單片機(jī)技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告--- 步進(jìn)電機(jī)控制綜合實(shí)驗(yàn)

1、<p>　　單片機(jī)技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　題 目： 步進(jìn)電機(jī)控制綜合實(shí)驗(yàn)</p><p>　　學(xué) 年：2010~2011 學(xué) 期：1 </p><p>　　專(zhuān) 業(yè)：通信工程 班 級(jí)：02 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： 姓 名： </p

2、><p>　　指導(dǎo)教師及職稱(chēng)： </p><p>　　時(shí) 間： 2011年1月14日</p><p><b>　　一設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　1、掌握模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的應(yīng)用、掌握8279數(shù)碼顯示電路的應(yīng)用、掌握步進(jìn)電機(jī)的工作原理和控制方法</p><p>　　2、鍛煉和培養(yǎng)由各個(gè)子模

3、塊功能單元構(gòu)筑完整的微機(jī)控制系統(tǒng)的能力，掌握單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。</p><p><b>　　二設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　用數(shù)碼管來(lái)指示電位器所在的位置，用電位器來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)：當(dāng)電位器正向旋轉(zhuǎn)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)電位器反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)；當(dāng)電位器不動(dòng)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)停轉(zhuǎn)；而且，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度與電位器旋轉(zhuǎn)的角度成線性關(guān)系。</p&g

4、t;<p><b>　　三模塊原理說(shuō)明</b></p><p><b>　　1.電位器模塊</b></p><p>　　電位器模塊為一個(gè)10K 的可調(diào)電阻，通過(guò)調(diào)節(jié)電位器上的旋鈕可以改變電位器的電壓輸出。此電位器的電壓輸出為0~5V 模擬電壓。通過(guò)連接ADC0809 可將電位器的模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，提供給單片機(jī)使用。</p&

5、gt;<p>　　2、A/D轉(zhuǎn)換模塊——ADC0809 </p><p>　　ADC0809 是一種逐次比較式8 路模擬輸入、8 位數(shù)字量輸出的A/D 轉(zhuǎn)換器。ADC0809 START 端為A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，ALE 端為通道選擇地址的鎖存信號(hào)。實(shí)驗(yàn)電路中將其相連，以便同時(shí)鎖存通道地址并開(kāi)始A/D 采樣轉(zhuǎn)換，故啟動(dòng)A/D 轉(zhuǎn)換只需如下兩條指令：</p><p>　　MOV

6、 DPTR，#PORT</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　A 中為何內(nèi)容并不重要，這是一次虛擬寫(xiě)。</p><p>　　在中斷方式下，A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束后會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生EOC 信號(hào)，將其與8031CPU 板上的INT0 相連接。在中斷處理程序中，使用如下指令即可讀取A/D 轉(zhuǎn)換的結(jié)果：</p><p>　　MOV D

7、PTR，#PORT</p><p>　　MOVX A，@DPTR</p><p>　　3、lED顯示模塊——8279顯示接口電路</p><p>　　地址（系統(tǒng)固定）：數(shù)據(jù)口→CFE8H、控制口→CFE9H</p><p><b>　　4、步進(jìn)電機(jī)模塊</b></p><p>　　步進(jìn)電機(jī)是一種能

8、夠?qū)㈦娒}沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的機(jī)電元件，它實(shí)際上是一種單相或多相同步電動(dòng)機(jī)。本實(shí)驗(yàn)用的是二相四拍步進(jìn)電機(jī)。</p><p>　　二相四拍步進(jìn)電機(jī)模塊有一個(gè)步進(jìn)電機(jī)和外圍驅(qū)動(dòng)電路組成，模塊的電源通過(guò)接口總線獲得。</p><p>　?。?）步進(jìn)電機(jī)的工作原理</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)是純粹的數(shù)字控制電動(dòng)機(jī)。它將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變成角位移，即給一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電

9、機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，因此非常適合于單片機(jī)控制。步進(jìn)電機(jī)只能通過(guò)脈沖電源供電才能運(yùn)行，它不能直接使用交流電源和直流電源；此外步進(jìn)電機(jī)的角位移與輸入脈沖嚴(yán)格成正比，因此，當(dāng)它轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)后，沒(méi)有累計(jì)誤差，具有良好的跟隨性。</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。以二相步進(jìn)電機(jī)為例，定子上有兩組相對(duì)的磁極，每對(duì)磁極纏有同一繞組，形成一相。定子和轉(zhuǎn)子上分布著大小、間距相同的多個(gè)小齒。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)某一相通電形成磁場(chǎng)后，

10、在電磁力的作用下，轉(zhuǎn)子被強(qiáng)行推動(dòng)到最大磁導(dǎo)率（或最小磁阻）的位置。</p><p>　　本模塊中使用的二相四拍步進(jìn)電機(jī)共有50個(gè)齒，齒距角為7.2°；每轉(zhuǎn)一個(gè)齒距角需走四步，因而步距角為1.8°。另外必須按照一定的次序給每個(gè)相通電，才能正常完成四步一個(gè)齒距的動(dòng)作。電機(jī)每相電流為0.2A，相電壓為5V。通電次序如下圖所示：</p><p><b>　　模塊電路原

11、理</b></p><p>　　步進(jìn)電機(jī)有四根引出線。紅、綠為一組，紅線接A’，綠線接A；黃、藍(lán)為一組，黃線接B’，藍(lán)線接B。</p><p>　　(3) 模塊的測(cè)試方法</p><p>　　CPU模塊的P1.0接步進(jìn)電機(jī)模塊的A插孔，P1.1接B插孔，P1.2接A’插孔，P1.3接B’插孔。</p><p>　　運(yùn)行測(cè)試參考程序

12、STEP.ASM，步進(jìn)電機(jī)應(yīng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；交換A、A’（或B、B’），電機(jī)應(yīng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。以上說(shuō)明該模塊正常。</p><p>　　測(cè)試程序STEP.ASM如下：</p><p>　　CSEG AT 4000H</p><p>　　LJMP START</p><p>　　CSEG AT 4030H</p><

13、;p>　　START: MOV A, #03H</p><p>　　MOV P1，A</p><p>　　LCALL DEL0</p><p>　　MOV A, #06H</p><p>　　MOV P1，A</p><p>　　LCALL DEL0</p><p&g

14、t;　　MOV A, #0CH</p><p>　　MOV P1，A</p><p>　　LCALL DEL0</p><p>　　MOV A, #09H</p><p>　　MOV P1，A</p><p>　　LCALL DEL0</p><p>　　LJMP

15、 START</p><p>　　DEL0: MOV R2, #0FFH</p><p>　　DEL1: MOV R3, #100</p><p>　　DJNZ R3, $</p><p>　　DJNZ R2, DEL1</p><p><b>　　RET </b></p&

16、gt;<p><b>　　END</b></p><p><b>　　四系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　系統(tǒng)鏈接框圖</b></p><p><b>　　五軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1、思路描述&l

17、t;/b></p><p>　　本實(shí)驗(yàn)要實(shí)現(xiàn)的功能分別是電位器控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)和LED顯示。</p><p>　　電位器控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分：由于電位器輸出為模擬電壓，而單片機(jī)所能處理的僅為數(shù)字信號(hào)，所以要經(jīng)過(guò)ADC0809將電位器的輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。因此編程時(shí)要啟動(dòng)IN0，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，并用軟件延時(shí)一段時(shí)間等待轉(zhuǎn)換結(jié)束，然后讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果并將其存入指定的寄存器供調(diào)用。</p

18、><p>　　電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分：本模塊中使用的為二相四拍步進(jìn)電機(jī)，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，獲取當(dāng)前采樣值和上一次采樣值，求出轉(zhuǎn)動(dòng)步數(shù)。正轉(zhuǎn)（反轉(zhuǎn)）程序設(shè)計(jì)是根據(jù)</p><p>　　LED 顯示部分：本部分的主要功能是將ADC0809 的輸出顯示在LED 上。首先將轉(zhuǎn)換結(jié)果存入寄存器R1，然后寫(xiě)顯示RAM 命令字，數(shù)據(jù)端口地址送R0，并將初值送R0。寫(xiě)8279 數(shù)據(jù)口地址，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，語(yǔ)句“ACALL

19、TABLE”通過(guò)查表將ADC0809 的轉(zhuǎn)換結(jié)果轉(zhuǎn)換為顯示碼，寫(xiě)入8279 顯示RAM 指針R0 加1，顯示碼送DPTR 輸出。計(jì)數(shù)器R7 減1，不為零則跳轉(zhuǎn)顯示下一個(gè)數(shù)據(jù)，減為零則從子程序返回。</p><p><b>　　2、程序流程圖</b></p><p><b>　　源程序：</b></p><p>　　PORT

20、 EQU 0CFA0H</p><p>　　CSEG AT 0000H</p><p>　　LJMP START</p><p>　　CSEG AT 4100H</p><p>　　START: MOV DPTR,#PORT </p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><

21、;p>　　JNB P3.1,$</p><p>　　MOVX A,@DPTR</p><p><b>　　MOV 30H,A</b></p><p>　　NOP </p><p>　　LOOP: LCALL ADC </p><p>

22、　　MOV R1,35H</p><p>　　LCALL DISP</p><p>　　MOV A,35H</p><p>　　CJNE A,30H,NEXT </p><p>　　LJMP LOOP </p><p>　　NEXT: JC FANZHUAN

23、 </p><p>　　SUBB A,30H </p><p><b>　　MOV R7,A</b></p><p>　　L1: MOV A, #03H</p><p>　　MOV P1,A</p><p>　　LCALL DEL0</p><p>　　

24、MOV A, #06H</p><p>　　MOV P1,A</p><p>　　LCALL DEL0</p><p>　　MOV A, #0CH</p><p>　　MOV P1,A</p><p>　　LCALL DEL0</p><p>　　MOV A, #0

25、9H</p><p>　　MOV P1,A</p><p>　　LCALL DEL0 </p><p>　　DJNZ R7,L1</p><p>　　SJMP RESTO</p><p>　　FANZHUAN: CLR C </p><p><b>　　

26、XCH A,30H</b></p><p>　　SUBB A,30H</p><p><b>　　MOV R7,A </b></p><p>　　L2: MOV A, #09H</p><p>　　MOV P1,A</p><p>　　LCALL DEL0<

27、/p><p>　　MOV A, #0CH</p><p>　　MOV P1,A</p><p>　　LCALL DEL0</p><p>　　MOV A, #06H</p><p>　　MOV P1,A</p><p>　　LCALL DEL0</p><

28、p>　　MOV A, #03H</p><p>　　MOV P1,A</p><p>　　LCALL DEL0</p><p>　　DJNZ R7,L2</p><p>　　RESTO: MOV A,35H </p><p>　　MOV 30H,A

29、</p><p>　　LJMP LOOP </p><p><b>　　RET</b></p><p>　　ADC: MOV DPTR,#PORT </p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　JNB P3.1,$</p&

30、gt;<p>　　MOVX A,@DPTR</p><p>　　MOV 35H,A </p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DISP: MOV A,R1 </p><p>　　SWAP A

31、</p><p>　　ANL A,#0FH </p><p><b>　　MOV 50H,A</b></p><p><b>　　MOV A,R1</b></p><p>　　ANL A,#0FH</p><p>　　MOV 51H,A

32、</p><p>　　MOV DPTR,#0CFE9H </p><p>　　MOV A,#90H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　MOV R0,#50H </p><p>　　MOV R1,#02H</p><p>　

33、　MOV DPTR,#0CFE8H </p><p>　　DL0: MOV A,@R0</p><p>　　ACALL TABLE </p><p>　　MOVX @DPTR,A </p><p><b>　　INC R0</b></p>&

34、lt;p>　　DJNZ R1,DL0</p><p>　　TABLE: INC A</p><p>　　MOVC A,@A+PC</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H</p><p>　　DB 7

35、FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H </p><p>　　DEL0: MOV R2,#0FFH</p><p>　　DEL1: MOV R3,#5</p><p><b>　　DJNZ R3,$</b></p><p>　　DJNZ R2,DEL1</p>&