步進(jìn)電機(jī)控制-C程序及仿真資料

1、步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)和普通電動(dòng)機(jī)不同之處是步進(jìn)電機(jī)接受脈沖信號(hào)的控制步進(jìn)電機(jī)可以直接接受數(shù)字信號(hào),不需要進(jìn)行數(shù)字與模擬量的轉(zhuǎn)換,具有高精度快速啟停能力在非超載的情況下,步進(jìn)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(guò)一個(gè)步距角這一線性關(guān)系的存在,加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無(wú)累積誤差等特點(diǎn)使得在速度位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來(lái)控制變的非常的簡(jiǎn)單一步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理步進(jìn)電機(jī)是一種專門用于位置和速度精確控制的特種電機(jī)步進(jìn)電機(jī)的最大特點(diǎn)是其“數(shù)字性”,對(duì)于微電腦發(fā)過(guò)來(lái)的每一個(gè)脈沖信號(hào),步進(jìn)電機(jī)在其驅(qū)動(dòng)器的推動(dòng)下運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)固定角度(簡(jiǎn)稱一

2、步),如下圖所示如接收到一串脈沖步進(jìn)電機(jī)將連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一段相應(yīng)距離同時(shí)可通過(guò)控制脈沖頻率,直接對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制步進(jìn)電機(jī)在構(gòu)造上有三種主要類型:反應(yīng)式(Variable Reluctance,VR)永磁式(Permanent Magnet,PM)和混合式(Hybrid Stepping,HS) 反應(yīng)式定子上有繞組轉(zhuǎn)子由軟磁材料組成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低步距角小,可達(dá)1.2但動(dòng)態(tài)性能差效率低發(fā)熱大,可靠性難保證 永磁式永磁式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子用永磁材料制成,轉(zhuǎn)子的極數(shù)與定子的極數(shù)相同其特點(diǎn)是動(dòng)態(tài)性能好輸出力矩大,但這種電機(jī)精度差,步矩角大(一般為7.5或15) 混合式 混合式步進(jìn)電機(jī)綜合了反應(yīng)式和永磁式的優(yōu)點(diǎn),

3、其定子上有多相繞組轉(zhuǎn)子上采用永磁材料,轉(zhuǎn)子和定子上均有多個(gè)小齒以提高步矩精度其特點(diǎn)是輸出力矩大動(dòng)態(tài)性能好,步矩角小,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本相對(duì)較高混合型,因具有高精度高轉(zhuǎn)矩微小步進(jìn)角和數(shù)個(gè)優(yōu)異的特征,所以剛開始在OA關(guān)系,其它的分類上也大幅的被使用,特別是在生產(chǎn)量上大半是使用在盤片記憶關(guān)系的磁頭轉(zhuǎn)送上按定子上繞組來(lái)分,共有二相三相和五相等系列 單定子徑向分相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖最受歡迎的是兩相混合式步進(jìn)電機(jī),約占 97% 以上的市場(chǎng)份額,其原因是性價(jià)比高,配上細(xì)分驅(qū)動(dòng)器后效果良好該種電機(jī)的基本步矩角為1.8/步,配上半步驅(qū)動(dòng)器后,步矩角減少為0.9,配上細(xì)分驅(qū)動(dòng)器后其步矩角可細(xì)分達(dá)256倍(0.0

4、07)由于摩擦力和制造精度等原因,實(shí)際控制精度略低同一步進(jìn)電機(jī)可配不同細(xì)分的驅(qū)動(dòng)器以改變精度和效果五相混合式步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用也比較廣泛,其步進(jìn)角一般為 0.72 度1. 基本結(jié)構(gòu)2. 工作原理簡(jiǎn)單的講,步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器根據(jù)外來(lái)的脈沖,通過(guò)其內(nèi)部的邏輯電路控制步進(jìn)電機(jī)的繞組按一定的次序正反通電,從而實(shí)現(xiàn)其運(yùn)轉(zhuǎn)以兩相1.8度步進(jìn)電機(jī)為例,其主要分為4線(雙極性),6線(單極性)兩種方式:4線(雙極性)電機(jī),當(dāng)其繞組的通電方向順序按照AC-BD-CA-DB 四個(gè)狀態(tài)周而復(fù)始進(jìn)行變化,每變化一次,電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一步,即1.8度6線(單極性)電機(jī),當(dāng)其繞組的通電方向順序按照OA-OB-OC-OD 四個(gè)狀態(tài)周而復(fù)始進(jìn)

5、行變化,每變化一次,電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一步,即1.8度二步進(jìn)電機(jī)的術(shù)語(yǔ)1.相數(shù):產(chǎn)生不同對(duì)極NS 磁場(chǎng)的激磁線圈對(duì)數(shù),是指電機(jī)內(nèi)部的線圈組數(shù),目前常用的有二相三相四相五相步進(jìn)電機(jī)電機(jī)相數(shù)不同,其步距角也不同,一般二相電機(jī)的步距角為0.9/1.8三相的為0.75/1.5五相的為0.36/0.72用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進(jìn)電機(jī)來(lái)滿足自己步距角的要求目前應(yīng)用最廣泛的是兩相和四相,四相電機(jī)一般用作兩相,五相的成本較高2.拍數(shù):完成一個(gè)磁場(chǎng)周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)用n 表示,或指電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距角所需脈沖數(shù),以四相電機(jī)為例,有四相四拍運(yùn)行方式即AB-BC-CD-DA-AB,四相八拍運(yùn)行方式即 A-AB-B

6、-BC-C-CD-D-DA-A.3. 步:當(dāng)某組繞組通電時(shí),每來(lái)一個(gè)脈沖電壓,如果這時(shí)定子的小齒與轉(zhuǎn)子沒有對(duì)齊,則在磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)子將轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)步距角(稱為一步),使轉(zhuǎn)子齒與定子齒對(duì)齊,從而使步進(jìn)電機(jī)向前“走”一步三步進(jìn)電機(jī)工作過(guò)程1.脈沖信號(hào)的產(chǎn)生:脈沖信號(hào)一般由CPU或單片機(jī)產(chǎn)生的,一般脈沖信號(hào)的比例為左右,電機(jī)轉(zhuǎn)速越高,比例則越大 微處理器 以四相步進(jìn)電機(jī)為例,四相電機(jī)工作方式有二種,四相四步為AB-BC-CD-DA;四相八步為AB-B-BC-C-CD-D-AB 2.步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)原理如圖為四相(實(shí)際為2相)式步進(jìn)電機(jī)的基本構(gòu)造圖中間轉(zhuǎn)子由永久磁鐵所構(gòu)成,左邊為N極,另一邊為S極定子有四組線

7、圈,分別為L(zhǎng)1L2L3及L4,各線圈的C端共接電源正極,另一端經(jīng)由開關(guān)接在電源的負(fù)極,在看圖8 當(dāng)把開關(guān)S1按下,則線圈A通入電流,產(chǎn)生N極磁場(chǎng),因?yàn)榇艌?chǎng)同性相斥異性相吸,使轉(zhuǎn)子的S極被A極吸引過(guò)來(lái)其次,放掉開關(guān)S1,并且立刻按下開關(guān)S2,則A極的磁場(chǎng)消失,B極產(chǎn)生磁場(chǎng),把轉(zhuǎn)子的S極吸引過(guò)來(lái),轉(zhuǎn)子隨著順時(shí)針方向90度像這樣依次讓定子的四個(gè)極通入電流,就可以使轉(zhuǎn)子不停的旋轉(zhuǎn) 圖8 單極激磁等效驅(qū)動(dòng)電路3.步進(jìn)馬達(dá)的激磁方式步進(jìn)馬達(dá)依定子線圈的相數(shù)不同可分成二相四相及五相式,小型步進(jìn)馬達(dá)以二相式較為普遍 單極性型(unipolar):定子磁極極性為同一方向,如可變磁阻式步進(jìn)馬達(dá),磁極線圈只有一組,

8、所加的激磁電流為固定方向,因此單極性步進(jìn)馬達(dá)所需的電源較簡(jiǎn)單單極性驅(qū)動(dòng)電路使用四只晶體管來(lái)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的兩組相位,電機(jī)結(jié)構(gòu)則如圖9所示包含兩組帶有中間抽頭的線圈,整個(gè)電機(jī)共有六條線與外界連接-圖9這類電機(jī)有時(shí)又稱為四相電機(jī),但這種稱呼容易令人區(qū)分不了又不正確,因?yàn)樗鋵?shí)只有兩個(gè)相位,精確的說(shuō)法應(yīng)是雙相位六線式步進(jìn)電機(jī)六線式步進(jìn)電機(jī)雖又稱為單極性步進(jìn)電機(jī),實(shí)際上卻能同時(shí)使用單極性或雙極性驅(qū)動(dòng)電路單極性二相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路雙極性型(bipolar):定子磁極極性為兩個(gè)方向,如永久磁鐵式步進(jìn)馬達(dá),其轉(zhuǎn)子的極性和定子磁極極性有交互變化的需要單一激磁線圈時(shí)其激磁方向?yàn)檎?fù)交替變化,兩組磁極線圈時(shí),一組正

9、向激磁,另一組負(fù)向激磁,兩組交替變化,使定子磁極極性變化以雙極方式運(yùn)用,其電源較為復(fù)雜雙極性步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路則如圖2所示,它會(huì)使用八只晶體管來(lái)驅(qū)動(dòng)兩組相位雙極性驅(qū)動(dòng)電路可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)四線式或六線式步進(jìn)電機(jī),雖然四線式電機(jī)只能使用雙極性驅(qū)動(dòng)電路,它卻能大幅降低量產(chǎn)型應(yīng)用的成本雙極性步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的晶體管數(shù)目是單極性驅(qū)動(dòng)電路的兩倍,其中四顆下端晶體管通常是由微控制器直接驅(qū)動(dòng),上端晶體管則需要成本較高的上端驅(qū)動(dòng)電路雙極性驅(qū)動(dòng)電路的晶體管只需承受電機(jī)電壓,所以它不像單極性驅(qū)動(dòng)電路一樣需要箝位電路雙極性步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路二相5線/6線步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部接線圖五步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及控制從結(jié)構(gòu)上看,步進(jìn)電機(jī)分為三相四

10、相五相等類型以三相為例 三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作原理圖三相步進(jìn)電機(jī)定子上有6個(gè)磁極, 線圈繞過(guò)相互正對(duì)的兩個(gè)磁極構(gòu)成一相,共有AABB和CC三相轉(zhuǎn)子是4個(gè)均勻分布的齒 (1) 換相順序的控制步進(jìn)電機(jī)通電換相這一過(guò)程稱為脈沖分配以三相步進(jìn)電機(jī)為例,電流脈沖的施加共有三種方式: 單相三拍方式按單相繞組施加電流脈沖 每次通電時(shí)僅有一相繞組通電,且每經(jīng)過(guò)3 次切換控制繞組的通電狀態(tài)為一循環(huán)雙相三拍方式按雙相繞組施加電流脈沖 每個(gè)狀態(tài)均為兩個(gè)控制繞組同時(shí)通電,且每次切換電時(shí),總有一相繞組處于通電狀態(tài),故避免了失步和振蕩現(xiàn)象三相六拍方式單相繞組和雙相繞組交替施加電流脈沖 首先A 相通電,而后再接通B 相繞

11、組(這時(shí)A 相不斷開) 即AB 兩繞組同時(shí)通電;此后斷開A 相繞組,B 相單獨(dú)通電,依此規(guī)律循環(huán)往復(fù). 這種方式需經(jīng)過(guò)6 個(gè)切換才能完成一個(gè)循環(huán)(2) 步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向控制如果給定工作方式正序換相通電,步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)若步進(jìn)電機(jī)的勵(lì)磁方式為三相六拍,即A - AB- B - BC - C - CA - A如果按反序通電換相,即A- AC - C - CB - B - BA - A ,則電機(jī)就反轉(zhuǎn)其他方式情況類似(3) 步進(jìn)電機(jī)的速度控制如果給步進(jìn)電機(jī)發(fā)一個(gè)控制脈沖,它就轉(zhuǎn)一步,再發(fā)一個(gè)脈沖,它會(huì)再轉(zhuǎn)一步2 個(gè)脈沖的間隔越短,步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)得越快調(diào)整送給步進(jìn)電機(jī)的脈沖頻率,就可以對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速,即控

12、制脈沖的頻率來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和加速度四單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的任務(wù)系統(tǒng)軟件程序功能的主要任務(wù)是控制步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)按順序發(fā)出控制命令判斷步進(jìn)電機(jī)是否到達(dá)極限位置控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向和運(yùn)行速度的變化等一般數(shù)字電路的信號(hào)能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī),必須要有一個(gè)與之匹配的驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)由L297L298 組成的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用電路如圖5所示,該電路適用于二相雙極性步進(jìn)電機(jī)或四相單極性步進(jìn)電機(jī), 最高電壓46 V, 每相電流可達(dá)2 A用2片L298和1片L297配合使用,可驅(qū)動(dòng)更大功率的二相步進(jìn)電機(jī)五單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的控制字以三相步進(jìn)電機(jī)為例單相三拍方式其狀態(tài)表見表l其中“1”代表高電平,表示驅(qū)動(dòng)的

13、磁極繞組通電;“0”代表低電平,表示驅(qū)動(dòng)的磁極繞組不通電表1 三相步進(jìn)電機(jī)環(huán)形分配器存儲(chǔ)狀態(tài)表狀態(tài)字 控制字 勵(lì)磁狀態(tài)0001H 0001 A0002H 0010 B0004H 0100 C將01 H 送到P1 口,表示A 相通電,其余相不通電,使步進(jìn)電機(jī)前進(jìn)一個(gè)步距角可見通過(guò)改變狀態(tài)表中的內(nèi)容,就可以實(shí)現(xiàn)不同的工作方式雙相三拍方式假定以8051的P1口線接步進(jìn)電機(jī)的繞組,輸出控制電流脈沖,其中P1.0接A,P1.1接B,P1.2接C控制字如下表:三相六拍方式 表1列出了步進(jìn)電機(jī)工作在三相六拍時(shí)的控制字從中可以看出,步進(jìn)電機(jī)第一個(gè)控制字?jǐn)?shù)據(jù)為01H,從上到下輸出控制字時(shí),電機(jī)正轉(zhuǎn),自下而上輸出

14、控制字?jǐn)?shù)據(jù)時(shí),電機(jī)反轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行一拍的時(shí)間決定了步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速在輸出一個(gè)控制字后加入一定的延時(shí)時(shí)間,即可控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速 表1 三相六拍步進(jìn)電機(jī)控制字另一種三相六拍步進(jìn)電機(jī)控制字四相四拍步進(jìn)電機(jī)控制字四相步進(jìn)電機(jī)八拍控制字/四相八拍正轉(zhuǎn)控制字uchar code forward = 0 x81, 0 x85, 0 x84, 0 x86, 0 x82, 0 x8A , 0 x88, 0 x89, 0 x80;/四相八拍反轉(zhuǎn)控制字uchar code backward = 0 x89, 0 x88, 0 x8A , 0 x82, 0 x86, 0 x84, 0 x85, 0 x81, 0 x8

15、0;*Q:步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序中的正反轉(zhuǎn)控制字怎么得到的?比如: 三相步進(jìn)電機(jī)的三相六拍工作方式,正轉(zhuǎn)的繞組通電順序:AABBBCCCAA,反轉(zhuǎn)的通電順序:AACCCBBBAA 我用PA0,PA1,PA2分別作為ABC的輸入, 那么這些控制字怎么得到出來(lái)的? const char zhzhuan7 =0 x06,0 x04,0 x05,0 x01,0 x03,0 x02,0 x00; const char fanzhuan7=0 x06,0 x02,0 x03,0 x01,0 x05,0 x04,0 x00;A:zhzhuan: A AB B BC C CA 停 110 100 101 001 0

16、11 010 000 fanzhuan: A AC C CB B BA 停 110 010 011 001 101 100 000 步進(jìn)電機(jī)控制工作原理沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì)(論文)題目:基于單片機(jī)和proteus的步進(jìn)電機(jī)控制 班 級(jí) * 學(xué) 號(hào) * 學(xué) 生 姓 名 X X X 指 導(dǎo) 教 師 X X X 目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc14514 0. 前言 PAGEREF _Toc14514 1 HYPERLINK l _Toc13414 1. 電路基本理論 PAGEREF _Toc13414 1 HYPERLINK l _Toc14658

17、 2. 方案設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc14658 2 HYPERLINK l _Toc24950 3. 硬件電路的工作原理 PAGEREF _Toc24950 2 HYPERLINK l _Toc10354 3.1步進(jìn)電機(jī)模塊 PAGEREF _Toc10354 3 HYPERLINK l _Toc10470 3.2 控制模塊 PAGEREF _Toc10470 33.3 HYPERLINK l _Toc10940 LCD顯示模塊 PAGEREF _Toc10940 3 HYPERLINK l _Toc20821 4. 軟件編程 PAGEREF _Toc20821 4 HYPERLINK

18、l _Toc30761 4.1 程序流程圖 PAGEREF _Toc30761 4 HYPERLINK l _Toc5889 4.2 MCS-51單片機(jī)引腳功能 PAGEREF _Toc5889 5 HYPERLINK l _Toc5872 4.3 源程序 PAGEREF _Toc5872 6 HYPERLINK l _Toc32364 5. 系統(tǒng)調(diào)試和結(jié)果分析 PAGEREF _Toc32364 9 HYPERLINK l _Toc23564 5.1 電機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行 PAGEREF _Toc23564 9 HYPERLINK l _Toc26914 5.2 電機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行 PAGEREF _To

19、c26914 10 HYPERLINK l _Toc26985 5.3 電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng) PAGEREF _Toc26985 10 HYPERLINK l _Toc26025 6. 結(jié)論及進(jìn)一步設(shè)想 PAGEREF _Toc26025 11 HYPERLINK l _Toc24220 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc24220 12 HYPERLINK l _Toc15323 附錄1 元件清單 PAGEREF _Toc15323 13 HYPERLINK l _Toc22597 課設(shè)體會(huì) PAGEREF _Toc22597 14沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文 基于單片機(jī)和proteus的步進(jìn)電機(jī)控

20、制第 PAGE 10頁(yè)基于單片機(jī)和proteus的步進(jìn)電機(jī)控制* 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院0. 前言步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰频膱?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)固定的角度可通過(guò)控制脈沖數(shù)來(lái)控制角位移量,從而達(dá)到準(zhǔn)確的定位目的,也可通過(guò)控制脈沖的頻率來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和加速度;從而達(dá)到調(diào)速的目的本文通過(guò)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)包括步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)原理及應(yīng)用,根據(jù)原理和硬件的設(shè)計(jì)利用c語(yǔ)言編寫程序,經(jīng)過(guò)反復(fù)運(yùn)行和調(diào)試,實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制1. 電路基本理論步進(jìn)電機(jī)是機(jī)電控制中一種常用的執(zhí)行機(jī)構(gòu),它的用途是將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位

21、移,它的的驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)控制信號(hào)工作,控制信號(hào)由單片機(jī)產(chǎn)生當(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,控制換相順序,即通電控制脈沖必須嚴(yán)格按照一定順序分別控制各相的通斷通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)即可以控制角位移量,從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向,即給定工作方式正序換相通電,步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn),若按反序通電換相,則電機(jī)就反轉(zhuǎn)控制步進(jìn)電機(jī)的速度,即給步進(jìn)電機(jī)發(fā)一個(gè)控制脈沖,它就轉(zhuǎn)一步,再發(fā)一個(gè)脈沖,它會(huì)再轉(zhuǎn)一步,兩個(gè)脈沖的間隔越短,步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)得越快同時(shí)通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)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2. 方案設(shè)計(jì)基于單片機(jī)和proteus的步進(jìn)電機(jī)控制

22、電路的基本組成如圖1所示步進(jìn)電機(jī)控制臺(tái)單片機(jī)LED顯示器圖1 基于單片機(jī)和proteus的步進(jìn)電機(jī)控制電路的原理框圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求,采用的方案如下硬件部分實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)和速度顯示功能,包括控制開關(guān)模塊;電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)模塊和速度顯示模塊軟件部分實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制功能,主要設(shè)計(jì)思想通過(guò)控制臺(tái)控制程序的開關(guān)來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng),由電機(jī)反饋回來(lái)的數(shù)據(jù)經(jīng)單片機(jī)控制顯示器顯示數(shù)據(jù).3. 硬件電路的工作原理3.1步進(jìn)電機(jī)模塊(如圖2所示) 圖2 步進(jìn)電機(jī)功能:單片機(jī)輸出的程序通過(guò)轉(zhuǎn)換器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器給步進(jìn)電機(jī)一個(gè)脈沖信號(hào),使步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)3.2 控制模塊(如圖3所示)圖3 控制模塊功能:通過(guò)控制臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)程序

23、的開與關(guān)3.3 LED顯示模塊(如圖4所示)圖4 LED顯示器 功能:通過(guò)單片機(jī)輸出的電機(jī)反饋信號(hào)使LED顯示器顯示出步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)軟件編程4.1 程序流程圖:(如圖5所示)開始按鍵判斷按鍵If(P3_5=0)If(P3_6=0)If(P3_7=0)If(P3_0=0)If(P3_1=0)正轉(zhuǎn)加速反轉(zhuǎn)停止減速顯示轉(zhuǎn)動(dòng)方式圖5:程序流程圖4.2 MCS-51單片機(jī)引腳功能:(如圖6所示) 圖6:單片機(jī)引腳圖1 電源線: VCC:+5 V電源VSS:地線 2 RST:復(fù)位信號(hào)線 當(dāng)輸入的復(fù)位信號(hào)延續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)即為有效,用以完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作 3 信號(hào)引腳介紹 P0.0

24、P0.7: P0口8位雙向口線 P1.0 P1.7 :P1口8位雙向口線 P2.0 P2.7 :P2口8位雙向口線 P3.0 P3.7 :P3口8位雙向口線4 XTAL1和XTAL2:外接晶振引腳當(dāng)使用外部振蕩器時(shí),外部振蕩信號(hào)應(yīng)直接加到XTAL1,而XTAL2懸空5 控制引腳: ALE/-PROG-PSEN-EA/Vpp組成了MSC-51的控制總線 (1) -EA/Vpp(31腳):外部程序存儲(chǔ)器地址允許輸入端 第二功能:固化編程電壓輸入端 (2) ALE/-PROG(30腳):地址鎖存允許信號(hào)端 第二功能:編程脈沖輸入端 (3) -PSEN(29腳):程序存儲(chǔ)允許輸出信號(hào)端4.3 源程序:

25、#include#define uc unsigned char#define ui unsigned intsbit KEY=P33;sbit P1_0=P10;sbit P3_0=P30;sbit P3_1=P31;sbit P3_5=P35;sbit P3_6=P36;sbit P3_7=P37;uc Flag;uc code fan=0 x01,0 x03,0 x02,0 x06,0 x04,0 x0c,0 x08,0 x09;uc code zheng=0 x09,0 x08,0 x0c,0 x04,0 x06,0 x02,0 x03,0 x01;ui speed=1000,time

26、;void delay(ui t)while(t-);void xianshi(uc f) /顯示轉(zhuǎn)向 P1_0=0;P0=f; delay(5);void Speedup()/加速 time=speed; time=time-100; if(time2000) time=2000;void main()uc i;EX1=1; /外部中斷1開IT1=1; /邊沿觸發(fā)EA=1; /全局中斷開P0=0 xff;while(1)while(Flag=0) for(i=0;i7;i+)xianshi(0 x5b);/顯示 Z 標(biāo)示正轉(zhuǎn) P2=zhengi; delay(speed); while(Flag=1) for(i=0;i7;i+) xianshi(0 x71);/顯示 F 標(biāo)示反轉(zhuǎn) P2=fani; delay(speed); while(Flag=2