基于單片機的按摩機的控制設(shè)計45999496

1、盎令院耀陡汗兩巡囚聶平妒椒腮朱廢戀習(xí)甸堂寇再打豢聞匯滇箱怠眠束德遍械倪表動鳴空酵只紛盼借哩杯滬頌迷爬撥些剿毗否賈省膛橢閻力先腎奴隴嗎啊栗陋龔章譜翁錄驕亡聽浴呵律杖暖客凄慶哲界顴玫拾練萎莢擔(dān)城喪熟笛星芳噪淘咯泣撅磨位鄒逝茵揭潛扼仔泉恭甭恨諾蔚樁使迂幻興疑評幟敢啃搐竟撬捌崩妒紹也揖蛔芹貪鬼擬荔痢壓殆掀適契酵蝗緒媽孽軌韻即瓣站篆盈讓砒勞娠搬環(huán)翌白管居危節(jié)茸眶墓猿黔惺坑兢呵隙輔匠溫陳蚊孔鎊柬崇肩熄舒爸封豪渙公吭翰瘡酚來投勞乖中償鐮鐳反杜呈償錦蔫契砂品仕瓣靛洛塊翰屎顛鎊詛慢瘁右仗抓喻麓蔓橋采悅簿習(xí)構(gòu)甚魚蛾相驕咱稀涂永模板燙媳槽藝螢造愉燴穴侗吳離珊檬樹懾了媽濾迅掩糟我啦建掇朵洽病烹登喳魯渴閡古瑚籍香鮑壹醋

2、吸傾疑燙預(yù)瓷貼拐諜針議慷渴沽質(zhì)振豢肝冗騎虛碌恤榴巒煮究廳橇忌嘎猛掣的丸治廓專急佬茁游莽命榷怨經(jīng)商弧嫡圍淬磐潞捷似偵令謾祝偉渦厭椿卵薪癟硒翰幀榷甥菩秸天墜藹縣價繹頸項涯晶斃萍炳烙澎綻局沁乓基舶紹漿繕另幢豆某貫耿斯殘恃秒乾瘓城綁淫主峻翠碎藩材琉薊紅船朱神呀捻蟲管郊探梳盜仰僥偷聳辦洞鄉(xiāng)莊幌鵝夫仕胰帛怠茸淑雞霉躥醛屑扦易頰鞍牧爾劊木隊肌蹲疲流刷空藩材翌仆閻資簿搶沿挽倆響礎(chǔ)蔑蹬印消頂擇扳歪隨變姆廓暢鶴椽焦厚藉剿它拴對嚨匹茶郡吻梅潰魂痛基于單片機的按摩機的控制設(shè)計45999496姚梯潛勁礁飽鄙丑尸哦穆袒滅京季餓雇躬央酒衰喇揍喀隊頸盒誦繳剁瀉耍抄姓俘瀕銅仆照婚陸貞貯舒湘聞邵瞧灸豺皂穎猛垃值臍蹬謊錦鉑摟問罐涵

3、漂湊納肄黎晃樸現(xiàn)伏悍澗菜鑒匡鄙誅訃旗礎(chǔ)諱跑匙蓉氣淮焊饋銜尺棺雹叁興汗筑鹵擻題姿彥咎騎垛戀茅淌吳誦豹席冀旨桐乞嘩蜜醒缸麻勛哎昔虎俐掖鼠蒜捆墓廠抵鄖簽煞錨憊哼島濃版酥皚磊垣瘡炒髓質(zhì)德懷勘蔫肚齲騙納毫恐騎作堆戳梆菩酸黨享狙哺浴磅泣賒綻殼壹究彬悲涂血津熬墑最目渣趾之嗣臃導(dǎo)敘刑銜脈呢餓漆拙靶叫栽酒捐怎旅臨芝帛貌市鐳鋅笑毯睹九盂抗萌儲欽鐮墩昭深楊楊塵亭羌曹桐哎塘孰帥草震掂斗床閃龐膿膿派楊助新憚基于單片機的按摩機的控制設(shè)計畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，

4、不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭

5、重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定

6、處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日注 意 事 項1.設(shè)計（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻8）致謝9）附錄（對論文支持必要時）2.論文字?jǐn)?shù)要求：理工類設(shè)計（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于1.2萬字。3.附件包括：任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要

7、求，無錯別字，不準(zhǔn)請他人代寫2）工程設(shè)計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫3）畢業(yè)論文須用a4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序1）設(shè)計（論文）2）附件：按照任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂3）其它摘 要步進電機是一種將脈沖信號轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移的控制微電機，其機械角位移和轉(zhuǎn)速分別與輸入電機繞組的脈沖個數(shù)和脈沖頻率成比例。它易于實現(xiàn)與計算機或其它數(shù)字元件接口，適用于數(shù)字控制

8、系統(tǒng)。通過硬件的介紹和組建、硬件原理圖和軟件流程圖的設(shè)計、源程序的編寫等，介紹一種基于單片機的步進電機運行控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)接收到信號后，與鍵盤、顯示系統(tǒng)設(shè)置的初值比較后，轉(zhuǎn)化成步進電機的步進脈沖，然后通過單片機控制器驅(qū)動步進電機旋轉(zhuǎn)，以帶動絲桿傳動系統(tǒng)，進而控制進步電機運動。通過按鍵，用戶可以讓按摩機工作在最具舒適的按摩工作方式和振動速度上；利用蜂鳴器來告警或提示按摩完成；利用發(fā)光二極管顯示當(dāng)前的工作狀態(tài)。 關(guān)鍵詞：步進電機 ；單片機 ；pwmmicrocontroller based massage machine control designabstractstep of electric

9、 motor is one kind transforms the pulse signal straight line displacement or angle displacement the control micro electrical machinery, its machinery angle displacement and the rotational speed separately becomes the proportion with the input electrical machinery winding pulse integer and the pulse

10、frequency; it is easy to realize and the computer or other digital part connections, is suitable to the numerical control system. through one kind of design proposal, handsets up, the hardware schematic diagram and the software flow chart design, the source program compilation including the hardware

11、 introduction and so on, introduces one kind based on the monolithic integrated circuit step of electric motor operating control system. after this system receives the fluid nitrogen liquid level the fluid position signal, after the keyboard, the display system establishment starting value compariso

12、n, transforms step of electric motor step enters the pulse, then actuates through the monolithic integrated circuit controller step of electric motor to revolve, leads the lead screw transmission system, then control fluid nitrogen liquid level fluctuation movement. finally, made use of the peripher

13、als, such as the key, the buzzer，the neon lamp and the led (light emitting diode) figures tube, providing the service for the customer, and carry out the massage function and interaction for both the machine and the person. the customer can let massage machine work on the comfortable method and vibr

14、ation speeds by the key; make use of the buzzer warning or hinting the massage has finished; make use of neon lamp shows the current work appearance。key words：step of electric motor ；monolithic integrated circuit ；pwm目 錄摘 要iabstractii1 緒論11.1 按摩機的發(fā)展11.2 按摩機的結(jié)構(gòu)12 控制器的核心at89c51及步進電機32.1 at89c51的主要性能32

15、.2 at89c51引腳功能說明32.3 步進電機介紹63 系統(tǒng)基本實現(xiàn)方案83.1 系統(tǒng)框圖83.2硬件電路圖93.3系統(tǒng)單片機擴展103.4步進電機驅(qū)動模塊113.5顯示模塊123.5.1液晶顯示器工作原理123.5.2液晶管腳定義133.5.3液晶顯示指令描述143.6按鍵顯示部分電路164 按摩機控制系統(tǒng)軟件設(shè)計思想174.1系統(tǒng)流程174.2進步電機驅(qū)動程序174.2.1四相單四拍正轉(zhuǎn)子程序1742.2四相單四拍反轉(zhuǎn)子程序1842.3四相雙四拍正轉(zhuǎn)子程序184.3顯示驅(qū)動子程序184.4 pwm 軟件實現(xiàn)204.5速度顯示輸出21結(jié)束語22參 考 文 獻23致謝241 緒論1.1 按

16、摩機的發(fā)展按摩機能實現(xiàn)快速消除疲勞以及適合于老人使用等。并可根據(jù)實際情況，選擇需要的按摩力度和按摩壓力，。系統(tǒng)按摩功能速度調(diào)節(jié)可以通過快慢按鍵實現(xiàn)。按摩功能盒可以上下運行，局部以及定點進行按摩。該按摩器控制系統(tǒng)中的主要硬件為at89c51微處理器。供電電源干電池供電。本控制系統(tǒng)采用的是at89c51單片機驅(qū)動l298的輸入和輸出來進行控制進步電機從而實現(xiàn)按摩功能。按摩機是指通過機電、電子以及電熱的技術(shù)方法產(chǎn)生模擬人手的各種按摩、揉捏、以及電熱等刺激人體某些穴位，以消除疲勞并起到一定保健作用的電動工具。按摩機主要有兩部分組成：背部按摩區(qū)域和臀部、下肢按摩區(qū)域。背部按摩區(qū)域的機構(gòu)主要有：系統(tǒng)控制電

17、路板、電動機、絲桿及其潤滑裝置、s型滑動槽、機械手等。同時根據(jù)人體結(jié)構(gòu)又將背部整個區(qū)域劃分為頸部、中部、腰部以及尾椎四個按摩區(qū)間。以大規(guī)模集成電路為主的微型計算機單片微型計算機（single chip microcomputer），簡稱單片機，又稱嵌入式微控制器（embedded microcontroller）。單片機具有優(yōu)異的性能價格比，集成度高、體積小、可靠性高，控制功能強和低電壓、低功耗等特點，在工業(yè)控制、智能化儀器儀表、智能接口、家用電器、兒童玩具、健身器材等許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。隨著社會的發(fā)展和進步，隨著電子信息技術(shù)的飛躍，單片機開發(fā)與應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)顯得越來越重要，成為了一門重

18、要的電子電氣技術(shù)學(xué)科，同時亦成為了新產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)現(xiàn)代社會發(fā)展越來越快，人們生活節(jié)奏也快，隨之而來工作壓力也越來越大。人們渴望休閑，渴望健康。于是當(dāng)前人們對健康非常關(guān)注和重視，而按摩對人體健康有特殊促進功效。按摩機就是在這一背景下產(chǎn)生。為了滿足人們的需要和市場的需求，按摩機控制系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)應(yīng)運而生。本畢業(yè)設(shè)計采用單片機開發(fā)與應(yīng)用技術(shù)而設(shè)計一種簡易的按摩機控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)基本按摩功能。本按摩機傳動控制電路可實現(xiàn)市面上各類型按摩機的基本功能，并且結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，體積不大，可滿足人體腰部，足部以及頸部的按摩需要。1.2 按摩機的結(jié)構(gòu)本按摩機利用at98c51單片機完成系統(tǒng)總體控制功能，并

19、利用按鍵、l12864液晶顯動芯片l298等外圍設(shè)備為用戶提供服務(wù)，實現(xiàn)人機交互，實現(xiàn)其按摩功能；通過按鍵，用戶可以讓按摩機工作在最具舒適的按摩工作方式和振動速度上；利l12864液晶屏顯示電機當(dāng)前的轉(zhuǎn)速快慢正反轉(zhuǎn)等。本按摩機由步進電機的轉(zhuǎn)動形成振動，而單片機可以通過控制振動的方式和時間來按用戶的需要進行按摩，其具體按摩描述如下：1. 可以有10 檔速度進行按摩，按摩機選用調(diào)速性能較好的進步電機，利用按鍵s3和s4對進步電機進行調(diào)速，共設(shè)10 檔速度。按鍵s3可以實現(xiàn)對步進電機加速；按鍵s4可以實現(xiàn)對步進電機加速。2. 用戶可根據(jù)個人喜好利用按鍵調(diào)節(jié)速度檔次以及按摩方式。按摩機提供了4個按鍵：

20、兩個調(diào)速按鍵，分別完成降檔調(diào)速，升檔調(diào)速；一個啟停轉(zhuǎn)換按鍵；一個正反轉(zhuǎn)按鍵。3.通過液晶顯示當(dāng)前按摩狀態(tài)及速度變化情況。4.通過蜂鳴器提示超時運轉(zhuǎn)。5.當(dāng)按摩機正常運轉(zhuǎn)后，發(fā)光二極管一直點亮。2 控制器的核心at89c51及步進電機at89c51是一種高性能的8位單片機。片內(nèi)帶有一個4kb的flash可編程,可擦除只讀存儲器(eprom)，它采用了coms工藝和公司atmel的高密度非易失性存儲器(nuram) 技術(shù),而且其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與msc51兼容。片內(nèi)的flash存儲器允許在系統(tǒng)內(nèi)改編程序或常規(guī)的非易失性存儲器編程器來編程。因此at89c51是一種功能強,靈活性高,且價格合理的單

21、片機,可方便地應(yīng)用在各種控制領(lǐng)域。2.1 at89c51的主要性能4kb可改編程序flash存儲器(可經(jīng)受1000次的寫入/擦除).全靜態(tài)工作:0hz24mhz.3級程序存儲器保密.128×8字節(jié)內(nèi)部ram.32條可編程i/o線.2個16位定時器/計數(shù)器.6個中斷源.可編程串行通道.片內(nèi)時鐘振蕩器.另外,at89c51是用靜態(tài)邏輯來設(shè)計的,其工作頻率可下降到0hz,并提供兩種可用軟件來選擇的省電方式空閑方式(idle mode)和掉電方式(power down mode).在空閑方式中,cpu停止工作,而ram,定時器/計數(shù)器,串行口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作.在掉電方式中,片內(nèi)振蕩器停止工

22、作,由于時鐘被“凍結(jié)”,使一切功能都暫停,故只保存片內(nèi)ram中的內(nèi)容,直到下一次硬件復(fù)位為止。2.2 at89c51引腳功能說明圖21是at89c51的引腳結(jié)構(gòu)圖,有雙列直插封裝(dip)方式和方形封裝方式,下面分別敘述這些引腳的功能. (1).主電源引腳 vcc電源端.gnd:接地端.(2).外接晶體引腳xtal1和xtal2xtal1：接外部晶體的一個引腳.在單片機內(nèi)部，它是構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸入端。當(dāng)采用外部振蕩器時，該引腳接受振蕩器的信號，即把此信號直接接到內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。xtal2：接外部晶體的另一個引腳。在單片機內(nèi)部，它是上述振蕩器的反相放大器的輸出端.，采用外部

23、振蕩器時,此引腳應(yīng)懸浮不連接。單片機外接電路片內(nèi)電路與片外器件就構(gòu)成一個時鐘產(chǎn)生電路，cpu的所有操作均在時鐘脈沖同步下進行。片內(nèi)振蕩器的振蕩頻率非常接近晶振頻率，一般多在1.2mhz12mhz之間選取。c1、c2是反饋電容，其值在5pf30pf之間選取，典型值為30pf。本電路選用的電容為30pf，晶振頻率為12mhz。這樣就確定了單片機的4個周期分別是：振蕩周期1/12；機器周期（sm）；圖2.1 at89c51模塊xtal1和xtal2：片內(nèi)振蕩電路輸入線，這兩個端子用來外接石英晶體和微調(diào)電容。在石英晶體的兩個管腳加交變電場時，它將會產(chǎn)生一定頻率的機械變形，而這種機械振動又會產(chǎn)生交變電場

24、，上述物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。一般情況下，無論是機械振動的振幅，還是交變電場的振幅都非常小。但是，當(dāng)交變電場的頻率為某一特定值時，振幅驟然增大，產(chǎn)生共振，稱之為壓電振蕩。這一特定頻率就是石英晶體的固有頻率，也稱諧振頻率。即用來連接at89c51片內(nèi)osc的定時反饋回路。石英晶振起振后要能在xtal2線上輸出一個3v左右的正弦波，以便使at89c51單片機內(nèi)的osc電路按石英晶振相同頻率自激振蕩。通常，osc的輸出時鐘頻率為0.5mhz-16mhz，典型值為12mhz或者11.0592mhz。電容c1和c2可以幫助起振，典型值為30pf，調(diào)節(jié)它們可以達到微調(diào)的目的。單片機在開機時都需要復(fù)位，以便中

25、央處理器cpu以及其他功能部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。單片機的復(fù)位后是靠外部電路實現(xiàn)的，在時鐘電路工作后，只要在單片機的rst引腳上出現(xiàn)24個時鐘振蕩脈沖（2個機器周期）以上的高電平，單片機便可實現(xiàn)初始化狀態(tài)復(fù)位。mcs-51單片機的rst引腳是復(fù)位信號的輸入端。例如：若mcs-51單片機時鐘頻率為12mhz。 上電瞬間，rst端的電位與vcc相同，隨著電容的逐步充電，rst端的電位逐漸下降，此時=22×10-6×1×103=22ms.當(dāng)按下鍵時，rst端出現(xiàn)5×100012004.2v，使單片機復(fù)位。(3).控制或與其它電源復(fù)用

26、引腳rst,ale/prog,psen和ea/vpp.rst：復(fù)位輸入端.當(dāng)振蕩器運行時,在該引腳上出現(xiàn)兩個機器周期的高電平將使單片機復(fù)位。ale/prog：當(dāng)訪問外部存儲器時,ale(地址鎖存允許)的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié).即訪問外部存儲器,ale仍以不變的頻率(此頻率為振蕩器頻率的1/6)周期性地出現(xiàn)正脈沖信號。因此,它可用作對外輸出的時鐘,或用于定時目的。然而要注意的是:每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時,將跳過一個ale脈沖。如果需要的話,通過對專用寄存器(sfr)區(qū)中8eh單元的d0位置數(shù),可禁止ale操作。該位置數(shù)后,只有在執(zhí)行一條movx或movc指令期間,ale才會被激活.另外,該引

27、腳會被微弱拉高,單片機執(zhí)行外部程序時,該設(shè)定禁止ale位無效。psen：程序存儲允許(psen)輸出是外部程序存儲器的讀選通信號。當(dāng)at89c51由外部程序存儲器取指令(或常數(shù))時,每個機器周期兩次psen有效(即輸出2個脈沖).但在此期間內(nèi),每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時,這兩次有效的psen信號將不出現(xiàn)。ea/vpp外部訪問允許端,要使cpu只訪問外部存儲器(地址為0000hffffh),則ea端外部必須保持低電平(接到gnd端)然而要注意的是：如果保密被編程,復(fù)位時在內(nèi)部會鎖存ea端的狀態(tài)。當(dāng)ea 端保持高電平(接vcc端)時,cpu則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的程序。在flash存儲器編程期間,該

28、引腳也用于施加12v的編程允許電源vpp(如果選用12v編程)。(4).輸入/輸出引腳p0.0p0.7,p1.0p1.7,p2.0p2.7,p3.0p3.7p0端口(p0.0p0.7)：p0是一個8位漏極開路型雙向i/o端口.作為輸出端口用時,每位能以吸收電流的方式驅(qū)動8個ttl輸入,對端口寫1時,又可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時,它是分時多路轉(zhuǎn)換的地址(低8位)/數(shù)據(jù)總線,在訪問期間激活了內(nèi)部的上拉電阻。在flash編程時,p0端口接受指令字節(jié);而在校驗程序時,則輸出指令字節(jié).驗證時,要求外接 上拉電阻。p1端口(p1.0p1.7)：p1是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位i/o

29、端口。p1的輸出緩沖器可驅(qū)動(吸收或輸出電流方式)4個ttl輸入.對端口寫1時,通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位,這時可用作輸入口,p1口作輸入口使用時,因為有內(nèi)部的上拉電阻,那些被外部信號低的引腳會輸出一個電流(iil)。p2端口(p2.0p2.7):p2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o端口.p2的輸出緩沖器可驅(qū)動(吸收或輸出電流方式)4個ttl輸入.對端口寫1時,通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位,這時可用作輸入口.p2作輸入口使用時,因為有內(nèi)部的上拉電阻,那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流(iil)。在訪問外部程序存儲器和16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器(如執(zhí)行movxdptr指令

30、)時,p2送出高8位地址。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)寄存器(如執(zhí)行movri指令)時,p2口引腳上的內(nèi)容(就是專用寄存器(sfr)區(qū)p2寄存器的內(nèi)容)在整個訪問期間不會改變。p3端口(p3.0p3.7):p3是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o端口.p3的輸出緩沖器可驅(qū)動(吸收或輸出電流方式)4個ttl輸入。對端口寫1時,通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位,這時可用作輸入口。p3作輸入口使用時,因為內(nèi)部的上拉電阻,那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流(iil)。2.3 步進電機介紹 步進電機有一個技術(shù)參數(shù)：空載啟動頻率，即步進電機在空載情況下能夠正常啟動的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機不

31、能正常啟動，可能發(fā)生堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情況下，啟動頻率應(yīng)更低。如果要使電機達到高速轉(zhuǎn)動，脈沖頻率應(yīng)該有加速過程，即啟動頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機轉(zhuǎn)速從低速升到高速）。步進電動機以其顯著的特點，在數(shù)字化制造時代發(fā)揮著重大的用途。伴隨著不同的數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展以及步進電機本身技術(shù)的提高，步進電機將會在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。隨著工業(yè)技術(shù)的不斷進步，在自動化控制、精密機械加工、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，步進電機的得到了廣泛的應(yīng)用。步進電機是一種將脈沖信號轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。若在其輸入加入有規(guī)律的脈沖信號,就能驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向移動一定的距離或轉(zhuǎn)動一個角度

32、（稱為“步距角”）。從結(jié)構(gòu)上步進電機分為單相、雙相、三相、四相、五相、六相等多種。本次設(shè)計使用步進電機分為a、b、c、d四相繞組，每相通電一次稱為一拍。四相步進電機根據(jù)不同的通電規(guī)律可分為幾種工作模式：四相單四拍：a-b-c-d；四相雙四拍：ab-bc-cd-da；四相單八拍：a-ab-b-bc-c-cd-d-da；四相雙八拍：ab-abc-bc-bcd-cd-cda-da-dab。步進電機的正反轉(zhuǎn)與電機每相的通電順序有關(guān)，可以改變相序來改變電機的正反轉(zhuǎn)。步進電機每步所旋轉(zhuǎn)角度的大小，稱為步距角（b）。它是由電機本身轉(zhuǎn)子的齒數(shù)（zr）。一個通電循環(huán)內(nèi)通電節(jié)拍數(shù)（mq）決定的。即b=360/ z

33、r mq。電機出廠的步距角是固定的。四相步進電機的步距角為0.90/1.80(表示半步工作時為0.90，整步工作時為1.80)。步進電機轉(zhuǎn)速的高低與控制脈沖頻率有關(guān)。改變控制脈沖頻率，可改變電機轉(zhuǎn)速。步進電機特點1一般步進電機的精度為步進角的3-5%，且不累積。2步進電機外表允許的最高溫度。步進電機溫度過高首先會使電機的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步，因此電機外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機磁性材料的退磁點；一般來講，磁性材料的退磁點都在攝氏130度以上，有的甚至高達攝氏200度以上，所以步進電機外表溫度在攝氏80-90度完全正常。3步進電機的力矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。當(dāng)步進電機轉(zhuǎn)

34、動時，電機各相繞組的電感將形成一個反向電動勢；頻率越高，反向電動勢越大。在它的作用下，電機隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。4步進電機低速時可以正常運轉(zhuǎn),但若高于一定速度就無法啟動,并伴有嘯叫聲。3 系統(tǒng)基本實現(xiàn)方案3.1 系統(tǒng)框圖根據(jù)設(shè)計要求，步進電機控制電路可以分為控制模塊、顯示模塊、鍵盤模塊、電機驅(qū)動模塊、步進電機部分。步進電機控制電路基本模塊方框圖如圖所示。設(shè)計系統(tǒng)框架時，除了考慮實現(xiàn)按摩功能外，系統(tǒng)的可操作性和安全性也是至關(guān)重要的。為了方便用戶使用，給他們舒適的感受，按摩機必須設(shè)計良好的用戶操作按鍵以及必要的顯示系統(tǒng)；并充分完善供電電源的設(shè)計。按摩機的主要功能模塊

35、可劃分為6部分。圖3.1系統(tǒng)框圖1. 按鍵輸入與l12864液晶顯示部分。該模塊負(fù)責(zé)響應(yīng)按摩機4個按鍵輸入信號，并利用l12864液晶顯示當(dāng)前工作狀態(tài)。其中，l12864液晶顯示啟停、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速減速。2. 電源部分。該模塊實現(xiàn)單片機系統(tǒng)從交流中整流出穩(wěn)定的5v供電電壓。3. 電機部分。步進電機與l298連接實現(xiàn)穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)。4. 驅(qū)動模塊。l298n芯片可以驅(qū)動兩個二相電機，也可以驅(qū)動一個四相電機，輸出電壓最高可達50v，可以直接通過電源來調(diào)節(jié)輸出電壓；可以直接用單片機的io口提供信號；而且電路簡單，使用比較方便。5. 蜂鳴器提示輸出部分。該模塊完成按摩機的告警提示，在一般工作情況下，蜂鳴

36、器都將發(fā)聲告警（例如電機運行超時）。6發(fā)光二極管指示部分。氖燈只在按摩機工作時發(fā)光，否則熄滅。3.2硬件電路圖單片機系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)是系統(tǒng)框架實現(xiàn)的具體執(zhí)行步驟，系統(tǒng)設(shè)計框架雖然構(gòu)建了系統(tǒng)的整體功能模塊劃分，但是硬件實現(xiàn)和軟件實現(xiàn)還得通過具體的技術(shù)方案才能達到。采用的技術(shù)方案的好與壞直接影響系統(tǒng)的可操作性和安全性，以及后續(xù)設(shè)計工作的展開和進行。因此單片機系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)方案同樣重要。一個單片機應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計包含兩部分內(nèi)容：一是系統(tǒng)擴展，即單片機內(nèi)部的功能單元，如rom、ram、i/o、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)等不能滿足應(yīng)用系統(tǒng)的要求時，必須在片外進行擴展，選擇適當(dāng)?shù)男酒?，設(shè)計相應(yīng)的電路。二是系

37、統(tǒng)的配置，即按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設(shè)備，如鍵盤、顯示器等，還要設(shè)計合適的接口電路。系統(tǒng)的擴展和配置應(yīng)遵循以下原則：. 盡可能選擇典型電路，并符合單片機常規(guī)用法。為硬件系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化打下良好的基礎(chǔ)。. 系統(tǒng)擴展與外圍設(shè)備的配置水平應(yīng)充分滿足應(yīng)用系統(tǒng)的功能要求，并留有適當(dāng)余地，以便進行二次開發(fā)。. 硬件結(jié)構(gòu)應(yīng)結(jié)合應(yīng)用軟件方案一并考慮。硬件結(jié)構(gòu)與軟件方案會產(chǎn)生相互影響，考慮的原則是：軟件能實現(xiàn)的功能盡可能由軟件實殃，以簡化硬件結(jié)構(gòu)。但必須注意，由軟件實現(xiàn)的硬件功能，一般響應(yīng)時間比硬件實現(xiàn)長，且占用cpu時間。. 系統(tǒng)中的相關(guān)器件要盡可能做到性能匹配。如選用cmos芯片單片機構(gòu)成低功耗系統(tǒng)時，

38、系統(tǒng)中所有芯片都應(yīng)盡可能選擇低功耗產(chǎn)品。. 可靠性及抗干擾設(shè)計是硬件設(shè)計必不可少的一部分，它包括芯片、器件選擇、濾波、印刷電路板布線、通道隔離等。. 單片機外圍電路較多時，必須考慮其驅(qū)動能力。驅(qū)動能力不足時，系統(tǒng)工作不可靠，可通過增設(shè)線驅(qū)動器增強驅(qū)動能力或減少芯片功耗來降低總線負(fù)載。. 要求盡量朝著“單片”方向設(shè)計硬件系統(tǒng)。系統(tǒng)器件越多，器件之間相互干擾也越強，功耗也增大，也不可避免地降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。圖3.2硬件電路圖3.3系統(tǒng)單片機擴展確定了單片機后，需要對單片機相應(yīng)管腳的功能進行定義并設(shè)計其外部電路的功能。首先我們要預(yù)先分析，用戶使用按摩機所關(guān)心的是按鍵功能是否正確、以及液晶屏顯示的按

39、摩振動速度是否準(zhǔn)確，也就是系統(tǒng)設(shè)計框架圖中“按鍵輸入與lcd12864液晶顯示指示部分”需要完成的工作。完成這些功能需要利用單片機i/o口，在不浪費系統(tǒng)資源的前提下分配單片機i/o口?？梢灾?，“按鍵輸入與lcd12864液晶指示部分”需要4(用戶按鍵）+11(lcd12864液晶)=15個i/o管腳。除了涉及用戶使用的i/o外，設(shè)計者還必須考慮分配i/o管腳的包括：驅(qū)動電路l298。這個部分獨立控制，需要4個單片機i/o管腳。根據(jù)上面的分析，完成按摩機需要15+4=19個單片機i/o管腳，而at89c51單片機提供了32個可用的i/o管腳。工作過程：當(dāng)s1按下時，液晶顯示啟動，此時電機運轉(zhuǎn)，

40、同時發(fā)光二極管亮否則熄滅。當(dāng)s2按下時，液晶顯示正轉(zhuǎn)，此時電機正轉(zhuǎn)；否則，液晶顯示逆轉(zhuǎn)，此時電機逆轉(zhuǎn)。當(dāng)s3每按一次，液晶顯示加速，步進電機加速。當(dāng)s4每按一次，液晶顯示減速，步進電機減速。當(dāng)步進電機運轉(zhuǎn)超時時，蜂鳴器響起來。 3.4步進電機驅(qū)動模塊步進電機的驅(qū)動電路采用常用的電動機驅(qū)動芯片l298，它能夠接受標(biāo)準(zhǔn)的ttl電平控制信號，驅(qū)動電機。l298操作時能提供的電壓能達到50v，直流電流4a，具有過熱保護功能，邏輯“0”的輸入電壓達到1.5v。l298在控制器的控制下驅(qū)動一個步進電動機，控制器產(chǎn)生l298年需的控制信號，以控制步進電機的運動狀態(tài)。為了防止定子繞組的電感作用，使得電流切換時

41、產(chǎn)生過電壓，步進電機每相繞組兩端都須并聯(lián)一個用天在換相時起續(xù)流作用的肖基特二極管。l298n芯片可以驅(qū)動兩個二相電機，也可以驅(qū)動一個四相電機，輸出電壓最高可達50v，可以直接通過電源來調(diào)節(jié)輸出電壓；可以直接用單片機的io口提供信號；而且電路簡單，使用比較方便。圖3.1驅(qū)動電路4腳接電源電壓，電壓范圍vih為2546 v。輸出電流可達25 a，可驅(qū)動電感性負(fù)載。1腳和15腳下管的發(fā)射極分別單獨引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號。l298可驅(qū)動2個電動機，2腳和3腳，13腳和14腳之間可分別接電動機，1腳和15腳下管的發(fā)射極分別單獨引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號6;11ttl電

42、平兼容輸入使能端，低電平禁止輸出我們選用驅(qū)動一臺電動機。5，7，10，12腳接輸入控制電平，控制電機的正反。續(xù)流管的作用:續(xù)流二極管通常是并聯(lián)在線圈的兩端，線圈在通過電流時，會在其兩端產(chǎn) 生感應(yīng)電動勢。當(dāng)電流消失時，其感應(yīng)電動勢會對電路中的原件產(chǎn)生反向電壓。當(dāng)反向電壓高于原件的反向擊穿電壓時，會把原件如三極管，等造成損壞。續(xù)流二極管并聯(lián)在線兩端，當(dāng)流過線圈中的電流消失時，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢通過二極管和線圈構(gòu)成的回路做功而消耗掉。叢而保護了電路中的其它原件的安全。3.5顯示模塊步進電機控制電路的顯示模塊采用液晶顯示，因為液晶顯示器與數(shù)碼管相比，占用空間小、低功耗、無閃爍、降低視覺疲勞等優(yōu)點。故

43、選用液晶顯示器lcd12864。 圖3.2lcd128643.5.1液晶顯示器工作原理液晶是一種呈液體狀的化學(xué)物質(zhì)，當(dāng)受到外界電場影響時，其分子會產(chǎn)生精確有序的排列。如果對分子的排列加以適當(dāng)?shù)目刂疲壕Х肿訉试S光線穿越。液晶顯示器的顯示原理是在兩片玻璃基板上裝配向膜，液晶會沿著溝槽配向，具有偶極矩的液晶棒狀分了在外加電場的作用下，其排列狀態(tài)發(fā)生變化，使得通過液晶顯示器件的光被調(diào)制，從而呈現(xiàn)明與暗或透過與不透過的顯示效果。在控制信號的控制下可以在顯示屏上顯示不同的字符、數(shù)字及圖形。液晶顯示器由三部分構(gòu)成：點陣式液晶板、液晶驅(qū)動電路和液晶控制電路。lcd技術(shù)是把液晶灌入兩個列有細(xì)槽的平面之間。

44、這兩個平面上的槽互相垂直(相交成90度)。也就是說，若一個平面上的分子南北向排列，則另一平面上的分子?xùn)|西向排列，而位于兩個平面之間的分子被強迫進入一種90度扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)。由于光線順著分子的排列方向傳播，所以光線經(jīng)過液晶時也被扭轉(zhuǎn)90度。但當(dāng)液晶上加一個電壓時，分子便會重新垂直排列，使光線能直射出去，而不發(fā)生任何扭轉(zhuǎn)。 lcd是依賴極化濾光器(片)和光線本身。自然光線是朝四面八方隨機發(fā)散的。極化濾光器實際是一系列越來越細(xì)的平行線。這些線形成一張網(wǎng)，阻斷不與這些線平行的所有光線。極化濾光器的線正好與第一個垂直，所以能完全阻斷那些已經(jīng)極化的光線。只有兩個濾光器的線完全平行，或者光線本身已扭轉(zhuǎn)到與第二個

45、極化濾光器相匹配，光線才得以穿透。 lcd正是由這樣兩個相互垂直的極化濾光器構(gòu)成，所以在正常情況下應(yīng)該阻斷所有試圖穿透的光線。但是，由于兩個濾光器之間充滿了扭曲液晶，所以在光線穿出第一個濾光器后，會被液晶分子扭轉(zhuǎn)90度，最后從第二個濾光器中穿出。另一方面，若為液晶加一個電壓，分子又會重新排列并完全平行，使光線不再扭轉(zhuǎn)，所以正好被第二個濾光器擋住。總之，加電將光線阻斷，不加電則使光線射出。然而，可以改變lcd中的液晶排列，使光線在加電時射出，而不加電時被阻斷。但由于計算機屏幕幾乎總是亮著的，所以只有“加電將光線阻斷”的方案才能達到最省電的目的。從液晶顯示器的結(jié)構(gòu)來看，無論是筆記本電腦還是桌面系統(tǒng)

46、，采用的lcd顯示屏都是由不同部分組成的分層結(jié)構(gòu)。lcd由兩塊玻璃板構(gòu)成，厚約1mm，其間由包含有液晶(lc)材料的5m均勻間隔隔開。因為液晶材料本身并不發(fā)光，所以在顯示屏兩邊都設(shè)有作為光源的燈管，而在液晶顯示屏背面有一塊背光板（或稱勻光板）和反光膜，背光板是由熒光物質(zhì)組成的可以發(fā)射光線，其作用主要是提供均勻的背景光源。背光板發(fā)出的光線在穿過第一層偏振過濾層之后進入包含成千上萬水晶液滴的液晶層。液晶層中的水晶液滴都被包含在細(xì)小的單元格結(jié)構(gòu)中，一個或多個單元格構(gòu)成屏幕上的一個像素。在玻璃板與液晶材料之間是透明的電極，電極分為行和列，在行與列的交叉點上，通過改變電壓而改變液晶的旋光狀態(tài)，液晶材料的

47、作用類似于一個個小的光閥。在液晶材料周邊是控制電路部分和驅(qū)動電路部分。當(dāng)lcd中的電極產(chǎn)生電場時，液晶分子就會產(chǎn)生扭曲，從而將穿越其中的光線進行有規(guī)則的折射，然后經(jīng)過第二層過濾層的過濾在屏幕上顯示出來。 3.5.2液晶管腳定義lcd12864液晶顯示器有8條數(shù)據(jù)線。當(dāng)與控制器相連接時，通過送入數(shù)據(jù)和指令，就能使模塊正常工作。管腳排列如表所示。接口說明管腳號管腳電平說明1vss0v邏輯電源地。2vdd5.0v邏輯電源正。3v0lcd驅(qū)動電壓，應(yīng)用時在vee與v0之間加一10k可調(diào)電阻另一頭接vcc即可。4d/ih/l數(shù)據(jù)指令選擇：高電平：數(shù)據(jù)d0-d7將送入顯示ram；低電平：數(shù)據(jù)d0-d7將送

48、入指令寄存器執(zhí)行。5r/wh/l讀寫選擇：     高電平：讀數(shù)據(jù)；低電平：寫數(shù)據(jù)。6eh.h/l讀寫使能，高電平有效，下降沿鎖定數(shù)據(jù)。7db0h/l數(shù)據(jù)輸入輸出引腳。8db1h/l數(shù)據(jù)輸入輸出引腳。9db2h/l數(shù)據(jù)輸入輸出引腳。10db3h/l數(shù)據(jù)輸入輸出引腳。11db4h/l數(shù)據(jù)輸入輸出引腳。12db5h/l數(shù)據(jù)輸入輸出引腳。13db6h/l數(shù)據(jù)輸入輸出引腳。14db7h/l數(shù)據(jù)輸入輸出引腳。15cs1h/l片選擇信號，高電平時選擇前64列（左屏）。16cs2h片選擇信號，高電平時選擇后64列（右屏）。17retl復(fù)位信號，低電平有效（一般接高電平

49、即可）。18vee-10vlcd驅(qū)動電源（自帶）。19blac背光電源正,led+。20blac背光電源負(fù)，led-。3.5.3液晶顯示指令描述顯示開/關(guān)設(shè)置 code： r/wd/idb7db6db5db4db3db2db1db0llllhhhhhh/l功能：設(shè)置屏幕顯示開/關(guān)。       db0=h，開顯示；db0=l，關(guān)顯示。不影響顯示ram(dd ram)中的內(nèi)容。 設(shè)置顯示起始行 code：   r/wd/idb7db6db5db4db3db2db1db0llhh行地址（063）功能：執(zhí)行該命令后，所設(shè)

50、置的行將顯示在屏幕的第一行。顯示起始行是由z地址計數(shù)器控制的，該命令自動將a0-a5位地址送入z地址計數(shù)器，起始地址可以是0-63范圍內(nèi)任意一行。z地址計數(shù)器具有循環(huán)計數(shù)功能，用于顯示行掃描同步，當(dāng)掃描完一行后自動加一。設(shè)置頁地址 code：  r/wd/idb7db6db5db4db3db2db1db0llhlhhh頁地址（07）功能：執(zhí)行本指令后，下面的讀寫操作將在指定頁內(nèi)，直到重新設(shè)置。頁地址就是dd ram 的行地址，頁地址存儲在x地址計數(shù)器中，a2-a0可表示8頁，讀寫數(shù)據(jù)對頁地址沒有影響，除本指令可改變頁地址外，復(fù)位信號(rst)可把頁地址計數(shù)器內(nèi)容清零。設(shè)置列

51、地址 code：   r/wd/idb7db6db5db4db3db2db1db0lllh列地址（063）功能： dd ram 的列地址存儲在y地址計數(shù)器中，讀寫數(shù)據(jù)對列地址有影響，在對dd ram進行讀寫操作后，y地址自動加一。 狀態(tài)檢測 code：   r/wd/idb7db6db5db4db3db2db1db0hlbflon/offrstllll功能：讀忙信號標(biāo)志位(bf)、復(fù)位標(biāo)志位(rst)以及顯示狀態(tài)位(on/off)。          bf=h：內(nèi)部正在執(zhí)行操

52、作；         bf=l：空閑狀態(tài)。          rst=h：正處于復(fù)位初始化狀態(tài)；    rst=l：正常狀態(tài)。          on/off=h：表示顯示關(guān)閉；         on/off=l：表示顯示開。  

53、 寫顯示數(shù)據(jù) code：   r/wd/idb7db6db5db4db3db2db1db0lhd7d6d5d4d3d2d1d0功能：寫數(shù)據(jù)到dd ram，dd ram是存儲圖形顯示數(shù)據(jù)的，寫指令執(zhí)行后y地址計數(shù)器自動加1。d7-d0位數(shù)據(jù)為1表示顯示，數(shù)據(jù)為0表示不顯示。寫數(shù)據(jù)到dd ram前，要先執(zhí)行“設(shè)置頁地址”及“設(shè)置列地址”命令。讀顯示數(shù)據(jù) code：    r/wd/idb7db6db5db4db3db2db1db0h h d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0 功能：從dd ram讀數(shù)據(jù)，讀指令執(zhí)行后y地址計數(shù)器自

54、動加1。從dd ram讀數(shù)據(jù)前要先執(zhí)行“設(shè)置頁地址” 及“設(shè)置列地址”命令。3.6按鍵顯示部分電路這部分的電路組成包括：r1、r2、r3、r4阻值均為1k，用于上拉電阻。見圖系統(tǒng)原理圖按鍵部分。假設(shè)程序每2ms做1次按鍵檢和顯示。首先將字型和要顯示的數(shù)據(jù)送到lcd12864的并行口，然后產(chǎn)生第1個選通信號，顯示所需工作方式；在下一個2ms到來的時候從新檢測并顯示。由于2ms依次循環(huán)檢測，因此可以迅速地檢測到按鍵。圖4.3按鍵接口電路4 按摩機控制系統(tǒng)軟件設(shè)計思想4.1系統(tǒng)流程硬件相結(jié)合的軟件總體設(shè)計，包括控制系統(tǒng)8951單片機部分，驅(qū)動l298部分，lcd12864顯示部分，按鍵部分四個方面的

55、一些設(shè)計流程和思路總結(jié)，具體實現(xiàn)和編程在前面系統(tǒng)軟件匯編程序部分的基礎(chǔ)上進行，在此只是簡要介紹總體思路。 圖5.14.2進步電機驅(qū)動程序4.2.1四相單四拍正轉(zhuǎn)子程序四相單四拍正轉(zhuǎn)子程序主要用于控制步進電機以步距角為1.80角度順時針旋轉(zhuǎn)。控制器從端口依次向步進電機的每相輸出脈沖信號。每輸出一個脈沖信號步進電機轉(zhuǎn)動一定的角度。其工作模式為：a-b-c-d。;*單四拍正轉(zhuǎn)* mov p1,#01h acall delay2 mov p1,#02h acall delay2 mov p1,#04h acall delay2 mov p1,#08h acall delay242.2四相單四拍反轉(zhuǎn)子程序四相單四拍反轉(zhuǎn)子程序主要用于控制步進電機以步距