摘要本設(shè)計(jì)首先介紹了STC89C51單片機(jī)

1、.摘要 本設(shè)計(jì)首先介紹了STC89C51單片機(jī)，L297和L298N驅(qū)動(dòng)電路及步進(jìn)電機(jī)的基本原理與功能；其次,設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)起停、轉(zhuǎn)向、速度、位置變化的控制方案；再次，在這些器件功能與特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，擬出設(shè)計(jì)思路，構(gòu)建系統(tǒng)的總體框架；最后利用PROTEL軟件繪出電路圖，同時(shí)寫出設(shè)計(jì)系統(tǒng)的運(yùn)行流程和相關(guān)程序。整個(gè)系統(tǒng)通過寫入單片機(jī)中的程序分配好控制字的存儲(chǔ)單元以及相應(yīng)的內(nèi)存地址賦值；啟動(dòng)系統(tǒng)后，從單片機(jī)的I/O口輸出控制脈沖,PGM-40F，經(jīng)過L297、L298N驅(qū)動(dòng)電路對(duì)脈沖進(jìn)行處理，輸出能直接控制步進(jìn)電機(jī)的脈沖信號(hào)。在此基礎(chǔ)上，重新分配I/O資源，同時(shí)增加驅(qū)動(dòng)芯片L297、L298N的個(gè)數(shù)

2、,SGM13F，在負(fù)載能力范圍允許內(nèi)，就能實(shí)現(xiàn)多臺(tái)步進(jìn)電機(jī)獨(dú)立起停、轉(zhuǎn)向、速度、位置變化的控制。關(guān)鍵字：STC89C51單片機(jī)；L297；L298N；步進(jìn)電機(jī)Design of the MCU to Realizes the Control of Many Stepping Motors Abstract：The paper firstly introduces basic principles and functions of STC89C51 MCU,L297 L298 Ndrive circuits and stepping motor,secondly designs the cont

3、rol plan of stepping motor to realize starting and stopping,turning around,speeding,and position changes,thirdly produces the thought of design and builds the frame of system based on the principles and functions of these components,lastly designs circuit diagram in PROTEL and lists the operating pr

4、ocess of design system and related programs.The whole system distributes saved units and composes values accord to corresponding memory addresses through the programs written in MCU.After starting the system,I/O interface of MCU outputs control pulses,which are handled by L297 and L298N drive circui

5、ts,then outputs pulse signals which can directly control stepping motors.In this foundation,the MCU redistributes the I/O resources and adds up the number of drive chips of L29 7and L298N,in the meantime the design can realize many stepping motors'independent starting and stopping,turning around

6、,speeding,and position changes in the load's capability.Keywords：STC89C51MCU；L297；L298N；stepping motor前言步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)角位移的控制電機(jī)。目前，數(shù)字技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和永磁材料的迅速發(fā)展，推動(dòng)了步進(jìn)電機(jī)的發(fā)展。本設(shè)計(jì)針對(duì)目前各個(gè)領(lǐng)域?qū)ψ詣?dòng)化的需要，采用STC89C51單片機(jī)與L297，L298N驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)多臺(tái)步進(jìn)電機(jī)同時(shí)獨(dú)立工作，將它應(yīng)用于各種復(fù)雜的控制領(lǐng)域，能使許多半自動(dòng)控制的系統(tǒng)完全成為真正的全自動(dòng)，特別是用在機(jī)器人等領(lǐng)域，能極大的提高生產(chǎn)力和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。由

7、于步進(jìn)電機(jī)具有快速啟動(dòng)、精確步進(jìn)和定位等特點(diǎn)，因而在數(shù)控機(jī)床，繪圖儀，打印機(jī)以及光學(xué)儀器中得到廣泛的應(yīng)用。STC89C51單片機(jī)的特點(diǎn)STC89C51系列單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代超強(qiáng)抗干擾/高速/低功耗的單片機(jī)，是MCS-51系列單片機(jī)的派生產(chǎn)品；它們?cè)谥噶钕到y(tǒng)中、硬件系統(tǒng)和片內(nèi)資源與標(biāo)準(zhǔn)的8052單片機(jī)完全兼容，DIP-40封裝系列與8051為pin-to-pin兼容，指令代碼是與8051完全兼容的單片機(jī)。STC89C51單片機(jī)具有增強(qiáng)型12時(shí)鐘/機(jī)器周期、6時(shí)鐘機(jī)器/周期任意選擇，工作電壓為5.5V-3.4V(5V單片機(jī))/3.8V-2.0V(5V單片機(jī))；工作頻率范圍：0-40MHZ

8、，相當(dāng)于普通8051的0-80MHZ。實(shí)際頻率可達(dá)48MHZ。用戶應(yīng)用程序空間為4K/8K/13K/16K/20K/32K/64K字節(jié)；片上集成1280字節(jié)/512字節(jié)RAM；有32/36個(gè)通用I/O口，P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向口；集成ISP(在系統(tǒng)可編程)/IPA(在應(yīng)用可編程)，無需專用的編程器/仿真器，可通過串行口(P3.0/P3.1)直接下載用戶程序，8K程序3秒就可以完成一片，具備EEPROM功能，工作溫度范圍在0-750，共有3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，其中定時(shí)器T0還可以當(dāng)成2個(gè)8位定時(shí)器使用；封裝形式有DIP-40，PLCC-44，PQFP-44等。步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)原理步進(jìn)電

9、機(jī)是一種用電脈沖信號(hào)進(jìn)行控制，并將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線位移的控制電動(dòng)機(jī)。說通俗點(diǎn)，就是給一個(gè)電脈沖，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度或者前進(jìn)一步，因此，步進(jìn)電機(jī)也稱脈沖電動(dòng)機(jī)。步進(jìn)電機(jī)區(qū)別于其他控制電機(jī)的最大特點(diǎn)是，它是通過輸入脈沖信號(hào)來進(jìn)行控制的，即電機(jī)的總轉(zhuǎn)動(dòng)角度由輸入脈沖數(shù)決定，而電機(jī)的轉(zhuǎn)速由脈沖信號(hào)頻率決定。步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制電機(jī)，它將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變成角位移，因此非常適合于單片機(jī)控制。步進(jìn)電機(jī)的角位移或線位移量與電脈沖個(gè)數(shù)成正比，它的轉(zhuǎn)速或線速度與電脈沖頻率成正比。在負(fù)載能力范圍內(nèi)這些關(guān)系不因電源電壓、負(fù)載大小、環(huán)境條件的波動(dòng)而變化。通過改變脈沖頻率的高低可以在很大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)

10、的調(diào)速，并能進(jìn)行快速啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)。L298N的原理L298N是ST公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。該芯片采用15腳封裝。主要特點(diǎn)是：工作電壓高，最高工作電壓可達(dá)46V；輸出電流大，瞬間峰值電流可達(dá)3A，持續(xù)工作電流為2A；內(nèi)含兩個(gè)H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動(dòng)器，可以用來驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、繼brushless motor線圈等感性負(fù)載；采用標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平信號(hào)控制；具有兩個(gè)使能控制端，在不受輸入信號(hào)影響的情況下允許或禁止器件工作有一個(gè)邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作；可以外接檢測電阻，將變化量反饋給控制電路。使用L298N芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī)，該芯片可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)二相電

11、機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)四相電機(jī)，可以直接通過電源來調(diào)節(jié)輸出電壓；并可以直接用單片機(jī)的I/O口提供信號(hào)；而且電路簡單，使用比較方便。L297的原理L297芯片是具有20個(gè)引腳的雙列直插式塑膠封裝的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制器(包括集成的硬件環(huán)形分配器)。它可產(chǎn)生四相驅(qū)動(dòng)信號(hào)，能用半步(八拍)和全步(四拍)等方式驅(qū)動(dòng)單片機(jī)控制兩相雙極或四相單極步進(jìn)電機(jī)。該芯片內(nèi)部的PWM斬波器允許在關(guān)模式下控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組電流，由于相序信號(hào)也是由內(nèi)部產(chǎn)生的，因此它只需要時(shí)鐘、方向和模式輸入信號(hào)便能控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，可減輕微處理器和程序設(shè)計(jì)的負(fù)擔(dān)。L297單片步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制器集成電路的核心是脈沖分配器，L297還設(shè)有兩個(gè)PWM斬波

12、器來控制線繞組電流，實(shí)現(xiàn)恒流斬波控制，以獲得良好的轉(zhuǎn)矩-頻率特性。適用于雙極性兩相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或單極性四相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制。L297只需從上位機(jī)接受方向(正/反轉(zhuǎn))，模式(半步/基本步距)，時(shí)鐘(步進(jìn)脈沖)3個(gè)輸入信號(hào)。它產(chǎn)生3種相序的信號(hào)，對(duì)應(yīng)于3種不同的工作方式：半步方式(四相八拍)；基本步距，單相激勵(lì)方式(單相四拍)；基本步距，兩相激勵(lì)方式(兩相兩拍)。其工作方式輸出的波形如圖46所示，初狀態(tài)(HOME)是ABCD=0101。L297是20腳雙列直插式塑料封裝，常以+5V供電。該單片步進(jìn)電機(jī)控制器集成電路的核心是脈沖分配器，L297還設(shè)有兩個(gè)PWM斬波器來控制繞組電流，實(shí)現(xiàn)恒流斬波控制，以

13、獲得良好的轉(zhuǎn)矩-頻率特性，實(shí)用于雙極兩相步進(jìn)電機(jī)或者單極四相步進(jìn)電機(jī)的控制。步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)及加/減速控制速度控制中加/減控制是最基本的控制。電機(jī)由靜止到達(dá)設(shè)定的最大的速度所需的時(shí)間是由調(diào)試決定的。加速度太大，電機(jī)甚至不能克服慣性而失步，加速度太少，則完成指定的運(yùn)動(dòng)耗費(fèi)時(shí)間太多，加速度有兩中方案：線性加/減速度控制和等步距加/減速度控制。前者規(guī)定從加速度開始，每一加速度周期指令電機(jī)速度遞增相同的增量f；后者則是要求每一加速度周期電機(jī)走過相同的步數(shù)。等步距加/減速度控制的優(yōu)點(diǎn)，在于加/減過程中電機(jī)走的步數(shù)可以非常精確的計(jì)算，這一點(diǎn)對(duì)于加/減的位置控制非常重要，但從電機(jī)要克服慣性力來看，線性加速方案好

14、些。調(diào)試也方便。線性加/減控制曲線如下圖：線性加速控制曲線f=(f2-f1)/n,其中n為加速過程的臺(tái)階數(shù)，減速控制也類似，只是f為負(fù)值,TGPP09-M10VA。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最高起動(dòng)頻率(突跳頻率)一般為0.1KHz到3-4KHz，而最高運(yùn)行頻率則可以達(dá)到N*102 KHz。以超過最高起動(dòng)頻率的頻率直接起動(dòng)，將出現(xiàn)"失步"現(xiàn)象，甚至無法起動(dòng)。較為理想的起動(dòng)曲線，應(yīng)是按指數(shù)規(guī)律起動(dòng)。但實(shí)際應(yīng)用對(duì)起動(dòng)段的處理可采用直線擬合的方法,直流齒輪馬達(dá)，即"階梯升速法"。可按兩種情況處理，已知突跳頻率則按突跳頻率分段起動(dòng)，分段數(shù)n=f/fq。未知突跳頻率，則按段擬合

15、至給定的起動(dòng)頻率，每段頻率的遞增量(后稱階梯頻率)f=f/8,即采用8段擬合。在運(yùn)行控制過程中，將起始的速度(頻率)分為n分作為階梯頻率，采用"階梯升速法"將速度連續(xù)升到所需要的速度，然后鎖定，按預(yù)置的曲線運(yùn)行。如(圖9)所示。用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的加/減速控制，實(shí)際上就是控制發(fā)脈沖的頻率，升速時(shí)，使脈沖頻率增高，減速時(shí)相反。如果使用定時(shí)中斷來控制電機(jī)的速度，加減速控制就是不斷改變定時(shí)器的初值。速度從V1V2如果是線性增加，則按給定的斜率升/降速；如果是突變，則按"階梯升速法"處理。在此過程中要處理好兩個(gè)問題：速度轉(zhuǎn)換時(shí)間應(yīng)盡量短；為了縮短速度轉(zhuǎn)換的時(shí)間

16、，可以采用建立數(shù)據(jù)表的方法。結(jié)合各曲線段的頻率和各段間的階梯頻率便可以建立一個(gè)連續(xù)的數(shù)據(jù)表，并通過轉(zhuǎn)換程序?qū)⑵滢D(zhuǎn)換為定時(shí)初值表。通過在不同的階段調(diào)用相應(yīng)的定時(shí)初值，控制電機(jī)的運(yùn)行。定時(shí)初值的計(jì)算是在定時(shí)中斷外實(shí)現(xiàn)的，并不占用中斷時(shí)間，保證電機(jī)的高速運(yùn)行。保證控制速度的精確性；要從一個(gè)速度準(zhǔn)確達(dá)到另外一個(gè)速度，就要建立一個(gè)校驗(yàn)機(jī)制，以防超過或未達(dá)到所需速度。階梯升速起動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的換向控制一般來說，驅(qū)動(dòng)器的輸入共有3路，它們是：步進(jìn)脈沖信號(hào)CP、方向電平DIR、脫機(jī)信號(hào)FREE。它們?cè)隍?qū)動(dòng)器內(nèi)部分別通過限流電阻接入光藕的負(fù)輸入端，且電路形式完全相同，在這三路輸入信號(hào)的共同的控制下，驅(qū)動(dòng)器將輸入合適

17、的電流來控制步進(jìn)電機(jī)完成指定的操作。另外，驅(qū)動(dòng)器一般有一個(gè)接入端OPTO，該端口為三路信號(hào)的公共正端。三路輸入信號(hào)在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部接成共陽方式，所以O(shè)PTO端須接外部系統(tǒng)的VCC，并在需要的情況下加限流電阻R，保證驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部光藕提供合適的驅(qū)動(dòng)電流。步進(jìn)脈沖信號(hào)CP步進(jìn)脈沖信號(hào)CP用于控制步進(jìn)電機(jī)的位置與速度，也就是說：驅(qū)動(dòng)器每接受一個(gè)CP脈沖就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)一個(gè)旋轉(zhuǎn)的步距角，CP脈沖的頻率改變則會(huì)使步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速改變，控制CP脈沖的個(gè)數(shù)，則可以使步進(jìn)電機(jī)精確定位。方向電平DIR方向電平信號(hào)DIR用于控制步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，此端為高電平時(shí)，電機(jī)一個(gè)轉(zhuǎn)向，此端為低電平時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)向另外一個(gè)方向，電機(jī)轉(zhuǎn)相必

18、須在電機(jī)停機(jī)后進(jìn)行，并且換向信號(hào)一定要在前一個(gè)方向的最后一個(gè)CP脈沖結(jié)束后以及下一個(gè)方向的第一個(gè)脈沖前發(fā)出。脫機(jī)電平信號(hào)FREE當(dāng)驅(qū)動(dòng)器上電后，步進(jìn)電機(jī)處于鎖定狀態(tài)(未施加CP脈沖時(shí))或者運(yùn)行狀態(tài)(施加CP脈沖時(shí))，但當(dāng)用戶想手動(dòng)調(diào)整電機(jī)而又不想關(guān)閉驅(qū)動(dòng)器電源，這時(shí)就可以用到此信號(hào)，當(dāng)此信號(hào)起作用時(shí)(低電平有效)，電機(jī)處于自由無力矩狀態(tài)，當(dāng)此信號(hào)為高電平時(shí)或懸空不接時(shí)，取消脫機(jī)狀態(tài)。此信號(hào)用戶可選用，如果不需要此功能，此端不接即可。步進(jìn)電機(jī)換向時(shí)，一定要在電機(jī)降速停止或降到突跳頻率范圍之內(nèi)再換向，以免產(chǎn)生較大的沖擊而損壞電機(jī)。換向信號(hào)一定要在前一個(gè)方向的最后一個(gè)CP脈沖結(jié)束后以及下一個(gè)方向的第

19、一個(gè)CP脈沖前發(fā)出。如(圖10)所示。對(duì)于CP脈沖的設(shè)計(jì)主要要求其有一定的脈沖寬度(一般不小于5s)、脈沖序列的均勻度及高低電平方式。在某一高速下的正、反向切換實(shí)質(zhì)包含了降速換向升速三個(gè)過程。轉(zhuǎn)向信號(hào)起作用的時(shí)刻步進(jìn)電機(jī)的位置控制步進(jìn)電機(jī)的位置控制是指要求電機(jī)從當(dāng)前位置轉(zhuǎn)過一個(gè)給定的步數(shù)。電機(jī)不丟步數(shù)這一控制的實(shí)際。就是要求精確地發(fā)出定量的步進(jìn)脈沖，例如，機(jī)器人再現(xiàn)工作時(shí)的啟動(dòng)信號(hào)后，要走到示教時(shí)給出的初始作業(yè)位置，就是用到位置控制。不過不帶加/減速控制，位置控制很容易實(shí)現(xiàn)的。將發(fā)給電機(jī)的脈沖，用計(jì)數(shù)器通道計(jì)數(shù)，到最后通過CPU停發(fā)脈沖就是了。但是這種不帶加/減速的位置控制，除非速度特別低，否

20、則會(huì)在起停時(shí)造成器械沖擊、失步。圖11示出了帶加減速控制的速度曲線，此曲線、跟T軸間包含的面積正比于電機(jī)走過的步數(shù)S，顯然，電機(jī)走過的總步數(shù)S由三部分構(gòu)成：加速階段電機(jī)走的步數(shù)向階梯段電機(jī)走過的步數(shù)和減速階段電機(jī)走的步數(shù)。位置控制速度曲線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路本設(shè)計(jì)的目的是實(shí)現(xiàn)單片機(jī)能同時(shí)實(shí)現(xiàn)3臺(tái)或3臺(tái)以上步進(jìn)電機(jī)的起/停、轉(zhuǎn)向、加/減速和位置控制。在熟悉好各芯片的性能特點(diǎn)后，接下來就是分配好各芯片的控制任務(wù)。單片機(jī)主要完成脈沖的分配，使步進(jìn)電機(jī)按照設(shè)定的方式運(yùn)轉(zhuǎn)，通過程序設(shè)定，從單片機(jī)的I/O口輸出一系列有規(guī)律的脈沖信號(hào)；由于直接輸出的脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)功率有限，很難直接驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，所以必須經(jīng)過驅(qū)動(dòng)

21、器進(jìn)行脈沖放大，本設(shè)計(jì)采用的L297與L298N芯片能解決這個(gè)問題，它可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)二相電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)四相電機(jī)。但是如果要實(shí)現(xiàn)多臺(tái)步電機(jī)控制的設(shè)計(jì)，就不僅要重新分配好I/O資源，還要增加相應(yīng)驅(qū)動(dòng)芯片的數(shù)量。再利用單片機(jī)程序分配好控制字的存儲(chǔ)單元，以及相應(yīng)的內(nèi)存地址賦值，使單片機(jī)能控制步進(jìn)電機(jī)的起停、換向順序、速度和位置變化。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架L297、L298N與電機(jī)的電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)的總電路設(shè)計(jì)此電路由一塊STC89C51，3塊L297、3塊L298N、3臺(tái)4相4拍步進(jìn)電機(jī)器以及相關(guān)的電路組成。利用單片機(jī)3個(gè)并行I/O口的部分引腳(P0.0P0.6，P1.0.P1.6，P2.0P2.6)連接驅(qū)動(dòng)

22、芯片，各個(gè)端口直接與驅(qū)動(dòng)芯片L297直接相連，L297與L298N共用一個(gè)+5V的電源，輸出+36V的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓；L298N的2、3、13、14四個(gè)輸出引腳直接與一個(gè)四相四拍的步進(jìn)電機(jī)相連。以同樣的方式，連接另外兩臺(tái)電機(jī)的控制電路。系統(tǒng)的總電路設(shè)計(jì)圖步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向控制任務(wù)判斷旋轉(zhuǎn)方向；按順序送出控制字；判斷字是否送完。四相四拍控制程序的設(shè)計(jì)方法步進(jìn)電動(dòng)機(jī)所要走的步數(shù)在R4中，轉(zhuǎn)向標(biāo)志存放在程序狀態(tài)寄存器PSW的用戶標(biāo)志位F(D5H)中。當(dāng)F0=0時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)F0=1時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。正反轉(zhuǎn)控制字存放在單元見表1中。表1反轉(zhuǎn)控制字存放單元表2正反轉(zhuǎn)的內(nèi)存地址賦值7.2步進(jìn)電機(jī)的

23、運(yùn)行控制在升、降頻率過程中，考慮到步進(jìn)電機(jī)的慣性，要求每改變一次頻率，需持續(xù)運(yùn)行一定的步數(shù)，稱頻率階梯步長，采用直線方式，頻率階梯步長的值為常數(shù)，由初始啟動(dòng)頻率到恒速運(yùn)行頻率的階梯步長數(shù)，稱為頻率的階梯數(shù)。編寫這段程序作如下標(biāo)明：利用定時(shí)器T0延時(shí)，起初值存放在EPROM存儲(chǔ)器的同一頁面中。上半頁面為升頻段，定時(shí)器初值由大變小；下半頁面為降頻段，定時(shí)器初值由大變小。降頻是升頻的逆過程。步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行控制標(biāo)志位定義見下表3：表3步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行控制標(biāo)志位位地址標(biāo)志內(nèi)容70H運(yùn)行方式：0恒速，1變速71H變速方式：0降頻，1升速72H恒速轉(zhuǎn)向：0正轉(zhuǎn)，1反轉(zhuǎn)73H升速轉(zhuǎn)向：0正轉(zhuǎn)，1反轉(zhuǎn)74H降速轉(zhuǎn)

24、向：0正轉(zhuǎn)，1反轉(zhuǎn)75H程序結(jié)束標(biāo)志：02表示程序結(jié)束運(yùn)行控制初值分配見表4表4運(yùn)行控制初值分配字節(jié)地址存儲(chǔ)內(nèi)容1AH頻率階梯步長計(jì)數(shù)器R2的值1BH頻率階梯步長計(jì)數(shù)器R3的值1CH恒速段步長低8位1DH恒速段步長高8位1EH恒速段T0初始值低8位1FH恒速段T0段高8位轉(zhuǎn)速流程框圖及相應(yīng)的程序步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制可由程序延時(shí)來完成，也可由定時(shí)器延時(shí)來完成，相應(yīng)的程序如下：PUSH A；保護(hù)現(xiàn)場MOV R4，#N；設(shè)置步長計(jì)數(shù)器CLR C；轉(zhuǎn)向標(biāo)志為1，轉(zhuǎn)移ORL C,D5H JC ROTE MOV R0,#20H；正轉(zhuǎn)控制字首址AJMP LOOP ROTE：MOV R0,27H；反轉(zhuǎn)控制字首址L

25、OOP：MOV A，R0 MOV P1，A；輸出控制脈沖ACALL DLY；調(diào)用延時(shí)程序INC R0；控制字存儲(chǔ)地址增1 MOV A，#00H.ORL A，R0；是結(jié)束標(biāo)志轉(zhuǎn)移JZ TPL LOOP1：DJNZ R4，LOOP；步數(shù)不為0，轉(zhuǎn)移POP ARER TPL：MOV A，R0；恢復(fù)控制字首址CLR CSUBB A，#06H MOV R0，A AJMP LOOP1 DLY：MOV R2，#M DLY1：MOV A，#M1 LOOP：DEC AJNZ LOOP DJNZ R2，DLY1 RET 7.4變頻調(diào)速程序與相應(yīng)的流程圖主程序：ORC 0000H SJMP START ORG 00

26、0BH LJMP INT0 ORG 0030H START：MOV DPTR，addr16；T0初值地址指針MOV R3，1BH；賦頻率階梯記數(shù)器值MOV R2，1AH；賦階梯步長計(jì)數(shù)器值CLR CORL C，73H JC ROTE MOV R0，#20H；正轉(zhuǎn)控制字首址AJMP PH ROTE：MOV R0，#27H；反轉(zhuǎn)控制字首址PH：MOV TMOD，#01H；T0方式1定時(shí)MOV TL0，#00H；置T0初值MOV TH0，#00H SETB TR0；啟動(dòng)T0 SETB ET0；允許T0中斷LOOP：MOV A，R3；等待中斷JNZ LOOP CLR EA；CUP關(guān)中斷SJMP$；結(jié)束

27、中斷服務(wù)程序：INT0：PUSH A；保護(hù)現(xiàn)場MOV A，R0 MOV P1,A INC R0 MOV A,#00H ORL A,R0 JZ TPL；是結(jié)束標(biāo)志，轉(zhuǎn)RR：DEC R2；步長計(jì)數(shù)器減1 MOV A,#00H ORL A,R2 JZ THL；階梯步長計(jì)數(shù)器為0，轉(zhuǎn)PRL：CLR CCLR C,71H JNC ROTEL；是降頻，轉(zhuǎn)移MOV A,#00H MOVC A,A+DPTR MOV TL0,A；升頻T0賦初值低8位MOV A,#01H MOVC A,A+DPTR MOV TH0,A；升頻T0賦初值高8位AJMP QQ ROTEL：MOV A,#80H MOVC A,plane

28、tary reducer,A+DPTR MOV TL0,A；降頻T0賦初值低8位MOV A,#81H MOVC A,A+DPTR MOV TH0,A；降頻T0賦初值高8位QQ：POP A；恢復(fù)現(xiàn)場RETI；中斷返回THL：DJNZ R3,AT；頻率階梯減1不為0，轉(zhuǎn)AJMP QQ AT：MOV R2,1AH；階梯步長賦值INC DPTR INC DPTR；TO初值指針更新AJMP PRL TPL：CLR CMOV A,R0 SUBB A,#06H MOV R0,A AJMP RR END 8結(jié)論本設(shè)計(jì)首先分析了STC89C51單片機(jī)、L297、L298N驅(qū)動(dòng)電路以及步進(jìn)電機(jī)的基本原理和特點(diǎn)，其

29、次逐步分析各自的連接原理及步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)啟停、加速、轉(zhuǎn)向、位置控制的方案，接著綜合性地闡述整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路及組成框圖；再通過PROTEL軟件繪制整個(gè)原理圖并設(shè)計(jì)相應(yīng)的PCB板模型。該系統(tǒng)主要是通過寫入單片機(jī)中的程序進(jìn)行控制，從I/O口輸出控制脈沖，經(jīng)過L297、L298N驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行處理，輸出能直接控制步進(jìn)電機(jī)的信號(hào)；在此基礎(chǔ)上，重新分配I/O資源，同時(shí)增加驅(qū)動(dòng)芯片L297、L298N的個(gè)數(shù)，使能同時(shí)控制3臺(tái)四相四拍步進(jìn)電機(jī)。如果在單片機(jī)上擴(kuò)展鍵盤輸入以及LED顯示輸出電路，更能增加系統(tǒng)的直觀性與實(shí)用性。依照這個(gè)思路，如果通過8255可編程芯片擴(kuò)展I/O口，并增加L297、L298N驅(qū)動(dòng)電路的

30、數(shù)目，在負(fù)載允許的范圍內(nèi)，就能同時(shí)控制實(shí)際所需的多臺(tái)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行。把這個(gè)系統(tǒng)運(yùn)用于許多復(fù)雜的領(lǐng)域，能使許多半自動(dòng)控制的系統(tǒng)完全成為真正的全自動(dòng)，特別是機(jī)器人設(shè)計(jì)與制作方面，能極大的提高生產(chǎn)力和降低勞動(dòng)強(qiáng)度，有很大的應(yīng)用前景。I am Mr.Tan from TT Motor,we are mainly products are DC motors,stepper motor,gear motor and brushless motor,the diameter of 6mm-60mm from various models of the planetary gear reducer with

31、box planetary gear reducer micro motor.Voltage：3,6,12,24 V,speed：1-100 r/min,torque：0.5-80kg.cm,can speed by adjusting the voltage regulator,model diameter including of 12,16,17,20,25,28,32,37,42,60mm and so on,with the installation of simple,easy to use,the advantage of low prices.Welcome to our GM1