步進(jìn)電機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告----步進(jìn)馬達(dá)控制電路

1、<p>　　測(cè)控系統(tǒng)原理課程設(shè)計(jì)</p><p>　　課題：步進(jìn)馬達(dá)控制電路</p><p>　　班 級(jí) 測(cè)控1081 </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　姓 名 </p><p>　

2、　專 業(yè) 測(cè)控技術(shù)與儀器 </p><p>　　學(xué) 院 電子與電氣工程學(xué)院</p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p><b>　　1.緒論</b></p><p>　　步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下，電機(jī)的

3、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)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)是一種感應(yīng)電機(jī)，它的工作原理是利用電子電路，將直

4、流電變成分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制電流，用這種電流為步進(jìn)電機(jī)供電，步進(jìn)電機(jī)才能正常工作，驅(qū)動(dòng)器就是為步進(jìn)電機(jī)分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制器。</p><p>　　雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)電機(jī)并不能像普通的直流電機(jī)，交流電機(jī)在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事，它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識(shí)。</p><p>

5、　　步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(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。</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通俗一點(diǎn)講：當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（即步進(jìn)角）。您可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)您可以

6、通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。</p><p>　　國(guó)內(nèi)外對(duì)細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)的研究十分活躍，高性能的細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路，可以細(xì)分到上千甚至任意細(xì)分。目前已經(jīng)能夠做到通過復(fù)雜的計(jì)算使細(xì)分后的步距角均勻一致，大大提高了步進(jìn)電機(jī)的脈沖分辨率，減小或消除了震蕩、噪聲和轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，使步進(jìn)電機(jī)更具有“類伺服”特性。</p><p>　　對(duì)實(shí)際步距角的作用：在沒有細(xì)分驅(qū)動(dòng)器時(shí)，用

7、戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進(jìn)電機(jī)來滿足自己對(duì)步距角的要求。如果使用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器，則用戶只需在驅(qū)動(dòng)器上改變細(xì)分?jǐn)?shù)，就可以大幅度改變實(shí)際步距角，步進(jìn)電機(jī)的“相數(shù)”對(duì)改變實(shí)際步距角的作用幾乎可以忽略不計(jì)。</p><p><b>　　2. 系統(tǒng)概述</b></p><p>　　2.1步進(jìn)電機(jī)控制工作原理</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)實(shí)際上是一個(gè)數(shù)字\角度

8、轉(zhuǎn)換器，也是一個(gè)串行的數(shù)\模轉(zhuǎn)換器。步進(jìn)電機(jī)的基本控制包括啟?？刂?、轉(zhuǎn)向控制、速度控制、換向控制4 個(gè)方面。從結(jié)構(gòu)上看 ,步進(jìn)電機(jī)分為三相、四相、五相等類型 ,常用的則以三相為主。本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)AT89S51來作為整個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制核心部件，采用了電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298及其外圍電路構(gòu)成了整個(gè)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)部分，再加上作為執(zhí)行部件的步進(jìn)電機(jī)來構(gòu)成了一個(gè)基本的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)。步進(jìn)電機(jī)控制工作原理系統(tǒng)流程圖如圖2.1：</p&

9、gt;<p>　　圖2.1 步進(jìn)電機(jī)控制工作原理系統(tǒng)流程圖</p><p>　　整個(gè)系統(tǒng)的組成包括單片機(jī)最小系統(tǒng)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，串口下載模塊，數(shù)碼管顯示模塊，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流檢測(cè)模塊，獨(dú)立按鍵等模塊組成。</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

10、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)處理來自電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流檢測(cè)模塊檢測(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)的電流通過數(shù)碼管顯示出來。</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。串口下載模塊主要是負(fù)責(zé)實(shí)行計(jì)算機(jī)和

11、單片機(jī)之間的通信，將在計(jì)算機(jī)里面編寫好的程序下載到單片機(jī)芯片當(dāng)中。數(shù)碼管顯示模塊就主要是顯示電機(jī)轉(zhuǎn)速，電機(jī)轉(zhuǎn)向，和通過電機(jī)的電流等系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息。</p><p>　　3. 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1最小系統(tǒng)介紹</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)采用AT89S51單片機(jī)構(gòu)成了控制系統(tǒng)的核心。AT89S51是美國(guó)ATM

12、EL 公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4kbytes 的可系統(tǒng)編程的Flash只讀程序存儲(chǔ)器,器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)8051指令系統(tǒng)及引腳。它集Flash程序存儲(chǔ)器既可在線編程（ISP）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用8位微處理器于單片芯片中，功能強(qiáng)大。AT89S51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k 字節(jié)Flash 閃速存儲(chǔ)器，128 字節(jié)內(nèi)部RAM，32 個(gè)I ／O 口線，看門狗（WD

13、T），兩個(gè)數(shù)據(jù)指針，兩個(gè)16 位定時(shí)／計(jì)數(shù)器，一個(gè)5 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89S51 可降至0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU 的工作，但允許RAM，定時(shí)／計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。其基本模塊就主要包括復(fù)位電路和晶體震蕩電路。在本設(shè)計(jì)當(dāng)中，單片機(jī)的P

14、 0口、P 1口、P 2口、P 3口全部參</p><p>　　單片機(jī)最小系統(tǒng)的接線如圖3.1所示：</p><p>　　3.1 最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　3.1.1 單片機(jī)端口分配及功能</p><p>　　1、中P 0口用于控制數(shù)碼管的具體顯示功能，既是數(shù)碼管的段選。</p><p>　　2、P 1口

15、主要用于控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298的工作，以及ADC0804芯片的編程的讀寫控制。</p><p>　　3、P 2口主要用于控制數(shù)碼管的公共端，既是數(shù)碼管的位選。與此同時(shí)還處理鍵盤掃描電路的。</p><p>　　4、P 3口主要用于負(fù)責(zé)處理ADC0804的模數(shù)轉(zhuǎn)化芯片的工作。</p><p>　　3.1.2 晶體振蕩器特性 </p><p>

16、　　AT89S51一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1 和XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器。</p><p>　　外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容Cl、C2 接在放大器的反饋回路 構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對(duì)外接電容Cl、C2 雖然沒 十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難

17、易程序及溫度穩(wěn)定性。如果使用石英晶體，我們推薦電容使用30pF±10pF，而如使用陶瓷諧振器建議選擇40pF ±10pF。</p><p>　　用戶也可以采用外部時(shí)鐘。這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到XTAL1端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2則懸空。</p><p>　　由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過一個(gè)2分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒有特殊要

18、求，但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大的低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。</p><p>　　3.2 數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì)</p><p>　　本設(shè)計(jì)的顯示部分可以用液晶顯示的方案可供選擇，液晶顯示和數(shù)碼管顯示的區(qū)別主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：數(shù)碼管顯示內(nèi)容單一，而液晶顯示器顯示內(nèi)容豐富，因?yàn)橐壕б话愣际瞧叨伟俗值闹荒茱@示單一的內(nèi)容，而液晶顯示的內(nèi)容就很豐富；數(shù)碼管還比液晶顯示耗電，而且使用液晶

19、也比使用數(shù)碼管顯得美觀。但是控制液晶顯示器的時(shí)候占用的系統(tǒng)資源多，編程更復(fù)雜，最關(guān)鍵的是液晶顯示的成本是數(shù)碼管的幾十倍，所以考慮到應(yīng)用價(jià)值，最終還是確定選用數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)的顯示部分功能。</p><p>　　四位共陽(yáng)數(shù)碼管的管腳分配如下圖3.2所示：</p><p>　　圖3.2　四位共陽(yáng)數(shù)碼管管腳定義</p><p>　　從數(shù)碼管的正面觀看，左下角的那個(gè)腳為1腳

20、，從1腳開始，按照逆時(shí)針方向排列依次是1腳到12腳，其中12、9、8、6為公共角，為位選信號(hào)輸入端。剩余的八個(gè)腳是段選信號(hào)輸入端，其對(duì)應(yīng)方式是A-11、B-7、C-4、D-2、E-1、F-10、G-5、DP-3。</p><p>　　數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示介面是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp "的同名端連在一起，另外為每個(gè)

21、數(shù)碼管的公共極COM增加位元選通控制電路，位元選通由各自獨(dú)立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位元選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位元就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。</p><p>　　通過分時(shí)輪流控制各個(gè)LED數(shù)碼管的COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示

22、過程中，每位元數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為1～2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極體的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示資料，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O口，而且功耗更低。</p><p>　　本設(shè)計(jì)選用的LCD液晶顯示,低壓微功耗、平板型結(jié)構(gòu)、被動(dòng)顯示型(無眩光，不刺激人眼，不會(huì)引起眼睛疲勞)、顯示信息量大(因?yàn)橄袼乜?/p>

23、以做得很小) 　　易于彩色化(在色譜上可以非常準(zhǔn)確的復(fù)現(xiàn))、無電磁輻射(對(duì)人體安全，利于信息保密)、長(zhǎng)壽命(這種器件幾乎沒有什么劣化問題，因此壽命極長(zhǎng)，但是液晶背光壽命有限，LCD液晶顯示器引腳如圖3.3所示。</p><p>　　圖3.3　 LCD數(shù)碼管引腳圖</p><p>　　3.3電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)</p><p>　　本設(shè)計(jì)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分是由驅(qū)動(dòng)芯片L298

24、及其外圍電路構(gòu)成，其中從L298的2、3腳和13、14腳（即芯片的輸出端）依次按順序連成一個(gè)插座，分別與步進(jìn)電機(jī)的四根線相連。而5、6、7、10、11、12腳就依次與單片機(jī)的P1口的六個(gè)管腳相連。通過這一連接實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)與L298以及步進(jìn)電機(jī)的串聯(lián)控制。如圖3.4所示。</p><p>　　圖3.4　電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖</p><p><b>　　3.4 按鍵設(shè)計(jì) </b>

25、;</p><p>　　本系統(tǒng)中用按鍵來控制電機(jī)的起停、正反轉(zhuǎn)和速度級(jí)別。按鍵與單片機(jī)有查詢和中斷兩種連接方式，本系統(tǒng)中起停和正反轉(zhuǎn)按鍵采用中斷方式控制，速度級(jí)別按鍵采用查詢方式控制。我們的起停和正反轉(zhuǎn)按鍵分別接到與門的兩端和該單片機(jī)的P3^4 和P3^5 兩個(gè)I/O 口，經(jīng)與運(yùn)算后進(jìn)入單片機(jī)的INT1 引腳。速度按鍵直接接到該單片機(jī)的P2^7 口，用查詢方式控制。如圖3.5所示的按鍵控制原理圖。</p&g

26、t;<p>　　圖3.5 按鍵控制原理圖。</p><p><b>　　4.軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要分為系統(tǒng)初始化、延時(shí)子程序、按鍵響應(yīng)程序，數(shù)碼管顯示程序，讀ADC0804子程序及控制脈沖輸出幾部分，事實(shí)上每一部分都是緊密相關(guān)的，每個(gè)功能模塊對(duì)于整體設(shè)計(jì)都是非常重要，單片機(jī)AT89S51通過軟件編程才能使系統(tǒng)真正的運(yùn)行

27、起來，軟件設(shè)計(jì)的好壞也直接決定了系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。</p><p>　　4.1　系統(tǒng)軟件主流程圖</p><p>　　當(dāng)給系統(tǒng)供電以后，通過單片機(jī)復(fù)位電路對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行上電復(fù)位系統(tǒng)經(jīng)過初始化以后，便開始執(zhí)行按鍵查詢等待相應(yīng)的操作，當(dāng)有按鍵按下的時(shí)候程序便調(diào)用并執(zhí)行相應(yīng)的子程序，其具體的主流程圖4.1如下所示：</p><p>　　圖4.1 系統(tǒng)軟件總流程圖</p&

28、gt;<p>　　經(jīng)過以上幾步，就可以方便的編寫出完整的匯編源程序，詳細(xì)代碼程序見附錄1。</p><p>　　4.1.1　系統(tǒng)初始化流程圖</p><p>　　對(duì)相應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行初始化，包括系統(tǒng)上電默認(rèn)運(yùn)行參數(shù)設(shè)定，包括兩相四拍的工作方式，初始速度檔位是30轉(zhuǎn)/分，系統(tǒng)中斷設(shè)定，定時(shí)器設(shè)定，載入定時(shí)器初值和默認(rèn)的工作參數(shù)等，具體流程圖如圖4.2所示。</p>

29、<p>　　圖4.2 系統(tǒng)初始化流程圖</p><p><b>　　4.2　按鍵子程序</b></p><p>　　1、延時(shí)子程序：在本延時(shí)子程序當(dāng)中每調(diào)用一次延時(shí)子程序延時(shí)時(shí)間是1毫秒。</p><p>　　2、按鍵響應(yīng)子函數(shù)：在本設(shè)計(jì)當(dāng)中按鍵的一端接地，另一端接單片機(jī)的對(duì)應(yīng)端口，所以當(dāng)按鍵按下，既是將單片機(jī)對(duì)應(yīng)端口電平拉低。所

30、以在編程的時(shí)候判斷按鍵按下是低電平有效。電機(jī)增速和減速的子程序框圖如圖4.3。</p><p>　　圖4.3 增速減速子程序</p><p>　　3、控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的脈沖輸入方式：</p><p><b>　　兩相四拍通電方式：</b></p><p>　　正轉(zhuǎn)：AB—aB—ab—Ab—AB</p>

31、<p>　　反轉(zhuǎn)：AB—Ab—ab—aB—AB</p><p><b>　　兩相八拍通電方式：</b></p><p>　　正轉(zhuǎn)：AB—B—aB—a—ab—b—Ab—A—AB</p><p>　　反轉(zhuǎn)：AB—A—Ab—b—ab—a—aB—B—AB</p><p>　　以兩相四拍正轉(zhuǎn)為例的程序代碼見附錄2。<

32、;/p><p><b>　　5．系統(tǒng)仿真調(diào)試</b></p><p>　　本系統(tǒng)采用了一種基于Proteus 的PC 機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制仿真方法，　Protues軟件是英國(guó)Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具，互動(dòng)的電路仿真。用戶甚至

33、可以實(shí)時(shí)采用諸如RAM，ROM，鍵盤，馬達(dá)，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。還可以用來仿真處理器及其外圍電路。包括仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流單片機(jī)。我們可以用它來進(jìn)行元器件選擇、電路連接、電路檢測(cè)、電路修改、軟件調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果等。</p><p>　　對(duì)應(yīng)的單拍正轉(zhuǎn)、雙拍正轉(zhuǎn)、單雙拍正轉(zhuǎn)種情況下由虛擬示波器（OSCILLOSCOPE）采集的脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，對(duì)于步進(jìn)電

34、機(jī)的控制，實(shí)際上是控制步進(jìn)脈沖的個(gè)數(shù)和步進(jìn)脈沖的間隔，而步進(jìn)電機(jī)的間隔又可轉(zhuǎn)化為某基準(zhǔn)延時(shí)子程序的循環(huán)次數(shù)。因此，可以很方便地用軟件來控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行，達(dá)到各種控制目的。 如圖5.1所示，是本設(shè)計(jì)步進(jìn)電路的仿真圖。</p><p>　　圖5.1 步進(jìn)電機(jī)仿真圖</p><p>　　如圖所示，它由單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)、LCD數(shù)碼管顯示器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路部分和按鍵系統(tǒng)等組成。通過仿真

35、，我們可以得到如圖5.2的步進(jìn)電機(jī)控制仿真圖。</p><p>　　圖5.2 步進(jìn)電機(jī)控制仿真圖</p><p>　　從圖5.2我們可以看出，通過這個(gè)系統(tǒng)，我們可以得到轉(zhuǎn)速為60n/min的轉(zhuǎn)速。我們可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。</p><p><b>　　6. 課程設(shè)計(jì)體會(huì)</b></p>

36、<p>　　隨著工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在自動(dòng)化控制、精密機(jī)械加工、航空航天技術(shù)及所有要求高精度定位等高新技術(shù)領(lǐng)域，步進(jìn)電機(jī)的得到了廣泛的應(yīng)用。步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。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)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)以8086作為控制的核心元

37、件，利用8255的C口控制步進(jìn)電機(jī)，同時(shí)獲取控制轉(zhuǎn)動(dòng)方向（即正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)），A口連接鍵盤，以選取不同檔的移動(dòng)速度，B口連接LED顯示器，以顯示當(dāng)前的速度檔，8253作為定時(shí)器，提供必要的時(shí)鐘信號(hào)。</p><p>　　本課程設(shè)計(jì)報(bào)告通過步進(jìn)電機(jī)的基本介紹、系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)（包括最小系統(tǒng)介紹、接口電路設(shè)計(jì)、延時(shí)程序設(shè)計(jì)、步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)等幾個(gè)主要模塊）、完整的匯編語(yǔ)言程序等，我們完成了對(duì)步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并完

38、成了相應(yīng)的任務(wù)，如正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、顯示步數(shù)及設(shè)定速度等，使我們進(jìn)一步掌握了匯編語(yǔ)言，也使我們能很好的把書本上的知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，大大提高了我們的動(dòng)手能力。</p><p>　　在老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下，我們完成了四相步進(jìn)電機(jī)設(shè)計(jì)課程。從書本上的知識(shí)到自己親手的課程設(shè)計(jì)，每一步對(duì)我們來說無疑是巨大的嘗試和挑戰(zhàn)。雖然我們的設(shè)計(jì)作品不是很成熟，即使借鑒前人的很多資料仍然還有很多不足之處，但我仍然心里有一種莫大的幸福感，

39、因?yàn)槲覀儗?shí)實(shí)在在地走過了一個(gè)完整的設(shè)計(jì)所應(yīng)該走的每一個(gè)過程，并且享受了每一個(gè)過程。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1] 彭虎，周佩玲，傅忠謙.微機(jī)原理與接口技術(shù)[Z].北京：電子工業(yè)出版社,2008</p><p>　　[2] 張齊，朱寧西.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)——基于C51的Proteus仿真[Z].

40、北京：電子工業(yè)出版社,2009</p><p>　　[3] 周荷琴，吳秀清.微型計(jì)算機(jī)原理與節(jié)后技術(shù)[Z].合肥：中國(guó)科技大學(xué)出版社,2008</p><p>　　[4] 彭虎，周佩玲，傅忠謙.微機(jī)原理與接口技術(shù)學(xué)習(xí)指導(dǎo)[Z].北京：電子工業(yè)出版社,2008</p><p><b>　　附錄1. </b></p><p>

41、;　　系統(tǒng)完整的匯編源程序：</p><p>　　#include <reg52.h></p><p>　　#include"LCD1602.h"</p><p>　　sbit P1_0 = P1^0;</p><p>　　sbit P1_1 = P1^1;</p><p>　　sbit

42、 P1_2 = P1^2;</p><p>　　sbit P1_3 = P1^3;</p><p>　　sbit P3_6 = P3^6;</p><p>　　sbit P3_7 = P3^7;</p><p>　　sbit P2_4 = P2^4;</p><p>　　unsigned char speed=100;

43、</p><p>　　void printXY(int x,int y,char *st)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　GotoXY(x,y);</p><p>　　Print(st);</p><p><b>　　}</b></p>

44、;<p>　　void disspeed(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char SPEEDdis[3];</p><p>　　SPEEDdis[0]=(1000*6/speed/100)+0x30;</p><p>　　SPEEDdis[1]=1

45、000*6/speed%100/10+0x30;</p><p>　　SPEEDdis[2]=1000*6/speed%100%10+0x30;</p><p>　　printXY(13,1,SPEEDdis); </p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delay(unsigned cha

46、r de)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char ch =1; </p><p>　　while(de--)</p><p>　　while(ch--);</p><p><b>　　}</b></p><

47、p>　　void int0() interrupt 0</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　if(P1_0==0) </p><p>　　{ if(speed>=10)//add</p><p>　　speed=speed-4;</p><p>　　P1_

48、1=1;P1_2=1;P1_3=1;</p><p>　　disspeed(); </p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(P1_1==0) </p><p>　　{ if(speed<=200)//sub</p><p>　　speed=speed+

49、10;</p><p>　　P1_0=1;P1_2=1;P1_3=1;</p><p>　　disspeed(); </p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(P1_2==0) </p><p><b>　　{ </b></

50、p><p>　　P3_6=1; //正轉(zhuǎn)</p><p>　　P1_0=1;P1_1=1;P1_3=1;</p><p>　　printXY(13,0," CW"); </p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(P1_3==0) <

51、/p><p><b>　　{ </b></p><p>　　P3_6=0; //反轉(zhuǎn)</p><p>　　P1_0=1;P1_1=1;P1_2=1;</p><p>　　printXY(13,0,"ICW"); </p><p><b>　　}

52、 </b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　IT0 = 1;</b></p><p><b>　　EA =

53、 1;</b></p><p><b>　　EX0 = 1;</b></p><p><b>　　P3_6 = 1;</b></p><p><b>　　P1_0 = 1;</b></p><p><b>　　P1_1 = 1;</b><

54、/p><p><b>　　P1_2 = 1;</b></p><p><b>　　P1_3 = 1;</b></p><p>　　Lcd_Init();</p><p>　　printXY(0,1,"Speed(n/min):");</p><p>　　pri

55、ntXY(0,0,"MotoRun_direc CW");</p><p>　　disspeed();</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(speed);</p><p&

56、gt;　　P3_7=~P3_7;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　附錄2.</b></p><p>　　以兩相四拍正轉(zhuǎn)為例的程序代碼：</p><p><b>　　if

57、(i==1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　AL=1; </b></p><p><b>　　BL=1; </b></p><p><b>　　aL=0; </b></p>&l

58、t;p><b>　　bL=0; }</b></p><p>　　else if(i==2)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　AL=0; </b></p><p><b>　　BL=1; </b></p>

59、;<p><b>　　aL=1; </b></p><p><b>　　bL=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if(i==3)</p><p><b>　　{</b></p>

60、<p><b>　　AL=0; </b></p><p><b>　　BL=0; </b></p><p><b>　　aL=1;</b></p><p><b>　　bL=1; </b></p><p><b>　　}</b&