基于單片機(jī)控制的XY繪圖儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)

陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PAGEPAGEI摘要本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)控制的XY繪圖儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)與虛擬仿真。在系統(tǒng)控制電路設(shè)計(jì)上，CPU采用的是AT89C51單片機(jī)。采用90BF001型4相8拍的反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)XY繪圖儀的伺服電機(jī)，用ULN2003A來驅(qū)動(dòng)，并確定了XY繪圖儀的傳動(dòng)方式。單片機(jī)的復(fù)位方式為上電自動(dòng)復(fù)位，時(shí)鐘電路為內(nèi)部時(shí)鐘方式。在CPU及外圍電路芯片的選擇上，以盡量節(jié)省I/O口、性價(jià)比較高、技術(shù)成熟以及市場上通用芯片為基準(zhǔn)，因而控制系統(tǒng)電路的結(jié)構(gòu)簡單，性能更優(yōu)越。程序編寫完成后，在Keil軟件進(jìn)行編譯和調(diào)試，并在Proteus環(huán)境中實(shí)現(xiàn)程序及電路的仿真。關(guān)鍵字：XY平面繪圖儀單片機(jī)微控制器Proteus仿真PAGEIIABSTRACTThisisadesignofmicrocomputer-basedCNCXYplatformmotioncontrolsystemanditsvirtualsimulation.Inthecontrolcircuitdesign,usedanAT89C51microcontrollerforCPU.Usingthefourphaseeightreactivesteppingmotor90BF001asservomotordrivestheXYplatform,andtheyweredrivenbyULN2003A,andwealsodeterminedthetransmissionwaystheXYplatform.Chippower-onresetmodeisautomaticallyreset,clockcircuitfortheinternalclockmode.OnthechooseofCPUandtheperipheralcircuitchip,followingnextprinciples:savetheI/Omouthaspossible,highperformancewithlowcost,maturetechnologyandgeneralchiponthemarket.Sothestructureofthecontrolsystemcircuitissimple,anditsperformanceissuperior.Afterthecompletionoftheprogramwritten,programswerecompiledanddebuggedinKeil,andtoachievethesimulationofprogramandcircuitinProteusenvironment.Keywords:XYplatformChip-SingleMicrocomputerMicrocontrollerProteussimulationPAGE1第一章緒論1.1課題設(shè)計(jì)研究背景國內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀：進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，推動(dòng)繪圖儀控制技術(shù)更快的更新?lián)Q代。世界上許多繪圖儀系統(tǒng)廠家利用PC機(jī)豐富的軟硬件資源開發(fā)開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代控制系統(tǒng)。開放式體系結(jié)構(gòu)使繪圖儀控制系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性，并向智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向大大發(fā)展。開放式體系結(jié)構(gòu)可以大量采用通用微機(jī)的先進(jìn)技術(shù)，如多媒體技術(shù)，實(shí)現(xiàn)聲控自動(dòng)編程等。繪圖儀控制系統(tǒng)繼續(xù)向高集成度方向發(fā)展，每個(gè)芯片上可以集成更多個(gè)晶體管，使系統(tǒng)體積更小化，更加小型化、微型化。可靠性大大提高。利用多CPU的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)排除；增強(qiáng)通信功能，提高進(jìn)線、聯(lián)網(wǎng)能力。如今較為先進(jìn)、金典之作為XY機(jī)械套件Makeblock平面繪圖儀體系，它是一款可以實(shí)現(xiàn)平面坐標(biāo)系精確定位的機(jī)器人套裝，繪圖定位精度可以達(dá)到0.1mm。精細(xì)而堅(jiān)固的機(jī)械結(jié)構(gòu)，高性能的電子模塊，為他的穩(wěn)定性和精確度墓定了基礎(chǔ)。XY基礎(chǔ)包將會(huì)發(fā)展成為高精度智能化的桌面繪圖儀，可以通過它繪制出精彩的圖片，設(shè)計(jì)等。繪圖儀通過PC端上位機(jī)Gremote控制，PC+運(yùn)動(dòng)控制板：把運(yùn)動(dòng)控制板插入PC機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)插槽中作實(shí)時(shí)控制用，而PC機(jī)主要作非實(shí)時(shí)控制國內(nèi)發(fā)展趨勢：一、XY繪圖儀的發(fā)展趨勢

1、智能化

2、網(wǎng)絡(luò)化

3、集成化

4、微機(jī)電控制系統(tǒng)

5、數(shù)字化

二、我國XY繪圖儀產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思考

1、注重系統(tǒng)配套

2、注重產(chǎn)品的可靠性

3、提倡創(chuàng)新，加強(qiáng)服務(wù)國際技術(shù)現(xiàn)狀：XY繪圖儀從國際來看，德國、美國、日本等幾個(gè)國家基本掌握了高檔XY繪圖儀平面繪圖儀控制系統(tǒng)。國外的主要XY繪圖儀平面繪圖儀控制制造商有西門子、發(fā)那克、三菱電機(jī)、海德漢、博世力士樂、日本大薇等。1、納米插補(bǔ)與數(shù)制技術(shù)已走向?qū)嵱秒A段2、機(jī)器人廣泛應(yīng)用3、智能化繪圖不斷擴(kuò)展4、CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用國際發(fā)展趨勢：1、新一代繪圖儀向PC化和開放式體系結(jié)構(gòu)方向發(fā)展2、驅(qū)動(dòng)裝置向交流、數(shù)字化方向發(fā)展3、增強(qiáng)通信功能，向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展4、繪圖儀平面繪圖儀控制系統(tǒng)在控制性能上向智能化發(fā)展1.2研究的內(nèi)容總體設(shè)計(jì)：首先按照老師對課設(shè)的要求及所設(shè)計(jì)單片機(jī)控制繪圖儀的工作原理、應(yīng)用場合、控制對象等確定合理的設(shè)計(jì)方案，仔細(xì)劃分軟件部分和硬件部分各自應(yīng)完成的功能，從而確定設(shè)計(jì)思路。硬件設(shè)計(jì)：由于現(xiàn)在市場上各種芯片種類繁多，而且不斷在推陳出新，因此必須按照系統(tǒng)要求，根據(jù)“性價(jià)比最高”原則，選擇既適合于本系統(tǒng)，又運(yùn)行可靠的芯片和元器件，從而設(shè)計(jì)出最合理的硬件電路。所需硬件：X/Y坐標(biāo)尺、X/Y帶傳動(dòng)鏈（X/Y傳動(dòng)絲杠）、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)My/Mx、繪圖筆、繼電器、控制傳動(dòng)線路、計(jì)算機(jī)（單片機(jī)），微型計(jì)算機(jī)接口等。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇驅(qū)動(dòng)器的接線方式X/Y傳動(dòng)方式的選擇控制器的芯片的選擇硬件電路的設(shè)計(jì)單片機(jī)的確定（AT89C51)軟件設(shè)計(jì)：利用匯編語言的編程，以及通過指令來確定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、順序。采用逐點(diǎn)比較法來“一步一步的運(yùn)算”進(jìn)行直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)。系統(tǒng)的調(diào)試及運(yùn)行：在單片機(jī)開發(fā)裝置上，用調(diào)試軟件對程序進(jìn)行調(diào)試，查錯(cuò)和修改，然后把調(diào)好的順序聯(lián)成一個(gè)完整的系統(tǒng)程序，再進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試，在線仿真，最后組裝樣機(jī)，脫機(jī)運(yùn)行，通過試運(yùn)行對系統(tǒng)進(jìn)行檢測，以驗(yàn)證系統(tǒng)的功能。設(shè)計(jì)要求完成整個(gè)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和完成整個(gè)控制系統(tǒng)的人機(jī)接口軟件設(shè)計(jì)，通過Keil編譯和調(diào)試程序，并最終在Proteus軟件中仿真。1.3畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的、意義畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)能力的重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)之一，是綜合運(yùn)用所學(xué)過的機(jī)械、電子、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)等知識進(jìn)行的基本設(shè)計(jì)訓(xùn)練。其目的是：能夠正確運(yùn)用大學(xué)期間所學(xué)課程的基本理論和相關(guān)知識，掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的功能構(gòu)成、特點(diǎn)和設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)方法，了解設(shè)計(jì)方案的擬定、比較、分析和計(jì)算，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，使學(xué)生具有機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初步能力；通過機(jī)械部分設(shè)計(jì)，掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)典型機(jī)械零部件和執(zhí)行元件的計(jì)算、選型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法和步驟；通過測試及控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)控制系統(tǒng)的硬件組成、工作原理，和軟件編程思想；通過畢業(yè)設(shè)計(jì)提高學(xué)生應(yīng)用手冊、標(biāo)準(zhǔn)及編寫技術(shù)說明書的能力，促進(jìn)學(xué)生在科學(xué)態(tài)度、創(chuàng)新精神、專業(yè)技能等方而綜合素質(zhì)的提高。第二章平面繪圖儀控制系統(tǒng)的總體方案本次設(shè)計(jì)中，平面繪圖儀控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：平面繪圖儀控制系統(tǒng)控制方式的確定，伺服系統(tǒng)的選擇，微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇。2.1平面繪圖儀控制系統(tǒng)的控制方式本平面繪圖儀控制系統(tǒng)要求X-Y平面繪圖儀沿兩個(gè)坐標(biāo)軸（±X，±Y）方向同時(shí)具有連續(xù)的精確的運(yùn)動(dòng)，兩坐標(biāo)直線插補(bǔ)與圓弧插補(bǔ)的基本功能，能夠完成平面輪廓的加工，因而采用連續(xù)控制的方式。該方式可對兩個(gè)或兩個(gè)以上的坐標(biāo)軸同時(shí)進(jìn)行嚴(yán)格連續(xù)控制系統(tǒng)。它不僅能控制移動(dòng)部件從某一點(diǎn)準(zhǔn)確地移動(dòng)到另一點(diǎn)，而且還能控制整個(gè)加工過程中的每一點(diǎn)的速度和位移量，進(jìn)而將零件加工成一定的輪廓形狀。2.2伺服系統(tǒng)及電機(jī)的選擇1．伺服系統(tǒng)的選擇本次設(shè)計(jì)選用開環(huán)伺服系統(tǒng)。在開環(huán)控制系統(tǒng)中，無反饋部件，不存在由輸出端到輸入端的反饋通路，無法反饋信息，故而不能及時(shí)糾正系統(tǒng)傳動(dòng)誤差。但是，同閉環(huán)控制系統(tǒng)相比，開環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要簡單得多，調(diào)整維修方便，同時(shí)也比較經(jīng)濟(jì)。在速度和精度要求都不太高，而又要求降低成本的場合得到廣泛應(yīng)用。2．步進(jìn)電機(jī)的選擇考慮到經(jīng)濟(jì)性，也不需太高的運(yùn)動(dòng)精度，為簡化結(jié)構(gòu)，降低成本，采用步進(jìn)電機(jī)作為開環(huán)伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)裝置。步進(jìn)電機(jī)是由脈沖控制的特種電動(dòng)機(jī)。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的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，對應(yīng)于每一個(gè)脈沖，電動(dòng)機(jī)將產(chǎn)生一個(gè)恒定量的步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，即產(chǎn)生一個(gè)恒定量的角位移或線位移。步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)步數(shù)由脈沖數(shù)來決定，運(yùn)動(dòng)方向由脈沖相序來決定，在一定時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度或平移的距離由脈沖數(shù)決定，借助步進(jìn)電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號的變換。步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的原理框圖如圖2-1所示。電源電源脈沖發(fā)生器脈沖分配功率電路步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作機(jī)構(gòu)圖2-1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)簡圖根據(jù)控制需要，本次設(shè)計(jì)選擇兩個(gè)90BF001型4相8拍的反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)有關(guān)參數(shù)如表2-1：表2-190BF001型反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的參數(shù)型號主要技術(shù)參數(shù)相數(shù)步距角/(o)電壓/V最大靜轉(zhuǎn)矩/(N·m)空載啟動(dòng)頻率/(步/s)空載運(yùn)行頻率/(步/s)分配方式90BF00140.9803.92200080004相八拍電感/(mH)外形尺寸（軸徑）/mm質(zhì)量/kg轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量/(10-5kg·m2)17.44.517.64步進(jìn)電機(jī)原理圖如圖2-2所示：圖2-2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)原理圖2.3微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇（1）對于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的開環(huán)控制系統(tǒng)，選用8位單片機(jī)AT89C51作為控制系統(tǒng)的控制器。該單片機(jī)具有集成度高，可靠性好，功能強(qiáng)大，處理速度快，可擴(kuò)展性強(qiáng)，性價(jià)比較高等優(yōu)點(diǎn)，能夠很好的滿足任務(wù)書給定的相關(guān)控制要求。（2）要設(shè)計(jì)一個(gè)完整的控制系統(tǒng)，在選擇CPU之后，還要設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，通過運(yùn)行程序，單片機(jī)與驅(qū)動(dòng)電路一起工作，進(jìn)而分別驅(qū)動(dòng)XY軸步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。（3）合理設(shè)計(jì)電源及開關(guān)電路，與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)配套使用。2.4X-Y平面繪圖儀的傳動(dòng)方式為了保證X-Y平面繪圖儀具有一定的傳動(dòng)精度和平穩(wěn)性，并考慮總體結(jié)構(gòu)的緊湊性要求，采用滾珠絲杠螺母作為傳動(dòng)副。由于平面繪圖儀的運(yùn)動(dòng)部件重量和工作載荷不大，故選用滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副，從而減小平面繪圖儀的摩擦系數(shù)，提高其運(yùn)動(dòng)的可靠性和平穩(wěn)性。由于步進(jìn)電機(jī)的步距角和滾珠絲杠的導(dǎo)程是按標(biāo)準(zhǔn)選取的，為達(dá)到傳動(dòng)要求，并綜合考慮步進(jìn)電機(jī)負(fù)載匹配，決定采用齒輪減速傳動(dòng)。平面繪圖儀控制系統(tǒng)總體框圖如圖2-3所示：圖2-3平面繪圖儀控制系統(tǒng)總體框圖第三章MCS-51單片機(jī)工作原理3.1單片機(jī)內(nèi)部組成及引腳功能3.1.1單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)MCS-51單片機(jī)的組成：CPU(進(jìn)行運(yùn)算、控制)、RAM(數(shù)據(jù)存儲器)、ROM(程序存儲器）、I/O口(串口、并口）、內(nèi)部總線和中斷系統(tǒng)等。組成框圖如下：圖3-1MSC-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)框圖3.1.2AT89C51單片機(jī)的主要特性：·與MCS-51兼容

·4K字節(jié)可編程閃爍存儲器·全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz

·壽命：1000次擦/寫循環(huán)·數(shù)據(jù)的保留時(shí)間可達(dá)10年·128×8位內(nèi)部RAM·32可編程I/O線·三級程序存儲器鎖定·可編程的串行通道·兩個(gè)16位計(jì)數(shù)器/定時(shí)器·閑置和掉電模式低功耗·5個(gè)中斷源

3.1.3AT89C51單片機(jī)的引腳功能本次選用的AT89C51單片機(jī)采用40引腳雙列直插式封裝（DIP）形式。引腳排列及邏輯符號如圖3-2所示，其中Vcc和Vss引腳由于分別默認(rèn)接電源和地而被隱藏。下面分別說明這些引腳的意義和功能。圖3-2AT89C51單片機(jī)引腳圖1．電源線VCC：接+5V電源。VSS：接電源地。2．端口線P0～P3口：4×8=32條。P0口（P0.0～P0.7）P0口是一個(gè)8位雙向I/O口，它的每跟管腳都可吸收8TTL的門電流。當(dāng)P1口首次寫1的時(shí)候，P0口將被定義為高阻態(tài)輸入。P0可用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，此時(shí)它作為數(shù)據(jù)/地址的第八位。當(dāng)FIASH進(jìn)行編程時(shí)，P0口將作為原碼輸入口；FIASH校驗(yàn)時(shí)，P0口作為原碼輸出口，此時(shí)P0口必須拉高的外部。（2）P1口（P1.0～P1.7）P1口是一個(gè)由單片機(jī)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。（3）P2口（P2.0～P2.7）P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號和控制信號。（4）P3口（P3.0～P3.7）P3口的管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口使用，各位的作用如下表3-1所示所示：表3-1P3各口線的第二功能表端口第二功能信號名稱P3.0RXD串行數(shù)據(jù)接收口P3.1TXD串行數(shù)據(jù)發(fā)送口P3.2外部中斷0請求輸入P3.3外部中斷1請求輸入P3.4T0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0的外部輸入口P3.5T1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1的外部輸入口P3.6外部RAM寫選通信號P3.7外部RAM讀選通信號3．控制信號引腳RST：復(fù)位輸入引腳。當(dāng)器件被振蕩器復(fù)位時(shí)，必須保持RST引腳有兩個(gè)機(jī)器周期時(shí)間的高電平。ALE/PROG：當(dāng)單片機(jī)訪問外部存儲器時(shí)，地址鎖存所允許的輸出電平將用來鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH進(jìn)行編程時(shí)，編程脈沖由此引腳輸入。一般情況下，ALE引腳端以恒定的頻率周期來輸出正向脈沖信號，此時(shí)的振蕩頻率是振蕩器振蕩頻率的1/6。因此，它可作為向外部輸出脈沖或用來定時(shí)的引腳。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。：當(dāng)保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時(shí)，將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出3.2單片機(jī)的時(shí)鐘電路AT89C51單片機(jī)芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成時(shí)鐘振蕩電路，XTAL1為該放大器的輸入端、XTAL2為該放大器的輸出端，由該放大器構(gòu)成的振蕩電路與和時(shí)鐘電路一起構(gòu)成了單片機(jī)的時(shí)鐘方式。根據(jù)硬件電路的不同，單片機(jī)的時(shí)鐘連接方式又可分為內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式。內(nèi)部時(shí)鐘方式如圖3-3所示，外部時(shí)鐘方式如圖3-4所示。圖3-3內(nèi)部時(shí)鐘方式圖3-4外部時(shí)鐘方式3.3單片機(jī)的工作方式MCS-51系列單片機(jī)的工作方式可分為：復(fù)位方式、程序執(zhí)行方式、單片執(zhí)行方式、掉電保護(hù)方式、節(jié)電工作方式和EPROM編程/校驗(yàn)方式。復(fù)位方式：系統(tǒng)開始運(yùn)行和重新啟動(dòng)靠復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)，這種工作方式為復(fù)位方式。復(fù)位電路有兩種：上電自動(dòng)復(fù)位如圖3-5所示，上電/按鍵手動(dòng)復(fù)位如圖3-6所示。圖3-5上電自動(dòng)復(fù)位圖3-6上電/手動(dòng)按鍵復(fù)位程序執(zhí)行方式：單片機(jī)基本工作方式，可分為連續(xù)執(zhí)行工作方式和單步執(zhí)行工作方式。=1\*GB3①連續(xù)執(zhí)行工作方式：所有單片機(jī)都需要的工作方式。單片機(jī)復(fù)位后，PC值為0000H，因此單片機(jī)復(fù)位后立即轉(zhuǎn)到0000H處執(zhí)行程序。單片機(jī)按照程序事先編排的任務(wù)，自動(dòng)連續(xù)地執(zhí)行下去。=2\*GB3②單步執(zhí)行工作方式：用戶調(diào)試程序的一種工作方式，在單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)上有一專用的單步按鍵（或軟件調(diào)試環(huán)境）。按一次，單片機(jī)就執(zhí)行一條指令（僅僅執(zhí)行一條），這樣就可以逐條檢查程序，發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行修改。單步執(zhí)行方式是利用單片機(jī)外部中斷功能實(shí)現(xiàn)的。節(jié)電方式：一種低功耗的工作方式，分為空閑（等待）方式和掉電（停機(jī)）方式。是針對CHMOS類芯片而設(shè)計(jì)的，HMOS型單片機(jī)不能工作在節(jié)電方式，但它有一種掉電保護(hù)功能。=1\*GB3①HMOS單片機(jī)的掉電保護(hù)：當(dāng)VCC突然掉電時(shí)，單片機(jī)通過中斷將必須保護(hù)的數(shù)據(jù)送入內(nèi)部RAM，備用電源VPD可以維持內(nèi)部RAM中的數(shù)據(jù)不丟失。=2\*GB3②CHMOS單片機(jī)的節(jié)電方式：CHMOS型單片機(jī)是一種低功耗器件，正常工作時(shí)電流為11～22mA，空閑狀態(tài)時(shí)為1.7～5mA，掉電方式為5～50mA。它適用于低功耗應(yīng)用場合，它的空閑方式和掉電方式都是由電源控制寄存器PCON中相應(yīng)的位來控制。編程和校驗(yàn)方式：用于內(nèi)部含有EPROM的單片機(jī)芯片，一般的單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)都提供實(shí)現(xiàn)這種方式的設(shè)備和功能。第四章單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1硬件配置與接口分配4.1.1存貯器空間分配單板機(jī)可尋址范圍是64K字節(jié)，板上提供的插座占16K，已插入的芯片占10K，其余以備擴(kuò)展使用。其存貯空間分配如下。0000H~07FFH2KBEPROM存儲監(jiān)控程序0800H~0FFFH2KBEPROM存儲零件加工程序1000H~17FFH2KBRAM調(diào)試程序2000H~27FFH2KBRAM測試程序等4.1.2I/O口地址分配單板機(jī)設(shè)置I/O口地址為80～9FH共32個(gè)口地址，分配如下。80H～83HMCS—51803184H～87H字形鎖存88H～8BH字位鎖存8CH～8FH讀鍵值90H～9FH用戶使用4.2硬件電路的設(shè)計(jì)平面繪圖儀控制系統(tǒng)硬件電路由以下幾部分組成：1、主控制器。即中央處理單元（CPU）2、總線。包括數(shù)據(jù)總線，地址總線，控制總線。3、存儲器。包括只讀可編程序存儲器和隨機(jī)讀寫數(shù)據(jù)存儲器。本次選用的AT89C51芯片內(nèi)部自帶有4K字節(jié)可編程的閃爍存儲器，故不需再擴(kuò)展存儲器。4、接口。即I/O輸入輸出接口。平面繪圖儀控制系統(tǒng)的硬件框圖如圖4-1所示：中央處理器單元CPU中央處理器單元CPU存儲器RAMROM輸入/輸出I/O接口信號變換控制對象外部設(shè)備(鍵盤、顯示器、打印機(jī)、通信接口等)圖4-1平面繪圖儀控制系統(tǒng)的硬件框圖4.2.1主控制器CPU的選擇AT89C51系列單片機(jī)是集中CPU,它有如下特點(diǎn)：1．可靠性高。AT89C51能很好的適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，與PC機(jī)相比，它具有更強(qiáng)的抗外界干擾能力。并且，它的系統(tǒng)軟件（如：程序指令，常數(shù)，表格等）均固化于ROM中，不易受到病毒的破壞。信號通道基本上都位于同一個(gè)芯片里，運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)可靠且穩(wěn)定。2．便于擴(kuò)展。此系列單片機(jī)片內(nèi)有微機(jī)正常運(yùn)行必需具備的部件，其片外還有許多供用戶擴(kuò)展用的（總線，串行和并行輸入/輸出）管腳，很容易就能組成一定規(guī)模且適應(yīng)要求的微機(jī)系統(tǒng)。3．控制功能較強(qiáng)。AT89C51單片機(jī)具有豐富控制指令，如：I/O口邏輯操作指令，位處理指令，條件分支轉(zhuǎn)移指令等。4．實(shí)用性好。體積小，功耗低，價(jià)格便宜，易于產(chǎn)品化。綜上所述，由于它具有以上優(yōu)點(diǎn)，所以本設(shè)計(jì)選用AT89C51單片機(jī)作為主控制芯片。其引腳圖如圖3-2所示。4.2.1步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)1．選用ULN2003A芯片構(gòu)成步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路。ULN2003A的結(jié)構(gòu)：ULN2003A是一款大電流、高耐壓的達(dá)林頓陣列，由七個(gè)硅NPN達(dá)林頓管組成。ULN2003A具有如下特點(diǎn)：·ULN2003A中的每一對達(dá)林頓都串聯(lián)著一個(gè)10.5K的基極電阻，它在5V的工作電壓下，可與CMOS和TTL電路直接連接，能直接處理一些原先需要由標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器處理的數(shù)據(jù)；·ULN2003A的工作電流大，工作電壓高，其灌電流可以達(dá)到500mA，且在關(guān)態(tài)時(shí)能承受50V的電壓，輸出還可以在高負(fù)載電流的情況下并行運(yùn)行；·ULN2003A采用DIP—16或SOP—16塑料封裝；ULN2003A的引腳如圖4-2所示。圖4-2ULN2003A引腳圖2．步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路如圖4-3所示。圖4-3步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路4.3其他輔助電路設(shè)計(jì)4.3.1AT89C51的時(shí)鐘電路單片機(jī)的時(shí)鐘的產(chǎn)生方式AT89C51的時(shí)鐘電路可以由兩種方式產(chǎn)生：外部方式和內(nèi)部方式。由于內(nèi)部時(shí)鐘電路結(jié)構(gòu)簡單，無需外部施與時(shí)鐘信號，故本次設(shè)計(jì)采用內(nèi)部方式。內(nèi)部時(shí)鐘方式是利用的芯片內(nèi)部的振蕩電路，具體則是在XTAL1和XTAL2引腳上外接一個(gè)定時(shí)元件，如圖3-3所示。晶體的振蕩頻率可在1.2～12MHz間任選，耦合電容在5～30PF之間，這種方式對時(shí)鐘具有微調(diào)作用。4.3.2AT89C51復(fù)位電路單片機(jī)的復(fù)位是靠外部電路來實(shí)現(xiàn)的，在時(shí)鐘電路工作后，只要RST引腳上有10ms以上的高電平出現(xiàn)，單片機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)狀態(tài)復(fù)位，然后單片機(jī)便從0000H單元開始執(zhí)行程序。單片機(jī)通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種復(fù)位方式。為了盡可能簡化電路，本次設(shè)計(jì)采用上電自動(dòng)復(fù)位方式，如圖3-5所示。4.3.3超程報(bào)警電路為了防止平面繪圖儀超程，可分別在極限位置安裝限位開關(guān)。對于兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的平面繪圖儀控制系統(tǒng)，4個(gè)方向都可能超程，即+X、－X、+Y、－Y。當(dāng)某一方向超程時(shí)，應(yīng)立即使平面繪圖儀停止移動(dòng)。圖4-4為報(bào)警指示燈電路。為達(dá)到報(bào)警的效果，要用到中斷方式，這里采用AT89C51的外部中斷方式，任何一個(gè)行程開關(guān)閉合（即平面繪圖儀在某一方向超程），均會(huì)產(chǎn)生中斷信號。在電路中設(shè)置紅綠燈作為警示指示信號。正常工作時(shí)，綠燈亮；超程報(bào)警時(shí)，紅燈亮。兩燈均由一個(gè)I/O口輸出。圖4-4報(bào)警指示燈電路4.3.4掉電保護(hù)電路半導(dǎo)體存儲器RAM最怕掉電，一但掉電，則里面存儲的信息就會(huì)全部丟失。工業(yè)作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境惡劣，掉電是很有可能發(fā)生的。平面繪圖儀控制系統(tǒng)中的一些重要的現(xiàn)場參數(shù)，如幾何尺寸，工藝參數(shù)等都是存儲在RAM中的，掉電后，數(shù)據(jù)將會(huì)丟失。為了使掉電情況下，RAM中的信息能得以保持，就必須設(shè)置掉電保護(hù)電路。這樣，恢復(fù)供電后，系統(tǒng)又能馬上運(yùn)行。圖4-5所示的是一種簡單掉電保護(hù)電路的工作原理，圖中為電源電壓，為備用電池電壓，并且，為存儲器RAM的電源端，正常通電時(shí)，二極管導(dǎo)通，截止，RAM的工作電壓由提供，同時(shí)，還通過電阻R對電池充電。斷電后，截止，導(dǎo)通，此時(shí)RAM的工作電壓由電池電壓由電池經(jīng)二極管和電阻R供給，值一般取>3V時(shí)，存儲器就能可靠的保持信息。圖4-5掉電保護(hù)電路4.3.5光電隔離電路在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中，脈沖信號經(jīng)功率放大器后控制步進(jìn)電機(jī)勵(lì)磁繞組。由于步進(jìn)電機(jī)需要的驅(qū)動(dòng)電壓較高，電流較大，如果功率放大器直接接輸出信號，將導(dǎo)致強(qiáng)電干擾。輕則影響程序的正常工作，重則導(dǎo)致單片機(jī)和接口電路的損壞。所以一般在功率放大器與接口電路之間都要接上隔離電路。光電隔離是有光耦合器來完成的。光耦合器是以光為媒介傳輸信號的器件，其輸入端配置發(fā)出光源，輸出端配置接受光源，因而輸入和輸出在電氣上是完全隔離的。本設(shè)計(jì)將會(huì)使用開關(guān)量電路，因此設(shè)計(jì)時(shí)選擇在電路中接入光耦合器，從而使其輸入側(cè)與輸出側(cè)的信號得到了電氣隔離，互補(bǔ)影響。1．光耦合器的選用本案選用的是普通的信號隔離用光耦合器(TLP521-1)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)形式見圖4-6。TLP521-1光耦合器以發(fā)光二極管為輸入端，光敏晶體管為輸出端，能夠隔離頻率在100kHz以下的信號，滿足我此次設(shè)計(jì)的要求。圖4-6TLP521-1光耦合器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)形式圖2．TLP521-1光耦合器的主要參數(shù)及工作參數(shù)TLP521-1光耦合器是TOSHIBA公司生產(chǎn)的TLP521系列光耦合器的一種結(jié)構(gòu)形式，表4-1則給出了TLP521系列光耦合器推薦的工作參數(shù)，表4-2將給出TLP521系列光耦合器的主要參數(shù)。表4-1TLP521光耦合器推薦工作參數(shù)參數(shù)特性符號最小值典型值最大值單位供電電壓—524V正向電流—1025mA集電極電流—110mA工作溫度-25—85℃表4-2TLP521光耦合器的主要參數(shù)參數(shù)名稱符號單位TLP521正向?qū)娏鱩A50集電極電流mA50最小電流傳輸比%100最大電流傳輸比%600集電極-發(fā)射機(jī)反向擊穿電壓V55發(fā)射極-集電極反向擊穿電壓V7集電極-發(fā)射極飽和壓降V0.4響應(yīng)時(shí)間μS2/3隔離電壓kV2.5第五章基于PROTEUS的XY平面繪圖儀運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)計(jì)5.1Proteus簡介及仿真界面1．Proteus軟件簡介Proteus是英國Labcenter公司開發(fā)的切入式系統(tǒng)仿真軟件，組合了高級原理圖設(shè)計(jì)工具ISIS、混合模式SPICE仿真、PCB設(shè)計(jì)以及自動(dòng)布線而形成了一個(gè)完成的電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)。它運(yùn)行與Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析各種模擬和數(shù)字電路，并且對PC機(jī)的硬件配置要求不高。該軟件具有以下主要特別：①實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合，具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路仿真、RS232動(dòng)態(tài)仿真、SPI調(diào)式器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能。②提供了大量的元器件，涉及電阻、電容、二極管、三極管、MOS管、變壓器、繼電器、各種放大器、各種激勵(lì)源、各種控制器、各種門電路和各種終端等；同時(shí)，也提供了許多虛擬測試儀器，如電流表、電壓表、示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器等。③支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機(jī)類型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。④提供軟硬件調(diào)試功能。同時(shí)支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如KeilC51Vision2等軟件。⑤具有強(qiáng)大的原理圖編輯及原理圖后處理功能。⑥ProteusVSM虛擬系統(tǒng)模型組合了混合模式的SPICE電路仿真、動(dòng)態(tài)器件和微控制器模型，實(shí)現(xiàn)了完整的基于微控制器設(shè)計(jì)的協(xié)同仿真，真正使在物理原型出來之前對這類設(shè)計(jì)的開發(fā)和測試成為可能。2．Proteus仿真界面如圖5-1所示：圖5-1ProteusISIS仿真界面5.2Keil簡介Keil是美國KeilSoftware公司開發(fā)的，是目前世界上最好的51單片機(jī)的匯編和C語言的開發(fā)工具。它支持匯編語言、C語言以及混合編程，同時(shí)，它還具有強(qiáng)大的模擬仿真功能。在進(jìn)行模擬仿真時(shí)，不需要任何真實(shí)的硬件即可實(shí)現(xiàn)用戶程序的仿真和調(diào)試。仿真時(shí)，我們會(huì)將Keil與Proteus一起使用，充分利用它們各自的模擬仿真功能，使得單片機(jī)軟硬件調(diào)試達(dá)到很好的效果。5-2Keil軟件界面5.3Keil中的程序調(diào)試5-3平面繪圖儀控制XY平面繪圖儀控制程序調(diào)試程序調(diào)試成功后，生成.HEX文件，并保存。5.4Proteus仿真系統(tǒng)硬件原理圖在進(jìn)行仿真前，應(yīng)先在ProteusISIS中繪制出總體的電氣控制原理圖，并仔細(xì)檢查線路是否連通。本次設(shè)計(jì)中的平面繪圖儀控制XY平面繪圖儀運(yùn)動(dòng)控制即是要用單片機(jī)控制給X、Y軸傳遞運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，包括兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)各自的正反轉(zhuǎn)，以及兩軸聯(lián)動(dòng)。具體仿真系統(tǒng)硬件原理圖如圖5-4所示。圖5-4Proteus仿真系統(tǒng)硬件原理圖5.5運(yùn)行調(diào)試在ProteusISIS中繪制完仿真原理圖后，將之前生成的.HEX文件導(dǎo)入到AT89C51單片機(jī)中，點(diǎn)擊“調(diào)試”，并“執(zhí)行”程序。仿真結(jié)果如下圖5-5至5-7所示：圖5-5運(yùn)行調(diào)試圖1—兩軸電機(jī)同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)圖5-6運(yùn)行調(diào)試圖2—X軸電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)圖5-7運(yùn)行調(diào)試圖3—Y軸電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)總結(jié)基于單片機(jī)的平面繪圖儀控制XY平面繪圖儀運(yùn)動(dòng)控制設(shè)計(jì)與虛擬仿真測試到這里已接近尾聲了，整個(gè)設(shè)計(jì)過程完成的任務(wù)主要有：1）完成了平面繪圖儀控制系統(tǒng)整體方案的選擇。2）完成步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇。選擇型號為90BF001的反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)。3）完成整個(gè)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。該控制系統(tǒng)式基于MSC-51單片機(jī)控制的，屬于微型計(jì)算機(jī)。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)選用的芯片均為市場較為普遍的、性價(jià)比較高的芯片，大大降低的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成本，符合設(shè)計(jì)任務(wù)書的規(guī)定要求。4）完成了C語言程序的編寫，并成功調(diào)試運(yùn)行。5）完成系統(tǒng)的仿真。本系統(tǒng)能夠通過Proteus和Keil軟件進(jìn)行仿真，通過該仿真電路圖在仿真軟件Proteus上實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制，步進(jìn)電機(jī)的相應(yīng)動(dòng)作。綜上所述，本次設(shè)計(jì)出的控制系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)基本功能要求的基礎(chǔ)上，較已有的設(shè)計(jì)方案來說，控制系統(tǒng)更簡單、I/O口的分配上更加的合理，本次設(shè)計(jì)選用的AT89C51單片機(jī)其自配的存儲器結(jié)構(gòu)給編程上賦予了豐富的編程空間，減少了系統(tǒng)存儲器的擴(kuò)展，從而提高的本設(shè)計(jì)的優(yōu)越性。然而系統(tǒng)不足之處在于，此控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的是開環(huán)控制。若能為旋轉(zhuǎn)編碼器設(shè)計(jì)硬件電路圖，并編寫調(diào)試程序控制電路的運(yùn)行，即能使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)半閉環(huán)控制，從而使系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確性得以提高。除此之外，此系統(tǒng)并未制作成實(shí)物，若能通過制作實(shí)物，從中必能檢測出更多的不足，也能通過實(shí)物制作檢測系統(tǒng)的實(shí)用性，最終使系統(tǒng)可靠性大大提高。致謝通過此次設(shè)計(jì)，讓我對于理論知識尤其是專業(yè)知識有了更深的了解和認(rèn)識，并能將其進(jìn)行一次比較全而系統(tǒng)的總結(jié)和應(yīng)用。在設(shè)計(jì)的過程中，我學(xué)會(huì)了如何查閱現(xiàn)有的技術(shù)資料、如何舉一反三、如何通過改進(jìn)并加入自己的想法與觀點(diǎn)，使之成為自己的東西。進(jìn)一步加強(qiáng)了我綜合分析解決實(shí)際問題和獨(dú)立思考的能力。在這次設(shè)計(jì)中，同學(xué)之間討論問題，查閱資料，相互幫助，從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)將設(shè)計(jì)完成的比較合理且具有實(shí)際的意義。同時(shí)，我們也發(fā)現(xiàn)了一些問題。比如對知識的運(yùn)用的熟練程度還不夠，知識范圍比較的狹溢，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)中的一些問題無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決。在此，我向我的指導(dǎo)老師沈華東老師表示由衷的感謝，感謝他的諄諄指導(dǎo)與監(jiān)督。其次，我還要感謝那些曾經(jīng)給予我?guī)椭耐瑢W(xué)們。最后，我還要感謝大學(xué)里我所有的任課老師，感謝他們?yōu)槲覀鞯澜饣?，祝他們在以后的工作生活中幸福美滿。參考文獻(xiàn)[1]求是科技．8051系列單片機(jī)C程序設(shè)計(jì)完全手冊[M]．北京：人民郵電出版社．2006[2]朱清慧，張鳳蕊，翟天嵩，等．Proteus教程——電子線路設(shè)計(jì)、制版與仿真[M]．北京：清華大學(xué)出版社．2008[3]固高科技．GXY運(yùn)動(dòng)控制平面繪圖儀使用手冊，深圳:固高科技股份有限公司．2005[4]孫立香.\o"Proteus和Keil軟件在單片機(jī)中的應(yīng)用相似度75%"Proteus和Keil軟件在單片機(jī)中的應(yīng)用[J].科技資訊,2009,(36)[5]汪傳建,劉恩博.\o"Proteus軟件在單片機(jī)教學(xué)過程中的應(yīng)用相似度74%"Proteus軟件在單片機(jī)教學(xué)過程中的應(yīng)用[J].福建電腦,2010,(01)[6]林雄偉,胡大斌.\o"電磁熱水器溫度控制系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)相似度70%"電磁熱水器溫度控制系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)[J].微型機(jī)與應(yīng)用,2010,(09)[7]樓俊君.\o"基于Proteus和Keil的單片機(jī)演奏樂曲的實(shí)現(xiàn)相似度70%"基于Proteus和Keil的單片機(jī)演奏樂曲的實(shí)現(xiàn)[J].科技信息,2010,(23)[8]吳永,涂用軍.\o"基于移動(dòng)數(shù)據(jù)的LED顯示屏設(shè)計(jì)與仿真相似度69%"基于移動(dòng)數(shù)據(jù)的LED顯示屏設(shè)計(jì)與仿真[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2009[9]鄭賢標(biāo),姜偉,周見行,裘信國.\o"基于Proteus的單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)仿真相似度68%"基于Proteus的單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)仿真[J].機(jī)電工程,2010,(01)[10]章彩濤,黃振沛,吳陳燕.\o"基于PROTEUS的時(shí)溫控制系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)相似度63%"基于PROTEUS的時(shí)溫控制系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)[J].機(jī)床電器,2010,(02)[11]馮旭,王剛.\o"基于Proteus與匯編語言的漢字點(diǎn)陣動(dòng)態(tài)顯示相似度63%"基于Proteus與匯編語言的漢字點(diǎn)陣動(dòng)態(tài)顯示[J].電子技術(shù),2010,(08)[12]張曉峰.\o"Proteus軟件在單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)中的應(yīng)用相似度58%"Proteus軟件在單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)中的應(yīng)用[J].信息與電腦(理論版),2009,(12)[13]黃燦勝,黃梅春.基于Proteus的MCS-51單片機(jī)虛擬仿真[J].南寧師范高等專科學(xué)校學(xué)報(bào),2008,(03)[9]KarlJAstrom．TheApplicationofKeilandProteusinMCUGameDesisn[J]．theIEEE，2001，80(5)：23—27．[14]Hyden，L．MPU／MCUdevelopmentequipmenttosupportprototypinganddebuggingefforts，Mini／MicroSouthwest-84．2003ComputerConferenceandExhibition，2003．44-46附錄附錄A步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)平面繪圖儀控制XY軸仿真原理圖附錄BC語言程序設(shè)計(jì)//本程序?yàn)锳T89C51單片機(jī)控制的XY平面繪圖儀步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)#include<reg51.h>sbitS1=P1^4;//將S1位定義為P1.4引腳sbitS2=P1^5;//將S2位定義為P1.5引腳sbitS3=P1^6;//將S3位定義為P1.6引腳sbitS4=P1^0;//將S4位定義為P1.0引腳sbitS5=P1^1;//將S5位定義為P1.1引腳sbitS6=P1^2;//將S6位定義為P1.2引腳sbitS7=P1^3;//將S7位定義為P1.3引腳unsignedcharkeyval;//儲存按鍵值unsignedcharID;//儲存功能標(biāo)號voiddelay(void){unsignedchari,j;for(i=0;i<150;i++)for(j=0;j<100;j++);}voidmotor_delay(void){unsignedinti;for(i=0;i<5000;i++);}voidforward(){P2=0xfc;//P2口低四位脈沖1100P0=0xfc;//P0口低四位脈沖1100motor_delay();P2=0xf6;//P2口低四位脈沖0110P0=0xf6;//P0口低四位脈沖0110motor_delay();P2=0xf3;//P2口低四位脈沖0011P0=0xf3;//P0口低四位脈沖0011motor_delay();P2=0xf9;//P2口低四位脈沖1001P0=0xf9;//P0口低四位脈沖1001motor_delay();}voidbackward(){P2=0xfc;//P2口低四位脈沖1100P0=0xfc;motor_delay();P2=0xf9;//P2口低四位脈沖1001P0=0xf9;motor_delay();P2=0xf3;//P2口低四位脈沖0011P0=0xf3;motor_delay();P2=0xf6;//P2口低四位脈沖0110P0=0xf6;motor_delay();}voidstop(void){P2=0xff;//停止輸出脈沖P0=0xff;}voidforward1(){P0=0xfc;//P0口低四位脈沖1100P2=0xff;motor_delay();P0=0xf6;//P0口低四位脈沖0110P2=0xff;motor_delay();P0=0xf3;//P0口低四位脈沖0011P2=0xff;motor_delay();P0=0xf9;//P0口低四位脈沖1001P2=0xff;motor_delay();}voidbackward1(){P0=0xfc;//P0口低四位脈沖1100P2=0xff;motor_delay();P0=0xf9;//P0口低四位脈沖1001P2=0xff;motor_delay();P0=0xf3;//P0口低四位脈沖0011P2=0xff;motor_delay();P0=0xf6;//P0口低四位脈沖01