單片機(jī)課程設(shè)計(jì)--步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文應(yīng)用單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片和鍵盤(pán)陣列，構(gòu)建了步進(jìn)電機(jī)控制器和驅(qū)動(dòng)器為一體的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)。二維工作臺(tái)作為被控對(duì)象通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿在X/Y軸方向聯(lián)動(dòng)。在此期間還要用到Proteus軟件進(jìn)行程序的仿真和功能的理論驗(yàn)證。并且闡述了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、角度、轉(zhuǎn)矩的控制原理，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了對(duì)其的控制。文中討論了一種以最少參數(shù)

2、確定一條圓弧軌跡的插補(bǔ)方法和步進(jìn)電機(jī)變頻調(diào)速的方法。步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)采用了軟硬件協(xié)同仿真的方法，可以有效地減少系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的周期和成本。最后給出了步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例。</p><p>　　關(guān)鍵字: 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)；單片機(jī)；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)；控制器</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要I&

3、lt;/b></p><p>　　第1章 步進(jìn)電機(jī)原理1</p><p>　　1.1 步進(jìn)電機(jī)原理及控制技術(shù)1</p><p>　　1.2 步進(jìn)電機(jī)總體設(shè)計(jì)方案2</p><p>　　第2章 設(shè)計(jì)原理與分析4</p><p>　　2.1 步進(jìn)電機(jī)的介紹4</p><p>　　2.

4、2 AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介5</p><p>　　第3章 電路設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.1 控制電路設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.2 最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.3 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)7</p><p>　　第4章 程序設(shè)計(jì)8</p><p>　　4.1 系統(tǒng)主程

5、序設(shè)計(jì)8</p><p>　　4.2 中斷程序設(shè)計(jì)9</p><p>　　第5章 系統(tǒng)仿真10</p><p>　　5.1 繪制電路原理圖10</p><p>　　5.2 系統(tǒng)仿真10</p><p><b>　　第6章 總結(jié)13</b></p><p><

6、;b>　　參考文獻(xiàn)15</b></p><p><b>　　致謝16</b></p><p><b>　　附錄17</b></p><p>　　第１章 步進(jìn)電機(jī)原理</p><p>　　1.1 步進(jìn)電機(jī)原理及控制技術(shù)</p><p>　　步進(jìn)電動(dòng)機(jī)又稱

7、脈沖電動(dòng)機(jī)或階躍電動(dòng)機(jī)，國(guó)外一般稱為Steppingmotor、Pulse motor或Stepper servo，其應(yīng)用發(fā)展已有約80年的歷史。步進(jìn)電機(jī)是一種把電脈沖信號(hào)變成直線位移或角位移的控制電機(jī)，其位移速度與脈沖頻率成正比，位移量與脈沖數(shù)成正比。步進(jìn)電機(jī)在結(jié)構(gòu)上也是由定子和轉(zhuǎn)子組成，可以對(duì)旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)動(dòng)速度進(jìn)行高精度控制。當(dāng)電流流過(guò)定子繞組時(shí)，定子繞組產(chǎn)生一矢量磁場(chǎng)，該矢量場(chǎng)會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一角度，使得轉(zhuǎn)子的一對(duì)磁極磁場(chǎng)方向與定子

8、的磁場(chǎng)方向一著該磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度。因此，控制電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)實(shí)際上就是以一定的規(guī)律控制定子繞組的電流來(lái)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。每來(lái)一個(gè)脈沖電壓，轉(zhuǎn)子就旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角，稱為一步。根據(jù)電壓脈沖的分配方式，步進(jìn)電機(jī)各相繞組的電流輪流切換，在供給連續(xù)脈沖時(shí)，就能一步一步地連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)一周的步數(shù)相同，在不丟步的情況下運(yùn)行，其步距誤差不會(huì)長(zhǎng)期積累。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的

9、影響，同時(shí)步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無(wú)累積誤差，精度高，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可以在寬廣的頻率范圍內(nèi)通過(guò)改變脈沖頻率來(lái)</p><p>　　正是由于步進(jìn)電機(jī)具有突出的優(yōu)點(diǎn)，所以成了機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，在各個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。比如在數(shù)控系統(tǒng)中就得到廣泛的應(yīng)用。目前世界各國(guó)都在大力發(fā)展數(shù)控技術(shù)，我國(guó)的數(shù)控系統(tǒng)也取得了很大的發(fā)展，我國(guó)

10、已經(jīng)能夠自行研制開(kāi)發(fā)適合我國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展需要的各種檔次的數(shù)控系統(tǒng)。雖然與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我們我國(guó)的數(shù)控技術(shù)方面整體發(fā)展水平還比較低，但已經(jīng)在我國(guó)占有非常重要的地位，并起了很大的作用。除了在數(shù)控系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，近年來(lái)由于微型計(jì)算機(jī)方面的快速發(fā)展，使步進(jìn)電機(jī)的控制發(fā)生了革命性變革。優(yōu)點(diǎn)明顯的步進(jìn)電機(jī)被廣泛應(yīng)用在電子計(jì)算機(jī)的許多外圍設(shè)備中，例如打印機(jī)，紙帶輸送機(jī)構(gòu)，卡片閱讀機(jī)，主動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和存儲(chǔ)器存取機(jī)構(gòu)等，步進(jìn)電機(jī)也在軍用儀器，通信和

11、雷達(dá)設(shè)備，攝影系統(tǒng)，光電組合裝置，閥門(mén)控制，數(shù)控機(jī)床，電子鐘，醫(yī)療設(shè)備及自動(dòng)繪圖儀，數(shù)字控制系統(tǒng)，工具機(jī)控制，程序控制系統(tǒng)以及許多航天工業(yè)的系統(tǒng)中得到應(yīng)用。因而，對(duì)于步進(jìn)電機(jī)控制的研究也就顯得尤為重要了。</p><p>　　為了得到良好的控制性能，對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制的研究就一直沒(méi)有停止過(guò)，許多重大的技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。上世紀(jì)80年代以后，由于微型計(jì)算機(jī)以多功能的姿態(tài)出現(xiàn)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制方式變得更加靈活多樣。原來(lái)的步進(jìn)

12、電機(jī)控制系統(tǒng)采用分立元件的控制回路，或者集成電路，不僅調(diào)試安裝復(fù)雜，要消耗大量元器件，而且一旦定型之后，要改變控制方案就一定要重新設(shè)計(jì)電路，不利于系統(tǒng)的改進(jìn)升級(jí)。基于微型單片機(jī)的控制系統(tǒng)則通過(guò)軟件來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)，能夠更好地發(fā)揮步進(jìn)電機(jī)的潛力。因此，用微型單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)己經(jīng)成為了一種必然的趨勢(shì)，也符合數(shù)字化的時(shí)代發(fā)展要求。還比如為了適應(yīng)一些領(lǐng)域中高精度定位和運(yùn)行平穩(wěn)性的要求，出現(xiàn)的步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)，就包括振蕩器、環(huán)行分配器控制的細(xì)

13、分驅(qū)動(dòng)、基于單片機(jī)斬波恒流驅(qū)動(dòng)、基于單片機(jī)的直流電壓驅(qū)動(dòng)三種常見(jiàn)驅(qū)動(dòng)方式，除上述三種步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方案之外，目前報(bào)道的驅(qū)動(dòng)方案還有根據(jù)匯編語(yǔ)言或C語(yǔ)言進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，通過(guò)串行或并行通行的方式實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與步進(jìn)電機(jī)控制器之間的數(shù)據(jù)通信，最終實(shí)現(xiàn)由PC機(jī)直接控制步進(jìn)電機(jī)的方法。</p><p>　　但是在有些應(yīng)用場(chǎng)合，并不需要高精度的控制，而是需要在滿足一般工作要求的情況下，盡量使控制系統(tǒng)做到：系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；

14、功能較為齊全；適應(yīng)性強(qiáng)；電機(jī)各種運(yùn)行狀態(tài)指示一目了然，操作方便；系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高等要求。本論文就是采用這個(gè)思路進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般步進(jìn)電機(jī)控制器都用硬件實(shí)現(xiàn)，雖然電路可以做到了高集成度，可價(jià)格較貴，功能相對(duì)較單一，并且設(shè)計(jì)要求有所改變，就得改變整個(gè)硬件電路，比較麻煩。而采用單片機(jī)的軟件和硬件結(jié)合進(jìn)行控制，運(yùn)用其強(qiáng)大的可編程和運(yùn)算功能，充分利用單片機(jī)的各種資源，能靈活的對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)其不同模式、步數(shù)、正反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速等控制，如果

15、需改變控制要求，一般只需改變軟件就能適應(yīng)新的環(huán)境，并且在本設(shè)計(jì)中利用動(dòng)態(tài)掃描技術(shù)，把顯示電路和鍵盤(pán)電路有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，能做到一定的人機(jī)交換，而且為了抗干擾，提高可靠性，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。步進(jìn)電機(jī)受電脈沖信號(hào)控制，電脈沖信號(hào)的產(chǎn)生、分配、放大全靠電子元器件的動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于脈沖控制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力一般都很弱，因此必須有功率放大驅(qū)動(dòng)電路。步進(jìn)電機(jī)與控制電路、功率放大驅(qū)動(dòng)電路組成一體，構(gòu)成步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。此種控制電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大，&l

16、t;/p><p>　　1.2 步進(jìn)電機(jī)總體設(shè)計(jì)方案</p><p>　　單片機(jī)最小系統(tǒng)作為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，它主要負(fù)責(zé)產(chǎn)生控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的脈沖，通過(guò)單片機(jī)的軟件編程代替環(huán)形脈沖分配器輸出控制步進(jìn)電機(jī)的脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度大小與單片機(jī)輸出的脈沖數(shù)成正比步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度與輸出的脈沖頻率成正比，而步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的的方向與輸出的脈沖順序有關(guān)。同時(shí)單片機(jī)系統(tǒng)還負(fù)責(zé)處理來(lái)自電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流檢測(cè)模塊

17、檢測(cè)到的電流值。與此同時(shí)，單片機(jī)將會(huì)把電機(jī)轉(zhuǎn)速，電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，以及電流檢測(cè)模塊檢測(cè)到的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電流通過(guò)數(shù)碼管顯示出來(lái)。</p><p>　　電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊負(fù)責(zé)將單片機(jī)發(fā)給步進(jìn)電機(jī)的信號(hào)功率放大，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作。</p><p>　　串口下載模塊主要是負(fù)責(zé)實(shí)行計(jì)算機(jī)和單片機(jī)之間的通信，將在計(jì)算機(jī)里面編寫(xiě)好的程序下載到單片機(jī)芯片當(dāng)中。</p><p>　　數(shù)碼管顯示

18、模塊就主要是顯示電機(jī)轉(zhuǎn)速，電機(jī)轉(zhuǎn)向，和通過(guò)電機(jī)的電流等系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息。</p><p>　　電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流檢測(cè)模塊主要是檢測(cè)通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的電流，然后通過(guò)運(yùn)放將檢測(cè)到的信號(hào)放大，最后將放大后的信號(hào)通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片處理后送給單片機(jī)。</p><p>　　獨(dú)立按鍵作為一個(gè)外部中斷源，和單片機(jī)端口連接，通過(guò)它設(shè)置了電機(jī)的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，加速，減速，顯示電機(jī)電流等功能。采用了中斷和查詢相結(jié)合的方法來(lái)調(diào)

19、用中斷服務(wù)程序，完成了對(duì)步進(jìn)電機(jī)的最佳的及時(shí)的控制。</p><p>　　圖1.0 整體設(shè)計(jì)方案</p><p>　　第2章 設(shè)計(jì)原理與分析</p><p>　　2.1 步進(jìn)電機(jī)的介紹</p><p>　　步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的種類很多，從廣義上講，步進(jìn)電機(jī)的類型分為機(jī)械式、電磁式和組合式三大類型。按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)電磁式步進(jìn)電機(jī)可分為反應(yīng)式(VR)、永磁式

20、(PM)和混合式(HB)三大類；按相數(shù)分則可分為單相、兩相和多相三種。目前使用最為廣泛的為反應(yīng)式和混合式步進(jìn)電機(jī)。</p><p>　　采用單片機(jī)來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了軟件與硬件相結(jié)合的控制方法。用軟件代替環(huán)形分配器，達(dá)到了對(duì)步進(jìn)電機(jī)的最佳控制。由于單片機(jī)的強(qiáng)大功能，還可設(shè)計(jì)大量的外圍電路，鍵盤(pán)作為一個(gè)外部中斷源，設(shè)置了步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、檔次、停止等功能，采用中斷和查詢相結(jié)合的方法來(lái)調(diào)用中斷服務(wù)程序，完成對(duì)步進(jìn)

21、電機(jī)的最佳控制，顯示器及時(shí)顯示正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)速度等狀態(tài)。環(huán)形分配器其功能由單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，采用軟件編程的辦法實(shí)現(xiàn)脈沖的分配。步進(jìn)電機(jī)在結(jié)構(gòu)上也是由定子和轉(zhuǎn)子組成，可以對(duì)旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)動(dòng)速度進(jìn)行高精度控制。當(dāng)電流流過(guò)定子繞組時(shí)，定子繞組產(chǎn)生一矢量磁場(chǎng)，該矢量場(chǎng)會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一角度，使得轉(zhuǎn)子的一對(duì)磁極磁場(chǎng)方向與定子的磁場(chǎng)方向一著該磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度。因此，控制電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)實(shí)際上就是以一定的規(guī)律控制定子繞組的電流來(lái)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。每來(lái)一個(gè)脈沖電壓，轉(zhuǎn)

22、子就旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角，稱為一步。根據(jù)電壓脈沖的分配方式，步進(jìn)電機(jī)各相繞組的電流輪流切換，在供給連續(xù)脈沖時(shí)，就能一步一步地連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。電機(jī)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，步進(jìn)電機(jī)將電脈沖轉(zhuǎn)換成特定的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。每個(gè)脈沖所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)是精確的，并可重復(fù)，這就是步進(jìn)電機(jī)為什么在定位應(yīng)用中如</p><p>　　通過(guò)電磁感應(yīng)定律我們很容易知道激勵(lì)一個(gè)線圈繞組將產(chǎn)生一個(gè)電磁場(chǎng)，分為北極和南極，見(jiàn)圖2.0所示。定子產(chǎn)生的磁場(chǎng)使轉(zhuǎn)

23、子轉(zhuǎn)動(dòng)到與定子磁場(chǎng)對(duì)直。通過(guò)改變定子線圈的通電順序可使電機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　圖2.0 激勵(lì)線圈產(chǎn)生電磁場(chǎng)</p><p>　　2.2 AT89C51單片機(jī)介紹</p><p>　　Atmel公司生產(chǎn)的89C51單片機(jī)是一種低功耗/低電壓‘高性能的8位單片機(jī)，它采用CMOS和高密度非易失性存儲(chǔ)技術(shù)，而且其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與MCS-51兼

24、容；片內(nèi)的Flash ROM允許在系統(tǒng)內(nèi)改編程序或用常規(guī)的非易失性編程器來(lái)編程，內(nèi)部除CPU外，還包括256字節(jié)RAM，4個(gè)8位并行I/O口，5個(gè)中斷源，2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，89C51單片機(jī)是一種功能強(qiáng)、靈活性高且價(jià)格合理的單片機(jī)，完全滿足本系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要。其芯片引腳分布圖如圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1 89C51單片機(jī)引腳分布圖</p><p>&

25、lt;b>　　第3章 電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)的硬件電路主要包括控制電路、最小系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電路三大部分。控制電路主要由開(kāi)關(guān)和按鍵組成，由操作者根據(jù)相應(yīng)的工作需要進(jìn)行操作。最小系統(tǒng)主要是為了使單片機(jī)正常工作。驅(qū)動(dòng)電路主要是對(duì)單片機(jī)輸出的脈沖進(jìn)行功率放大，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　3.1 控制電路設(shè)計(jì)</p><p>　

26、　根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，控制輸入部分設(shè)置了啟動(dòng)控制，換向控制按鈕，分別是S1、S2、S3，控制電路如圖3-1所示。該電路控制電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)主要是通過(guò)S1、S2的斷開(kāi)和閉合，從而控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　圖3-1 控制電路 </p><p>　　3.2 最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)</p><p>　　單片機(jī)最小系

27、統(tǒng)是用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)，對(duì)51系列單片機(jī)來(lái)說(shuō)，最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)、復(fù)位電路、晶振電路。最小系統(tǒng)電路如圖3-2所示。</p><p>　　復(fù)位電路：復(fù)位電路采用上電復(fù)位，使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，晶振電路用30PF的電容和一12M晶體振蕩器組成為整個(gè)電路提供時(shí)鐘頻率。</p><p>　　晶振電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式電路得到：內(nèi)部震蕩方式和外部中斷方

28、式。在引腳XTAL1和XTAL2外部接晶振電路器（簡(jiǎn)稱晶振）或陶瓷晶振器，就構(gòu)成了內(nèi)部晶振方式。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。其電容值一般在5～30PF,晶振頻率的典型值為12MHz,采用6MHz的情況也比較多。內(nèi)部振蕩方式所得的時(shí)鐘信號(hào)比較穩(wěn)定，實(shí)用電路實(shí)用較多。</p><p>　　3.3 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)</p><p>　　驅(qū)

29、動(dòng)電路圖如圖3-3所示。通過(guò)單片機(jī)的P0.0～P0.3輸出脈沖到L298的IN1～I(xiàn)N4口，經(jīng)信號(hào)放大后從2、3、13、14口分別輸出到電機(jī)。</p><p>　　圖3-2 最小系統(tǒng)</p><p>　　圖3-3 驅(qū)動(dòng)電路</p><p><b>　　第4章 程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 系統(tǒng)主程序設(shè)

30、計(jì)</p><p>　　此次程序根據(jù)寄存器R1中的值進(jìn)行判斷，當(dāng)R1=1時(shí)，調(diào)用正轉(zhuǎn)子程序，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)R1=2時(shí)，調(diào)用反轉(zhuǎn)子程序，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)；當(dāng)R1=3時(shí)，調(diào)用停止子程序，步進(jìn)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。主流程圖如圖4-1所示。</p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　N </b></

31、p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b></p><p>　　圖4-1 主程序圖</p><p>

32、;　　4.2 中斷程序設(shè)計(jì)</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)主要是給電機(jī)各繞組按一定的時(shí)間間隔連續(xù)不斷地按規(guī)律通入電流，步進(jìn)電機(jī)才會(huì)旋轉(zhuǎn)，時(shí)間間隔越短，速度就越快。在這個(gè)系統(tǒng)中，這個(gè)時(shí)間間隔是用定時(shí)器重復(fù)中斷一定次數(shù)產(chǎn)生的，即調(diào)節(jié)時(shí)間間隔就是調(diào)節(jié)定時(shí)器的中斷次數(shù)，因而在定時(shí)器中斷程序中，要做的工作主要是判斷電機(jī)的運(yùn)行方向、發(fā)下一個(gè)脈沖的頻率，以及保存當(dāng)前的各種狀態(tài)。程序流程圖如圖4-2所示。</p>

33、<p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y </b></p><p>　　圖4-2 中斷程序流程圖</p><p><b>　　第5章 系統(tǒng)仿真</b></p><p>　　5.1 繪制電路原理圖</p><p&g

34、t;　　步進(jìn)電機(jī)電路原理圖如圖5-1所示。</p><p>　　圖5-1 步進(jìn)電機(jī)電路原理圖</p><p><b>　　5.2 系統(tǒng)仿真</b></p><p>　　二相四拍步進(jìn)電機(jī)的系統(tǒng)仿真圖如圖5-2、5-3、5-4所示。其中圖5-2為步進(jìn)電機(jī)未啟動(dòng)時(shí)的仿真圖形，圖5-3為步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)的仿真圖形，圖5-4為步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)的仿真圖形。&

35、lt;/p><p>　　圖5-2 步進(jìn)電機(jī)未啟動(dòng)仿真圖</p><p>　　圖5-3 步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)仿真圖</p><p>　　圖5-4 步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)仿真圖</p><p><b>　　第6章 總結(jié)</b></p><p>　　通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，我感覺(jué)到了和同伴相互合作的重要性，在此過(guò)程中也加強(qiáng)了

36、我和同學(xué)間的相互交流與合作，我也學(xué)到了很多在課堂上學(xué)不到的知識(shí)，大大的增加了我的王知識(shí)面。在此過(guò)程中我不僅學(xué)會(huì)了怎樣設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)控制器，而且還深深的體會(huì)到編好一個(gè)程序是一件非常有意義的事。</p><p>　　此次的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)是采用單片機(jī)作為控制核心，利用其強(qiáng)大的功能，把鍵盤(pán)電路和數(shù)碼管顯示電路，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，電機(jī)電流檢測(cè)電路有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，組成一個(gè)操作方便，交互性強(qiáng)的簡(jiǎn)單系統(tǒng)。</p><

37、;p>　　我覺(jué)得編程不僅需要信心，還需要耐心，更需要團(tuán)隊(duì)合作之心，有了這些還不夠，我們應(yīng)該從實(shí)踐出發(fā)，并從實(shí)踐得到檢驗(yàn)，不懂就要問(wèn)，虛心請(qǐng)教才是解決問(wèn)題的好方法。</p><p>　　最后我要感謝老師給了我這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，讓我知道了團(tuán)隊(duì)合作原來(lái)如此重要，并且感受到單片機(jī)原來(lái)也很奇妙，編程之路有點(diǎn)苦，但有我們團(tuán)隊(duì)一起走過(guò)的痕跡，我最后發(fā)現(xiàn)這是甜的味道！</p><p>　　課程設(shè)計(jì)結(jié)束

38、了，在這次的課程設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識(shí)，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，與同學(xué)分工設(shè)計(jì)，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了運(yùn)籌帷幄，學(xué)會(huì)了寬容，學(xué)會(huì)了理解，也學(xué)會(huì)了做人與處世。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過(guò)程．“千里之行始于足下”，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我深

39、深體會(huì)到這句千古名言的真正含義．我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開(kāi)這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)．</p><p>　　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，本人在多方面都有所提高。提高了編程能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨(dú)立思考的能力也有了提高。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，體現(xiàn)出自己綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，體會(huì)了學(xué)以致用、突出自己勞動(dòng)成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí)的

40、不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。</p><p>　　通過(guò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)，完成了全部的設(shè)計(jì)任務(wù)，具體功能如下：完成了整個(gè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件編程，能通過(guò)鍵盤(pán)電路控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制，能實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速控制，整個(gè)的成果形式是最終以步進(jìn)電機(jī)控制電路板的形式展示出來(lái)了。</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中更多的是注重整體功能的實(shí)現(xiàn)，注重的是操作簡(jiǎn)單，所以本系統(tǒng)采用了

41、開(kāi)環(huán)控制的方式，電機(jī)也是選用的最常用的反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)。通過(guò)在本設(shè)計(jì)中的學(xué)習(xí)和查閱資料，想要得到更高性能的控制，可以選用混合式步進(jìn)電機(jī)，采用閉環(huán)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路。</p><p>　　雖然課程設(shè)計(jì)的時(shí)間不長(zhǎng)，但在此過(guò)程中我學(xué)到了很多，在以后的學(xué)習(xí)以及課程設(shè)計(jì)中我會(huì)更有經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)在這方面的練習(xí)，我相信對(duì)我的未來(lái)一定會(huì)有很大的幫助，我很享受設(shè)計(jì)的過(guò)程，感謝老師給我這次機(jī)會(huì)！</p><p><

42、;b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 趙晶.Protel99高級(jí)應(yīng)用[M].人民郵電出版社, 2006.</p><p>　　[2] 谷樹(shù)忠.Protel DXP實(shí)用教程[M].電子工業(yè)出版社，2003.</p><p>　　[3] 劉湘濤、江世民.單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].電子工業(yè)出版社, 2006.</p><

43、;p>　　[4] 孫育才. ATMEL新型AT89S51系列單片機(jī)及其應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社,2005.</p><p>　　[5] 李華．MCU-51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1993．</p><p>　　[6] 張迎新、雷道振.單片機(jī)初級(jí)教程[M].北京航天航空大學(xué)出版社, 2006.</p><p><b&g

44、t;　　致謝</b></p><p>　　通過(guò)這個(gè)課程設(shè)計(jì)的完成，我要衷心感謝我的指導(dǎo)老師xx，在論文成稿期間，無(wú)論在選題上，還是資料的應(yīng)用上，我的同伴都給了我很大的幫助，x老師也給予我耐心細(xì)致的教導(dǎo)，在論文研究及撰寫(xiě)過(guò)程中，x老師都提出了許多寶貴意見(jiàn)，我學(xué)到了更多除了單片機(jī)以外的豐富知識(shí)，使我的綜合能力得到了提升。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，一絲不茍的敬業(yè)精神，誨人不倦的高尚師德，為我樹(shù)立了做人、做事的楷模

45、，對(duì)我以后的學(xué)習(xí)、工作以及今后的人生之旅都將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。</p><p>　　在此，向在各方面給予我?guī)椭慕處?、同學(xué)表示衷心的感謝。論文中的很多材料取于相關(guān)書(shū)籍和互聯(lián)網(wǎng)，也向相關(guān)資料的作者表示衷心的感謝。由于我的能力有限，所以會(huì)有一些錯(cuò)誤，請(qǐng)各位老師批評(píng)指正，感謝各位老師。</p><p>　　在此期間，我不僅學(xué)到了許多新的知識(shí)，而且也開(kāi)闊了視野，提高了自己的設(shè)計(jì)能力。</p&g

46、t;<p>　　其次，我要感謝幫助過(guò)我的同學(xué)，他們也為我解決了不少我不太明白的設(shè)計(jì)上的難題。同時(shí)也感謝學(xué)院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)境。</p><p>　　最后再一次感謝所有在設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過(guò)我的良師益友和同學(xué)。</p><p><b>　　附 件</b></p><p><b>　　程序如下：</b>&

47、lt;/p><p><b>　　ORG 0000H</b></p><p>　　AJMP START</p><p><b>　　ORG 000BH</b></p><p><b>　　LJMP ZD</b></p><p><b>　　ORG 0

48、030H</b></p><p>　　START: SETB EX0</p><p><b>　　SETB IT0</b></p><p><b>　　SETB EA</b></p><p>　　MOV R1,#00H</p><p><b>　　MOV

49、 R2,#1</b></p><p>　　MOV P0,#00H</p><p>　　LP0:CJNE R1,#1,LP1</p><p>　　LCALL ZHENG</p><p>　　LP1:CJNE R1,#2,LP2</p><p><b>　　LCALL FAN</b><

50、;/p><p>　　LP2:CJNE R1,#3,LP0</p><p>　　LCALL TING</p><p><b>　　LJMP LP0</b></p><p>　　ZD:MOV R1,#1</p><p>　　JNB P3.5,LP3</p><p><b>

51、;　　INC R1</b></p><p>　　JNB P3.6,LP3</p><p><b>　　INC R1</b></p><p><b>　　LP3:RETI</b></p><p>　　TING: MOV P0,#00H</p><p><b&g

52、t;　　RET</b></p><p>　　ZHENG:MOV A,R2</p><p><b>　　RL A</b></p><p>　　CJNE A,#10,LP4</p><p><b>　　MOV A,#1</b></p><p>　　LP4: MOV P

53、0,A</p><p><b>　　MOV R2,A</b></p><p>　　LCALL DELAY</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　FAN: MOV A,R2</p><p><b>　　RR A</b></p

54、><p>　　CJNE R2,#80H,LP5</p><p><b>　　MOV A,#8</b></p><p>　　LP5: MOV P0,A</p><p><b>　　MOV R2,A</b></p><p>　　LCALL DELAY</p><p

55、><b>　　RET</b></p><p>　　DELAY: MOV R5,#0FFH</p><p>　　D1: MOV R6,#0FFH</p><p>　　D2: MOV R7,#010H</p><p>　　D3: DJNZ R7,D3</p><p>　　D4: DJNZ R6,