【正文】 DIG65GND4SEG E21SEG G17ISET18V+19SEG C20DIG43SEG D23DIN1DIG02SEG F15SEG B16SEG A14GND9DIG111DIG510CLK13SEG DP22DIG37DIG78DOUT24LOAD12U4MAX7219CNGf10g5e1d2c4DP3b7a11112293846DPY14 in 1f10g5e1d2c4DP3b7a11112293846DPY24 in 1VCC9K5R11f10g5e1d2c4DP3b7a11112293846DPY44 in 1f10g5e1d2c4DP3b7a11112293846DPY34 in 1DIG26DIG65GND4SEG E21SEG G17ISET18V+19SEG C20DIG43SEG D23DIN1DIG02SEG F15SEG B16SEG A14GND9DIG111DIG510CLK13SEG DP22DIG37DIG78DOUT24LOAD12U5MAX7219CNG9K5R12VCC 圖 MAX7219 顯示電路圖 20 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路 步進(jìn)電機(jī)常用的驅(qū)動方式是全電壓驅(qū)動 ,即在電機(jī)移步與鎖步時都加載額定電壓，為了防止電機(jī)過流及改善驅(qū)動特性 ,需加限流電阻。 在現(xiàn)代社會，一般步進(jìn)電機(jī)都有其配套的驅(qū)動器與其配套使用，本設(shè)計就采用了57BYG350A 型號的步進(jìn)電機(jī)，與其配套的驅(qū)動器型號為 MS3H057M 系列驅(qū)動器。 驅(qū)動器輸出電流設(shè)定 ： 每一種型號驅(qū)動器都有 16 檔輸出電流可選，由驅(qū)動器上的撥位開關(guān)的第 10 位設(shè)定，驅(qū)動器輸出三相正弦電流給電機(jī)，電流大小以有效值標(biāo)稱 。 比如說， DIR為高電平時電機(jī)為順時針旋轉(zhuǎn)， DIR 為低電平時電機(jī)則為反方向逆時針旋轉(zhuǎn)。撥位開關(guān)的第5 位設(shè)定在 “0” 位置； CW/CCW 方式： 驅(qū)動器接受兩路脈沖信號（一般標(biāo)注為 CW 和CCW），當(dāng)其中一路（如 CW）有脈沖信號時，電機(jī)正向運行，當(dāng)另一路（如 CCW）有脈沖信號時，電機(jī)反向運行 ,我們稱之為雙脈沖方式。 自動半電流 ： 是指驅(qū)動器在脈沖信號停止施加 1 秒左右，會自動進(jìn)入半電流狀態(tài)，這時電機(jī)相電流為運行時的一半，以減小功耗和保護(hù)電機(jī)，此功能由驅(qū) 動器上的撥位開關(guān)的第 6位設(shè)定： 0— 無此功能、 1— 有此功能 。此功能在某些行業(yè)非常重要，記憶時間為無限 。 MS 系列驅(qū)動器控制信號接口 驅(qū)動器是把計算機(jī)控制系統(tǒng)提供的弱電信號放大為步進(jìn)電機(jī)能夠接受的強(qiáng)電流信號，控制系統(tǒng)提供給驅(qū)動器的信號主要有以下三路： 1．步進(jìn)脈沖信號 CP：這是最重要的一路信號，因為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的原理就是要把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電機(jī)的角位移，或者說：驅(qū)動器每接受一個 22 脈沖信號 CP，就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一步距角， CP的頻率和步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比， CP的脈沖個數(shù)決定了步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度。 2．方向電平信號 DIR：此信號決定電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。此種換向方式，我們稱之為單脈沖方式。由撥位開關(guān)的第 5 位決定使用何種方式。當(dāng)此信號回路導(dǎo)通時，驅(qū)動器停止工作，這時電機(jī)處于無力矩狀態(tài)（等同于本公司 SH系列驅(qū)動器的 FREE 信號），此信號為選用信號。其中一個步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器與單片機(jī)的具體接線為 脈沖信號 CP+端接入 單片機(jī) ， 方向信號 DIR+端接入 , 使能信號 EN+端接入 。 本產(chǎn)品外接交流 220V 電源輸入，通過4 個二極管進(jìn)行交流變直流的整流， 利用三端穩(wěn)壓器 MC78L24 和 MC7812 及 MC7805產(chǎn)所需的 電壓， C1 和 C2 為三端集成穩(wěn)壓器 MC7824 的旁路電容， C3 為低頻濾波電容， C4 為高頻濾波電容。同樣 MC7812 和 MC7805 分別為系統(tǒng)的某些部件提供 12V 和 5V 的直流工作電源。應(yīng)用軟件設(shè)計的如何，將決定系統(tǒng)的效率和優(yōu)劣。 （ 2）采用自頂而下的程序設(shè)計。 （ 4）可使用高級語言，大大提高開發(fā)和調(diào)試效率。其中包括運行子程序和控制算法程序等。如數(shù)字濾波、程序跑飛的陷阱、軟件狗、軟件的容錯設(shè)計等。指令有兩種描述形式，用機(jī)器語言描述的指令和用匯編語言描述的指令。匯編語言指令是一種符號指令，由助記符、符號和數(shù)字等來表示指令，與機(jī)器語言指令一一對應(yīng)。近年來，適用于單片機(jī)的高級語言已日漸成熟，應(yīng)用于 51 系列單片機(jī)編程的高級語言主要為 PLM、 BASIC、 C語言等。實際編寫程序時通常使用匯編語言和高級語言。主要特點是占用資源少、程序執(zhí)行率高等。單字節(jié)指令對應(yīng)的機(jī)器碼占一個字節(jié)（ Byte），雙字節(jié)指令對應(yīng)的機(jī)器碼占兩個字節(jié)，三字節(jié)指令對應(yīng)的機(jī)器碼占三個字節(jié)。在編寫程序時，盡量使用周期數(shù)少的指令，以加快程序的執(zhí)行速度，節(jié)省執(zhí)行時間。 偉福仿真器有如下系列仿真器： 25 （ 1） E6000 系列仿真器：基于 HOOKS 技術(shù)的 PODH8X5X，偉福 6000 全新版軟件。 （ 3） P51 Philips 專用型仿真器 （ 4） Microchip PIC 系列專用仿真器 PIC6000 （ 5） Philips LPC76x 專用仿 真器、編程器 （ 6） Philips LPC932 專用仿真器、編程器 （ 7） MPLABICD 在線調(diào)試器 本系統(tǒng)采用 E2021/S 仿真器，該仿真器能實現(xiàn) 5 19 PIC 系列微型控制器的仿真。 圖 偉福仿真器開發(fā)環(huán)境 仿真器的使用大致步驟如下：（ 1）硬件電路正確連接；（ 2）仿真頭設(shè)置（ 3）按照控制功能輸入?yún)R編程序；（ 4）編譯程序；（ 5）執(zhí)行。它的功能性強(qiáng)，執(zhí)行效率比較高。 設(shè)計到的仿真器軟件的具體按鈕及功能在此不再過多闡述。在設(shè)計中采用模塊化程序設(shè)計技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)的功能，將軟件分成若干個功能相對獨立的模塊，包括系統(tǒng) 主 程序模塊、 鍵盤掃描子程序模塊 、 顯示子 程序模塊等。采用了串行顯示程序模塊、鍵盤掃描程序模塊 。子程序調(diào)用既參數(shù)傳遞中，主程序先把有關(guān)參數(shù)存入約定位置， 子程序執(zhí)行時，可以從約定位置取得參數(shù)，子程序執(zhí)行完后，將得到的結(jié)構(gòu)在存入約定的位置，返回主程序后，主程序可以從約定得到需要的結(jié)果。開機(jī)后首先執(zhí)行初始化程序，系統(tǒng)初始化程序模塊的功能主要是完成對 AT89S51 單片 機(jī)系統(tǒng)資源的初始分配。 初始化之后執(zhí)行鍵盤掃描，看有無按鍵按下來控制步進(jìn)電機(jī)的運行狀態(tài)。 主程序編程流程圖如圖 所示。 START: LJMP MAIN ORG 0100H MAIN: MOV SP, 60H 。先使 P1 口輸出 0EH（ 1110），然后輸入行線狀態(tài)，測試行線中是否有低電平的，如果沒有低電平，再使輸出口輸出 0DH（ 1101），再測試行線狀態(tài)。 當(dāng)經(jīng)掃描表明有鍵被按下之后，緊接著應(yīng)進(jìn)行去抖動處理。 按鍵確定之后，下一步是計算閉合鍵的鍵碼，我們以鍵的排列順序安排鍵號，鍵碼既可以根據(jù)行號列號以查表求得，也可以通過計算得到。 計算鍵碼之后，延時等待鍵釋放，目的是為了保證鍵的一次閉合僅進(jìn)行一次處理。這樣就可以實現(xiàn)該鍵所設(shè)定的功能。 開 始鍵 掃 描判 斷 有 無 按 鍵 按 下去 按 鍵 抖 動鍵 碼 值 計 算按 鍵 釋 放執(zhí) 行 鍵 命 令N Y 圖 鍵盤掃描子程序流程圖 29 按鍵掃描程序是逐行掃描，來確定哪一行有按鍵按下，然后再進(jìn)行列確定。下面是按鍵消抖的一段程序： LK1: ACALL DELAY10 ； 有鍵閉合二次消抖延時 20 ms ACALL DELAY10 ACALL KEY ； 再檢查有鍵閉合否 JNZ LK2 ； 有鍵閉合 ， 轉(zhuǎn) LK2 ACALL DELAY10 AJMP KEY1 ；經(jīng)去抖動確認(rèn)無鍵閉合，延時 10 ms 后轉(zhuǎn) KEY1 串行顯示模塊 串行顯示模塊硬件采用 串行顯示驅(qū)動器 MAX7219 來驅(qū)動 LED 數(shù)碼管顯示。 串行顯示子程序流程圖如圖 。下面一段是初始化子程序的一部分： MOV SCON, 00H 。前級 MAX7219 初始化 MOV 51H, A 30 MOV 52H, 0CH ；關(guān)閉顯示 MOV 53H, 00H LCALL DISP1 MOV 52H, 09H ；全譯碼模式 MOV 53H, 0FFH LCALL DISP1 MOV 52H, 0BH ；顯示 8 個 LED MOV 53H, 07H LCALL DISP1 MOV 52H, 0AH ；亮度占空比為 31/32 MOV 53H, 0FH LCALL DISP1 MOV 52H, 0FH ；顯示測試寄存器為正常方式 MOV 53H, 00H LCALL DISP1 MOV 52H, 0CH ；開啟顯示 MOV 53H, 01H LCALL DISP1 RET 產(chǎn)生脈沖波子程序 在本設(shè)計中利用兩個 I/O 口（ 和 ）的正負(fù)電平的變化來產(chǎn)生脈沖波的。 清零 MC: CPL 。調(diào)用延時子程序 LJMP MC 31 延時子程序 模塊 在本設(shè)計中用到兩個不同時間的延時， 延時 10ms 的 子程序如下。利用基本的電路知識設(shè)計了鍵盤電路，顯示電路，單片機(jī)最小系統(tǒng)。在 鍵盤電路 ，單片機(jī)管腳的連接電路的中得到了具體的體現(xiàn)。 第二，再次練習(xí)畫圖軟件 Protel99SE 的使用，以前使用這個軟件畫圖不是很熟練，通過這次設(shè)計，學(xué)會了一些畫圖技巧，提高了畫圖的速度。 設(shè)計中遇到了各種困難，設(shè)計工作曾一度中斷，但通過指導(dǎo)老師指點、仔細(xì)分析和自我狀態(tài)調(diào)整后解決了問題。 33 致 謝 經(jīng)過半年的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，在此，我要感謝每一個幫助過我的人。江 老師平日里工作繁多，但在我做畢 業(yè)設(shè)計的每個階段，都給予我悉心的指導(dǎo)和幫助。另外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 再次，我 要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下 電子 專業(yè)知識的基礎(chǔ)；同時還要感謝所有的同學(xué)們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。 最后 ，我要 感謝我的家 人，這些年來給予我的一貫支持和關(guān)心，他們對我的希望是我人生道路上的一個航標(biāo)，時刻激勵著我奮勇前進(jìn)、永不懈怠。 最后 特地 再次對 我的母校 — 鄭州輕工業(yè)學(xué)院 四年來對我的大力栽培 表示感謝！ 34 參考文獻(xiàn) [1] 陳隆昌 . 電機(jī)控制 . 西安 : 西安電子科技大學(xué)出社 .1997. 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