單片機(jī)步進(jìn)電機(jī)課程設(shè)計(jì)--單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì) </b></p><p>　　題目：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的設(shè)計(jì)</p><p>　　姓名： </p><p>　　專業(yè)： </p><p>　　學(xué)號(hào)：

2、 </p><p>　　2011年10月22日</p><p>　　單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)題目的背景</b></p><p><b>　　1、步進(jìn)電機(jī)的原理</b></p><p>　

3、　步進(jìn)電動(dòng)機(jī)又稱為脈沖電動(dòng)機(jī)，是數(shù)字控制系統(tǒng)的一種執(zhí)行元件，其功用是將脈沖信號(hào)變換為相應(yīng)的角位移或直線位移，既給一個(gè)脈沖電信號(hào)，電動(dòng)機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度或前進(jìn)一步，根據(jù)結(jié)構(gòu)和工作原理，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)分為：永磁式、混合式、反應(yīng)式。單片機(jī)在應(yīng)用系統(tǒng)中應(yīng)用較多是反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有步進(jìn)頻率高、頻率 相應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制原理是通過(guò)它每相線圈的電流的順序切換來(lái)使電機(jī)作步進(jìn)式旋轉(zhuǎn)，驅(qū)

4、動(dòng)電路由脈沖控制，所以調(diào)節(jié)脈沖的頻率便可改 變步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，微控制器最適合控制步進(jìn)電機(jī)。</p><p>　　此次設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)共有四個(gè)相位（A、B、C、D），按轉(zhuǎn)動(dòng)步驟分為單四拍（A 、 B 、 C 、 D 、 A）</p><p>　　四相雙四拍：電機(jī)正轉(zhuǎn) （ AB 、 BC 、 CD 、 DA 、AB）</p><p>　　電機(jī)反轉(zhuǎn)

5、 ( DA、AB 、 BC 、 CD、 DA)</p><p>　　單雙8拍（A、 AB、 B、 BC、 C、CD 、 D、DA、 A）</p><p><b>　　2、應(yīng)用領(lǐng)域</b></p><p>　　目前，我國(guó)以較多地將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)用于機(jī)械加工的數(shù)字程序控制機(jī)床中，在繪圖機(jī)、軋鋼機(jī)的自動(dòng)控制，自動(dòng)記錄儀表和數(shù)模變換等方面也得到很多應(yīng)用。

6、</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)原理</b></p><p><b>　　1、設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　?。?）了解步進(jìn)電機(jī)的基本原理，掌握步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)編程方法 </p><p>　?。?）了解影響電機(jī)轉(zhuǎn)速的因素有哪些</p><p><b>　　

7、三、電路設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1、單片機(jī)的選型</b></p><p>　　現(xiàn)在普遍的用的是80C31和80C51，80C51的EA加上高低電平，決定單片機(jī)訪問(wèn)內(nèi)部或外部的程序存儲(chǔ)器，EA高電平時(shí)，訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，但當(dāng)程序計(jì)數(shù)器（PC）值超過(guò)0FFH時(shí)單片機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)向外部程序存儲(chǔ)器。當(dāng)EA為低電平時(shí)，不管單片機(jī)有無(wú)內(nèi)部存儲(chǔ)器，只訪問(wèn)外

8、部存儲(chǔ)器。80C31沒(méi)有內(nèi)部存儲(chǔ)器，所以EA必須接地，這樣單片機(jī)只能選擇外部程序存儲(chǔ)器。所以80C51性能比較好。</p><p><b>　　2、硬件電路圖</b></p><p><b>　　四 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1、程序框圖</b></p><

9、;p><b>　　2、完整的程序</b></p><p>　　;EXTRNCODE(INIT8279,SCAN_KEY,Display8)</p><p>　　MAIN_CODESEGMENTCODE</p><p>　　MAIN_BITSEGMENTBIT</p><p>　　MAIN_DATA

10、SEGMENTDATA</p><p>　　STACKSEGMENTIDATA</p><p>　　;PUBLICINIT8279,SCAN_KEY,Display8</p><p>　　CMD_8279XDATA0bF01H</p><p>　　DATA_8279XDATA0bF00H</p>

11、<p>　　RSEGMAIN_DATA</p><p>　　StepControl:DS1</p><p>　　buffer:DS8</p><p>　　SpeedNo: DS1</p><p>　　StepDelay:DS1</p><p>　　StartSte

12、pDelay:DS1</p><p>　　StartStepDelay1:DS1</p><p>　　RSEGMAIN_BIT</p><p>　　bFirst:DBIT1</p><p>　　bClockwise:DBIT1</p><p>　　bNeedDisplay: DBIT

13、1</p><p>　　RSEGSTACK</p><p><b>　　DS20H</b></p><p>　　CSEGAT0000H</p><p>　　LJMPSTAR</p><p>　　CSEGAT000BH</p><p>　　LJMP

14、TIMER0</p><p>　　RSEGMAIN_CODE</p><p>　　STAR:MOVSP,#STACK-1</p><p>　　ACALL INIT8279</p><p>　　SETBbFirst</p><p>　　SETB bClockwis

15、e</p><p>　　MOVStepControl,#33H</p><p>　　MOV SpeedNo,#5</p><p>　　MOVTMOD,#02H</p><p>　　MOVTH0,#55</p><p>　　MOVTL0,#55</p><p&g

16、t;　　MOVIE,#82H</p><p>　　MOVBuffer+7,#0</p><p>　　MOVbuffer+6,#0</p><p>　　MOVbuffer+5,#0</p><p>　　MOVbuffer+4,#0</p><p>　　MOVbuffer+3,#10H</p&

17、gt;<p>　　MOVbuffer+2,SpeedNo</p><p>　　MOVbuffer+1,#10H</p><p>　　MOVbuffer,#0</p><p>　　STAR2:MOVR0,#buffer</p><p>　　ACALLDisplay8</p><p>

18、　　STAR3:ACALLScan_Key</p><p><b>　　JCSTAR5</b></p><p>　　JNBbNeedDisplay,STAR3</p><p>　　CLRbNeedDisplay</p><p>　　ACALLStep_SUB_1</p><p&

19、gt;　　SJMPSTAR2</p><p>　　STAR5:CLRTR0</p><p>　　CJNEA,#10,$+3</p><p>　　JNCSTAR1</p><p>　　MOVbuffer+4,buffer+5</p><p>　　MOVbuffer+5,buffer+6<

20、/p><p>　　MOVbuffer+6,buffer+7</p><p>　　MOVBuffer+7,A</p><p>　　SJMPSTAR2</p><p>　　STAR1:CJNEA,#14,$+3</p><p>　　JNCSTAR3</p><p>　　MOV

21、DPTR,#DriverTab</p><p><b>　　CLRC</b></p><p>　　SUBBA,#10</p><p><b>　　RLA</b></p><p>　　JMP@A+DPTR</p><p>　　DriverTab:SJMPD

22、irection</p><p>　　SJMPSpeed_up</p><p>　　SJMPSpeed_Down</p><p>　　SJMPExec</p><p>　　Direction:CPLbClockwise</p><p>　　JBbClockwise,Clockwise</p&

23、gt;<p>　　MOVbuffer,#1</p><p>　　AntiClockwise:JNBbFirst,AntiClockwise1</p><p>　　MOVStepControl,#91H</p><p>　　SJMPDirection1</p><p>　　AntiClockwise1:MOVA

24、,StepControl</p><p><b>　　RRA</b></p><p><b>　　RRA</b></p><p>　　MOVStepControl,A</p><p>　　SJMPDirection1</p><p>　　Clockwise:

25、MOVbuffer,#0</p><p>　　JNBbFirst,Clockwise1</p><p>　　MOVStepControl,#33H</p><p>　　SJMPDirection1</p><p>　　Clockwise1:MOVA,StepControl</p><p><

26、b>　　RLA</b></p><p><b>　　RLA</b></p><p>　　MOVStepControl,A</p><p>　　Direction1: SJMP STAR2</p><p>　　Speed_up: MOV A

27、,SpeedNo</p><p>　　CJNEA,#11,Speed_up1</p><p>　　SJMPspeed_up2</p><p>　　Speed_up1:INCSpeedNo</p><p>　　MOVbuffer+2,SpeedNo</p><p>　　Speed_up2:SJMP

28、STAR2</p><p>　　Speed_Down:MOVA,SpeedNo</p><p>　　JZSpeed_Down1</p><p>　　DECSpeedNo</p><p>　　MOVbuffer+2,SpeedNo</p><p>　　Speed_Down1:SJMPSTAR

29、2</p><p>　　Exec:CLRbFirst</p><p>　　ACALLTakeStepCount</p><p>　　MOVDPTR,#StepDelayTab</p><p>　　MOVA,SpeedNo</p><p>　　MOVCA,@A+DPTR</p>&

30、lt;p>　　MOVStepDelay,A</p><p>　　CJNEA,#50,$+3</p><p>　　JNCExec1</p><p>　　MOVA,#50</p><p>　　Exec1:MOVStartStepDelay,A</p><p>　　MOVStartStep

31、Delay1,A</p><p><b>　　SETBTR0</b></p><p>　　AJMPSTAR2</p><p>　　StepDelayTab:DB250,125,83,62,50,42,36,32,28,25,22,21</p><p>　　TIMER0:PUSHACC</p

32、><p>　　DJNZStartStepDelay,TIMER0_1</p><p>　　MOVA,StartStepDelay1</p><p>　　CJNEA,StepDelay,TIMER0_5</p><p>　　SJMPTIMER0_2</p><p>　　TIMER0_5:DECA<

33、;/p><p>　　MOVStartStepDelay1,A</p><p>　　TIMER0_2:MOVStartStepDelay,A</p><p>　　MOVA,StepControl</p><p><b>　　CPLA</b></p><p><b>　　MO

34、VP1,A</b></p><p><b>　　CPLA</b></p><p>　　JBbClockwise,TIMER0_3</p><p><b>　　RRA</b></p><p>　　SJMPTIMER0_4</p><p>　　TI

35、MER0_3:RLA</p><p>　　TIMER0_4:MOVStepControl,A</p><p><b>　　MOVA,R6</b></p><p><b>　　ORLA,R7</b></p><p>　　JZTIMER0_1</p><p

36、>　　SETBbNeedDisplay</p><p>　　DJNZR7,TIMER0_1</p><p>　　DJNZR6,TIMER0_1</p><p><b>　　CLRTR0</b></p><p>　　TIMER0_1:POPACC</p><p><

37、;b>　　RETI</b></p><p>　　Step_SUB_1:MOVR5,#4</p><p>　　MOVR0,#buffer+7</p><p>　　Step_SUB_1_1:MOVA,@R0</p><p><b>　　DEC@R0</b></p><

38、;p>　　JNZStep_SUB_1_2</p><p>　　MOV@R0,#9</p><p><b>　　DECR0</b></p><p>　　DJNZR5,Step_SUB_1_1</p><p>　　Step_SUB_1_2:RET</p><p>　　TakeS

39、tepCount:MOVA,buffer+4</p><p>　　MOVB,#10</p><p><b>　　MULAB</b></p><p>　　ADDA,buffer+5</p><p>　　MOVB,#10</p><p><b>　　MULAB<

40、;/b></p><p>　　ADDA,buffer+6</p><p><b>　　MOVR7,A</b></p><p><b>　　MOVA,B</b></p><p>　　ADDCA,#0</p><p>　　MOVB,#10</p&g

41、t;<p><b>　　MULAB</b></p><p><b>　　XCHA,R7</b></p><p>　　MOVB,#10</p><p><b>　　MULAB</b></p><p><b>　　XCHA,B</b

42、></p><p><b>　　ADDA,R7</b></p><p><b>　　XCHA,B</b></p><p>　　ADDA,buffer+7</p><p><b>　　MOVR7,A</b></p><p><b

43、>　　MOVA,B</b></p><p>　　ADDCA,#0</p><p><b>　　MOVR6,A</b></p><p>　　CJNER7,#0,TakeStepCount1</p><p><b>　　RET</b></p><p&

44、gt;　　TakeStepCount1:INCR6</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　INIT8279: MOVA,#34H</p><p>　　MOVX@DPTR,A</p><p><b>　　CLRA</b></p>&

45、lt;p>　　MOVDPTR,#CMD_8279</p><p>　　MOVX@DPTR,A</p><p>　　INIT8279_1: CALLCLEAR</p><p>　　MOVA,#90H</p><p>　　MOVX@DPTR,A</p><p><b>　　RET

46、</b></p><p>　　CLEAR:MOVA,#0DEH</p><p>　　MOVDPTR,#CMD_8279</p><p>　　MOVX@DPTR,A</p><p>　　WAIT1: MOVXA,@DPTR</p><p>　　JBACC.7,WAIT1<

47、;/p><p><b>　　RET</b></p><p>　　SCAN_KEY: MOVDPTR,#CMD_8279</p><p>　　MOVXA,@DPTR</p><p>　　READ_FIFO: ANLA,#7</p><p>　　JZNO_KEY</p&g

48、t;<p>　　READ: MOVA,#40H</p><p>　　MOVX@DPTR,A</p><p>　　MOVDPTR,#DATA_8279</p><p>　　MOVXA,@DPTR</p><p>　　ACALLKEY_NUM</p><p><b>　　

49、SETBC</b></p><p>　　SCAN_KEY1: RET</p><p>　　NO_KEY: CLRC</p><p>　　SJMPSCAN_KEY1</p><p>　　KEY_NUM: ANLA,#3FH</p><p><b>　　RET</

50、b></p><p>　　WRITE_DATA:MOVDPTR,#DATA_8279</p><p>　　MOVX@DPTR,A</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　LED_TAB:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H</p&g

51、t;<p>　　DB080H,90H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH,0FFH</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　Display8:PUSH07H</p><p>　　MOVDPTR,#LED_TAB</p><p>　　MOVP2,#HIGH

52、(CMD_8279)</p><p>　　MOVR1,#LOW(CMD_8279)</p><p>　　MOVA,#90H</p><p>　　MOVX@R1,A;第一位開(kāi)始顯示</p><p>　　MOVR1,#LOW(DATA_8279)</p><p><b>　　MOVR7,#8<

53、/b></p><p>　　Display81:MOVA,@R0</p><p>　　MOVCA,@A+DPTR</p><p>　　MOVX@R1,A</p><p><b>　　INCR0</b></p><p>　　DJNZR7,Display81</p>&

54、lt;p><b>　　POP07H</b></p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　END</b></p><p><b>　　五、結(jié)語(yǔ)</b></p><p>　　利用G5區(qū)的鍵盤(pán)可以控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速

55、，連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)指定步數(shù)；相應(yīng)的數(shù)據(jù)都會(huì)顯示在數(shù)碼管上。G5區(qū)的鍵盤(pán)A可以控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，當(dāng)數(shù)碼管的最高位為0為正轉(zhuǎn)，為1時(shí)是反轉(zhuǎn)。B、C可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，C可將轉(zhuǎn)速往上調(diào)，B可將轉(zhuǎn)速往下調(diào)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)系統(tǒng)各種芯片選型都是市場(chǎng)上常用的芯片，價(jià)格便宜，資源開(kāi)放。例如步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路由功率放大芯片ULN2003進(jìn)行電流電壓的放大，最高耐壓50V，輸出可以在高負(fù)載電流并行運(yùn)行；可以直接用單片機(jī)的IO

56、口提供信號(hào)；而且電路簡(jiǎn)單，使用比較方便。</p><p>　　此次設(shè)計(jì)從整體布局，系統(tǒng)設(shè)計(jì)直到最后完成，每個(gè)流程下來(lái)，都帶給我很多新的東西，再次用到Protel99se，使我對(duì)此軟件又加深了運(yùn)用。我還學(xué)會(huì)了無(wú)底紋的截圖法，使截的圖更加的清晰。這次設(shè)計(jì)我從圖書(shū)館、上網(wǎng)查閱了相關(guān)的資料，使我對(duì)單片機(jī)有進(jìn)一步的了解，對(duì)步進(jìn)電機(jī)有一定的認(rèn)識(shí)。</p><p>　　此次設(shè)計(jì)的不足之處是有的芯片找的不

57、太合適，畫(huà)得有點(diǎn)亂，鍵盤(pán)顯示的程序不好用，</p><p>　　讓我在以后的設(shè)計(jì)更加謹(jǐn)慎，盡量做的盡善盡美。</p><p><b>　　六、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 陳隆昌、 閻治安 、劉新正編著. 控制電機(jī)西安電子科技大學(xué)出版社，西安，2010 </p><p>　　[2] 楊居義. 單片

58、機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo). 清華大學(xué)出版社，北.京，2009</p><p>　　【3】 張小林、崔浩. 51系列單片機(jī)常用模塊設(shè)計(jì)查詢手冊(cè).清華大學(xué)出版社，北京，2010</p><p>　　【4】 張文灼 .單片機(jī)應(yīng)用技術(shù). 機(jī)械工業(yè)出版社， 北京，2009</p><p>　　【5】 林春泉. 單片機(jī)原理及應(yīng)用. 機(jī)械工業(yè)出版社，北京，2009</p>&