光。即將多個(gè) 7 段 LED 的段選端復(fù)接在一起，只用一個(gè) 8 位輸出口控制段選，段選 碼同時(shí)加到各個(gè) 7 段 LED 顯示器上，通過(guò)控制各個(gè)顯示器公共陽(yáng)極輪流接高電平的辦法，逐一輪流地啟動(dòng)各個(gè) LED。 13 圖 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路圖 鍵盤電路設(shè)計(jì) 圖 鍵盤電路 一般鍵盤電路設(shè)計(jì)有矩陣鍵盤和獨(dú)立鍵盤兩種形式，本系統(tǒng)由于控制的按鍵比較少，就采用獨(dú)立鍵盤方式。單片機(jī)定時(shí)檢測(cè)哪個(gè)按鍵按下，再 執(zhí)行相關(guān)操本系統(tǒng)的按鍵是低電平有效。 JP1 鍵預(yù)置步數(shù)鍵，可以設(shè)置步數(shù)一步一步增加， JP2 是加減速的檔位開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)檔位由 0－ 8 之間變化， JP3 是電機(jī)反轉(zhuǎn)開關(guān)，當(dāng)按下一次時(shí)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正常反轉(zhuǎn)方式，當(dāng)再按下一次時(shí)，則進(jìn)入反轉(zhuǎn)預(yù)置步數(shù)方式，可以預(yù)置步數(shù)并進(jìn)行反轉(zhuǎn)運(yùn)行，運(yùn)行設(shè)置的步數(shù)后自動(dòng)停止，并有暫停的可能， JP4 是電機(jī)正轉(zhuǎn)開關(guān)，其原理與 JP3 相似。所有按鍵處理程序都是在等按下的鍵松開后才執(zhí)行的。 驅(qū)動(dòng)電路 圖 驅(qū)動(dòng)電路 驅(qū)動(dòng)電路采用了步進(jìn)電機(jī)專用控制器 UM2020 組合電路。用兩個(gè)塊來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)很簡(jiǎn)單方便。 15 系統(tǒng)原理圖和驅(qū)動(dòng)電路原理圖見附錄。使整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)過(guò)程更為規(guī)范，大大提高了效率。 本 程序主要由鍵盤程序、顯示器程序、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序三部份組成，在流程圖中將作出詳細(xì)說(shuō)明。 系統(tǒng)初始化流程 流程圖：使用圖形表示算法的思路是一種極好的方法，因?yàn)榍а匀f(wàn)語(yǔ)不如一張圖 。 系統(tǒng)待機(jī)運(yùn)行流程 系統(tǒng)待機(jī)運(yùn)行主流程 圖 系統(tǒng)待機(jī)運(yùn)行程序流程 這一模塊中主要進(jìn)行按鍵判斷和顯示掃描。 開始 初始化 步進(jìn)機(jī)停止 設(shè)置參數(shù) 數(shù)碼管顯示 的數(shù)值處理 跳轉(zhuǎn)中斷程序 定時(shí)器1 中斷 ? N Y 18 待機(jī)狀態(tài)按鍵子程序流程 以下幾個(gè)流程分別針對(duì)待機(jī)狀態(tài)下的鍵盤操作，下列 流程圖是用 “是 ”或 “否 ”的邏輯分支加以判斷 ，來(lái)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向的變化，以及步進(jìn)電機(jī)的速度的控制。 程序入 口 去抖動(dòng) 預(yù)置模式 反向單步運(yùn)行一步 返回 預(yù)置步 數(shù)減 1 N Y 程序入口 去抖動(dòng) 運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)志們＝ 1 跳至步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行模式 返回 程序入口 去抖動(dòng) 方向標(biāo)志位取反 方向指示燈窗口取反 返回 19 圖 待機(jī)狀態(tài)下數(shù)碼管掃描程序流程 步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行模塊主流程 當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入了初始的狀態(tài)下以后，按下步進(jìn)電機(jī)的“啟?！辨I，步進(jìn)電機(jī)則 按照系統(tǒng)最初設(shè)定的參數(shù)如運(yùn)行方向、速度等指標(biāo)運(yùn)轉(zhuǎn)，根據(jù)這些初始值，相應(yīng)的定時(shí)器則根據(jù)這些參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)初值的植入，最后根據(jù)系統(tǒng)最初的預(yù)設(shè)模式來(lái)決定步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行模式模塊。在連續(xù)運(yùn)行模式中“拍數(shù)”和“模式”鍵不可用，“上升”和“下降”鍵為速度調(diào)節(jié)鍵。程序流程圖的設(shè)計(jì)遵循自頂向下的原則，即從主體遂逐步細(xì)分到每一個(gè)模塊的流程。流程分別針對(duì)待機(jī)狀態(tài)下的鍵盤操作流程圖 可以用一個(gè)零件的制造工序來(lái)解釋，這個(gè)制造各個(gè)過(guò)程都可以用圖形框架來(lái)表示，然不同的階段則用箭頭來(lái)表示階段直接的連接順序。 21 圖 連續(xù)運(yùn)行模式模塊流程 預(yù)置步數(shù)運(yùn)行模式模塊流程 在此運(yùn)行模塊中，在開啟定時(shí)器后，便進(jìn)入剩余步數(shù)顯示和允許操作鍵盤掃描判斷程序。在流程圖中把設(shè)計(jì)者的控制過(guò)程梳理清楚在連續(xù)運(yùn)行模式中只有“啟?！辨I可用。定時(shí)器的初值決定了脈沖輸出的頻率，即步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 Proteus 不僅可以做數(shù)字電路、模擬電路、數(shù)?；旌想娐返姆抡?，還可進(jìn)行多種 CPU 的仿真，涵蓋了 5 PIC、 AVR、 HC1 ARM 等處理器，真正實(shí)現(xiàn)了在計(jì)算機(jī)從原理設(shè)計(jì)、一個(gè)周期的控制脈沖輸出完畢？ 脈沖取表計(jì)數(shù)指針加 1 指向下一個(gè)脈沖代碼 運(yùn)行標(biāo)志位清零 中斷入口 載入設(shè)定 速度初值 根據(jù)主程序設(shè)定 的參數(shù)輸出，相應(yīng) 的控制脈沖到端口 預(yù)置步進(jìn)數(shù)模式？ 返回 步進(jìn)數(shù)減 1 脈沖取表計(jì) 數(shù)指針復(fù)位， 指向相應(yīng)表頭 Y Y 剩余步數(shù)=0？ Y N N N 24 電 路 分 析 、 系 統(tǒng) 仿 真 、 測(cè) 試 到 PCB 板 完 整 的 電 子 設(shè) 計(jì) ， 實(shí) 現(xiàn) 了 從 概念到產(chǎn)品的全過(guò)程。 (2)設(shè)置編輯環(huán)境：按上述的方法對(duì) Protues 的設(shè)計(jì)環(huán)境進(jìn)行設(shè)置。 本設(shè)計(jì)所需選用的元器件如下： (1)AT89C51：?jiǎn)纹瑱C(jī)； (2)RES、 RX RESPACK8：電 阻、排阻、上拉電阻； 圖 Proteus 元器件選取界面 (3)CRYSTAL：晶振； (4)CAP、 CAPELEC：電容、電解電容； (5)L29 L298；步進(jìn)電機(jī)專用控制器； (6)LM016L： 液晶顯示器； (7)BOUTTON： 按鍵； (8)MOTORSTEPPER： 步進(jìn)電機(jī)。 程序編譯 點(diǎn)菜單 Source→ Add/Remove sou 圖 程序添加界面 rce Files”在出現(xiàn)的對(duì)話框如圖 中，選擇 ASEM51 編輯器，將上面的匯編源程序 添加。 程序加載 在編輯環(huán)境左擊單片機(jī)然后右擊，在彈出的對(duì)話框中將編譯生成的 HEX 文件加 25 載到芯片中，設(shè)單片機(jī)的時(shí)鐘工作頻率為 12MHz。 圖 系統(tǒng)仿真圖 當(dāng)單片機(jī)開啟后，數(shù)碼管顯示出當(dāng)時(shí)狀態(tài)，數(shù)碼管前兩們表示現(xiàn)在是停止?fàn)顟B(tài)，第三們數(shù)碼管表示現(xiàn)在速度的檔位是零，后三位表示初始化預(yù)置的步數(shù)為 600 步。如圖 所示。 27 圖 反轉(zhuǎn)預(yù)置步數(shù)運(yùn)行仿真圖 通過(guò) Proteus 仿真基本實(shí)現(xiàn)了步進(jìn)電機(jī)的單片機(jī)控制，其仿真結(jié)果跟預(yù)期的基本相符。整個(gè)系統(tǒng)可以仿真出電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速和減速。隨著控制電機(jī)重要性的增加，控制電機(jī)的使用量也逐年增加。其 廣泛應(yīng)用于醫(yī)療器械、計(jì)量?jī)x器、汽車、游戲機(jī)等。該系統(tǒng)能夠自動(dòng)升降旗和自動(dòng)升降半旗 ,能夠在指定位置停止，且具有數(shù)字即時(shí)顯示旗幟所在的高度、降旗及停止功能。 應(yīng)用系統(tǒng)的其他硬件需求及組成 應(yīng)用系統(tǒng)的硬件需求 本應(yīng)用系統(tǒng)的硬件部分還需要被控旗幟、測(cè)試用的旗桿、定滑輪、細(xì)繩等 組成。通過(guò)單片機(jī)的外部中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的幾種運(yùn)行方式，由步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行來(lái)控制國(guó)旗的升降。如圖 所示。 初始化后，進(jìn)入按鍵掃描，然后判斷是否有鍵按下，如無(wú)鍵按下則返回，等待操作。如圖 所 示。當(dāng)旗幟上升到最高點(diǎn)時(shí)判斷標(biāo)志位的狀態(tài)為一時(shí)反轉(zhuǎn)直到下降總長(zhǎng)的 1/3 處停止。 初始化 按鍵掃描 32 圖 半旗流程圖 總結(jié)與 展望 本次設(shè)計(jì)鍵盤電路和顯示電路都采用動(dòng)態(tài)掃描技術(shù)，節(jié)約了單片機(jī)資源，在軟件 33 編 寫上采用冗余指令，進(jìn)一步提高可靠性，驅(qū)動(dòng)電路采用了 UM2020 步進(jìn)電機(jī)專用驅(qū)動(dòng)模塊，可以彌補(bǔ)單電壓電路的不足，系統(tǒng)軟件采用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，條理更清析，更容易維護(hù)，并對(duì)軟件作了少量修改，提高了系統(tǒng)功能。 由于時(shí)間，經(jīng)濟(jì)條件所限，本次設(shè)計(jì)還不是很完善， 如果選 用混合式步進(jìn)電機(jī)，其精度會(huì)達(dá)到更高的程度。實(shí)際控制中，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)接收到一個(gè)脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度時(shí)都會(huì)產(chǎn)生步距角誤差。為了避免在設(shè)計(jì)過(guò)程中少走彎路，最好在硬件設(shè)計(jì)時(shí)考慮接擴(kuò)展板，以便直接仿真器進(jìn)行仿真?？梢钥隙?，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的控制應(yīng)用前景將越來(lái)越廣闊，而其控制系統(tǒng)也將向著智能化和網(wǎng) 絡(luò)化的方向發(fā)展。 34 致 謝 感謝我的室友們，有你們?cè)谛袆?dòng)和思想上的支持和鼓勵(lì)，才使得我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)能順利完成。感謝我的母校 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx，尤其是通控系電子信息專業(yè)所有的老師們 ,在這片凈土讀書 四 載，無(wú)形中塑造了我生命的氣質(zhì)、生活的方式 ，也練 就了我樂(lè)觀的心態(tài)和一顆感恩的心，沒(méi)有你們悉心的指導(dǎo)和講解，我不可能完成此次 設(shè)計(jì)。 //正轉(zhuǎn)表格，換算成二進(jìn)制 0000 0010， 0000 0100， 0000 1000， 0001 0000 //unsigned char code B_Rotation[4]={0xf8,0xf4,0xf2,0xf1}。 //unsigned char code B1_Rotation[4]={0xfc,0xf6,0xf3,0xf9}。 unsigned char code B_Rotation[8]={0xf9,0xf8,0xfc,0xf4,0xf6,0xf2,0xf3,0xf1}。 static uchar count。//步數(shù)變量 sbit key1=P3^0。 sbit key3=P3^2。 unsigned char const dofly[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}。 uchar flag,temp[6]={0x3f,0x3f,0x3f,0x3f,0x3f,0x3f}。 } void init() { TMOD |=0x11。 TL0=(6553613500)%256。 TL1=(655364000)%256。 TR0=0。 TR1=1。 } /******************************************************************/ /* 主函數(shù) */ /******************************************************************/ void main() { init()。 flag=1。 //顯示 F 標(biāo)示正轉(zhuǎn) temp[1]=0x06。 flag=2。//顯示 b 標(biāo)示反轉(zhuǎn) 40 temp[1]=0x06。 flag=3。 //顯示 F 標(biāo)示正轉(zhuǎn) temp[1]=0x5b。 flag=4。//顯示 b 標(biāo)示反轉(zhuǎn) temp[1]=0x5b。// 顯示 S temp[1]=0x3f。 flag=0。 } if(!key1) //按鍵 1 去抖以及動(dòng)作 加調(diào)整步進(jìn)數(shù) { delay(4000)。 if(BS=600) {BS=0。 } if(!key2) //按鍵 1 去抖以及動(dòng)作 減調(diào)整步進(jìn)數(shù) { delay(4000)。 count++。sudu1=13500。 } } if(!key3) //按鍵 1 去抖以及動(dòng)作 加調(diào)整步進(jìn)數(shù) { delay(4000)。 if(num3) num=3。 } while(!k