基于單片機(jī)控制的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

1、 PAGE44 / NUMPAGES44 摘 要單片計(jì)算機(jī)即單片微型計(jì)算機(jī)。由RAM ,ROM,CPU構(gòu)成，定時(shí)，計(jì)數(shù)和多種接口于一體的微控制器。它體積小，成本低，功能強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于智能產(chǎn)業(yè)和工業(yè)自動(dòng)化上。本文主要研究基于AT89C51 單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器控制,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用74LS47和達(dá)林頓管，使步進(jìn)電機(jī)可在智能化程序控制下完成正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)定等各種操作。文中在單片機(jī)與驅(qū)動(dòng)器之間增加一級(jí)光電隔離可使步進(jìn)電機(jī)具有更高的性能,同時(shí)把數(shù)字電路與驅(qū)動(dòng)電路隔離開,避免了步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的沖擊電壓和電流干擾單片機(jī)。要想達(dá)到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的快速啟停、高精度步進(jìn)運(yùn)行從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的控制，則采用單

2、片機(jī)控制系統(tǒng)可將問題大大的簡化。不僅能簡化線路，降低成本，而且能大大的提高其可靠性。整個(gè)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡單，可靠，通過人機(jī)交互換接口可實(shí)現(xiàn)各功能設(shè)置，操作簡單，易于掌握。該系統(tǒng)可應(yīng)用于步進(jìn)電機(jī)在機(jī)電一體化控制等大多數(shù)場(chǎng)合。實(shí)踐證明，基于單片機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)比傳統(tǒng)的步進(jìn)控制器具有更好的性能，更加簡單、方便、可靠。本設(shè)計(jì)的主要研究對(duì)象就是開環(huán)伺服系統(tǒng)中最常用的執(zhí)行器件步進(jìn)電機(jī)。在這科技越來越發(fā)達(dá)的時(shí)代，人們對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的要求也越來越高。運(yùn)用單片機(jī)對(duì)其高精度和智能化控制一直備受關(guān)注，對(duì)其高新技術(shù)的開發(fā)持續(xù)不斷，單片機(jī)系統(tǒng)控制的研究具有很大的開發(fā)潛能，本控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，由硬件設(shè)計(jì)和軟

3、件設(shè)計(jì)兩部分組成。其中，硬件設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、鍵盤控制模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、數(shù)碼顯示模塊等功能模塊的設(shè)計(jì)，以與硬件電路在電路板上的實(shí)現(xiàn)。軟件設(shè)計(jì)包括主程序以與各個(gè)模塊的控制程序，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向與轉(zhuǎn)動(dòng)速度的控制，并且將步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度動(dòng)態(tài)顯示在LED數(shù)碼管上。本系統(tǒng)具有智能性、實(shí)用性與可靠性的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：AT89C51 步進(jìn)電機(jī)目錄摘要緒論1系統(tǒng)方案論證3系統(tǒng)基本功能3設(shè)計(jì)方案介紹3系統(tǒng)設(shè)計(jì)3硬件設(shè)計(jì)42.1 單片機(jī)系統(tǒng)42.1.1 AT89C51功能概述42.2 步進(jìn)電機(jī)122.2.1 步進(jìn)電機(jī)的分類122.2.2 步進(jìn)電機(jī)概述132.2.3 電機(jī)的工作原理152.

4、3 數(shù)碼管顯示電路192.4 鍵盤控制電路212.5 光電耦合器與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)222.6 顯示塊242.7 單片機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的接口電路圖26控制系統(tǒng)的軟件283.1程序設(shè)計(jì)思路283.1.1程序流程圖28仿真與調(diào)試34設(shè)計(jì)小結(jié)35附錄36參考文獻(xiàn)41感42 緒論步進(jìn)電動(dòng)機(jī)又稱脈沖電動(dòng)機(jī)或階躍電動(dòng)機(jī)，國外一般稱為Steppingmotor、Pulse motor或Stepper servo，其應(yīng)用發(fā)展已有約80年的歷史。步進(jìn)電機(jī)是一種把電脈沖信號(hào)變成直線位移或角位移的控制電機(jī)，其位移速度與脈沖頻率成正比，位移量與脈沖數(shù)成正比。步進(jìn)電機(jī)在結(jié)構(gòu)上也是由定子和轉(zhuǎn)子組成，可以對(duì)旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)動(dòng)速度進(jìn)行高精度控

5、制。當(dāng)電流流過定子繞組時(shí)，定子繞組產(chǎn)生一矢量磁場(chǎng)，該矢量場(chǎng)會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一角度，使得轉(zhuǎn)子的一對(duì)磁極磁場(chǎng)方向與定子的磁場(chǎng)方向一著該磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度。因此，控制電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)實(shí)際上就是以一定的規(guī)律控制定子繞組的電流來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。每來一個(gè)脈沖電壓，轉(zhuǎn)子就旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角，稱為一步。根據(jù)電壓脈沖的分配方式，步進(jìn)電機(jī)各相繞組的電流輪流切換，在供給連續(xù)脈沖時(shí)，就能一步一步地連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)一周的步數(shù)一樣，在不丟步的情況下運(yùn)行，其步距誤差不會(huì)長期積累。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，同時(shí)步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無累積誤差，

6、精度高，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可以在寬廣的頻率圍通過改變脈沖頻率來實(shí)現(xiàn)調(diào)速、快速起停、正反轉(zhuǎn)控制等，這是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最突出的優(yōu)點(diǎn)。正是由于步進(jìn)電機(jī)具有突出的優(yōu)點(diǎn)，所以成了機(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)國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。比如在數(shù)控系統(tǒng)中就得到廣泛的應(yīng)用。目前世界各國都在大力發(fā)展數(shù)控技術(shù)，我國的數(shù)控系統(tǒng)也取得了很大的發(fā)展，我國已經(jīng)能夠自行研制開發(fā)適合我國數(shù)控機(jī)床發(fā)展需要的各種檔次的數(shù)控系統(tǒng)。雖然與發(fā)達(dá)國家相比，我們我國的數(shù)控技術(shù)方面整體發(fā)展水平還比較低，但已經(jīng)在我國占有非常重要的地位，并起了很大的作用。除了在數(shù)控系統(tǒng)中

7、得到廣泛的應(yīng)用，近年來由于微型計(jì)算機(jī)方面的快速發(fā)展，使步進(jìn)電機(jī)的控制發(fā)生了革命性變革。優(yōu)點(diǎn)明顯的步進(jìn)電機(jī)被廣泛應(yīng)用在電子計(jì)算機(jī)的許多外圍設(shè)備中，例如打印機(jī)，紙帶輸送機(jī)構(gòu)，卡片閱讀機(jī)，主動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和存儲(chǔ)器存取機(jī)構(gòu)等，步進(jìn)電機(jī)也在軍用儀器，通信和雷達(dá)設(shè)備，攝影系統(tǒng)，光電組合裝置，閥門控制，數(shù)控機(jī)床，電子鐘，醫(yī)療設(shè)備與自動(dòng)繪圖儀，數(shù)字控制系統(tǒng)，工具機(jī)控制，程序控制系統(tǒng)以與許多航天工業(yè)的系統(tǒng)中得到應(yīng)用。因而，對(duì)于步進(jìn)電機(jī)控制的研究也就顯得尤為重要了。為了得到良好的控制性能，對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制的研究就一直沒有停止過，許多重大的技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。上世紀(jì)80年代以后，由于微型計(jì)算機(jī)以多功能的姿態(tài)出現(xiàn)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

8、的控制方式變得更加靈活多樣。原來的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)采用分立元件的控制回路，或者集成電路，不僅調(diào)試安裝復(fù)雜，要消耗大量元器件，而且一旦定型之后，要改變控制方案就一定要重新設(shè)計(jì)電路，不利于系統(tǒng)的改進(jìn)升級(jí)?；谖⑿蛦纹瑱C(jī)的控制系統(tǒng)則通過軟件來控制步進(jìn)電機(jī)，能夠更好地發(fā)揮步進(jìn)電機(jī)的潛力。因此，用微型單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)己經(jīng)成為了一種必然的趨勢(shì)，也符合數(shù)字化的時(shí)代發(fā)展要求。還比如為了適應(yīng)一些領(lǐng)域中高精度定位和運(yùn)行平穩(wěn)性的要求，出現(xiàn)的步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)，就包括振蕩器、環(huán)行分配器控制的細(xì)分驅(qū)動(dòng)、基于單片機(jī)斬波恒流驅(qū)動(dòng)、基于單片機(jī)的直流電壓驅(qū)動(dòng)三種常見驅(qū)動(dòng)方式，除上述三種步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方案之外，目前報(bào)道的驅(qū)動(dòng)

9、方案還有根據(jù)匯編語言或C語言進(jìn)行軟件開發(fā)，通過串行或并行通行的方式實(shí)現(xiàn)機(jī)與步進(jìn)電機(jī)控制器之間的數(shù)據(jù)通信，最終實(shí)現(xiàn)由PC機(jī)直接控制步進(jìn)電機(jī)的方法。但是在有些應(yīng)用場(chǎng)合，并不需要高精度的控制，而是需要在滿足一般工作要求的情況下，盡量使控制系統(tǒng)做到：系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡單，成本低；功能較為齊全；適應(yīng)性強(qiáng)；電機(jī)各種運(yùn)行狀態(tài)指示一目了然，操作方便；系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高等要求。本論文就是采用這個(gè)思路進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般步進(jìn)電機(jī)控制器都用硬件實(shí)現(xiàn)，雖然電路可以做到了高集成度，可價(jià)格較貴，功能相對(duì)較單一，并且設(shè)計(jì)要求有所改變，就得改變整個(gè)硬件電路，比較麻煩。而采用單片機(jī)的軟件和硬件結(jié)合進(jìn)行控制，運(yùn)用其強(qiáng)大的可編程和運(yùn)

10、算功能，充分利用單片機(jī)的各種資源，能靈活的對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)其不同模式、步數(shù)、正反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速等控制，如果需改變控制要求，一般只需改變軟件就能適應(yīng)新的環(huán)境，并且在本設(shè)計(jì)中利用動(dòng)態(tài)掃描技術(shù)，把顯示電路和鍵盤電路有機(jī)的結(jié)合起來，能做到一定的人機(jī)交換，而且為了抗干擾，提高可靠性，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。第一章 系統(tǒng)方案論證1.1 系統(tǒng)基本功能設(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)控制器。要求能從鍵盤上輸入步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)與啟停，并顯示轉(zhuǎn)數(shù)。具體要求如下：鍵盤設(shè)計(jì)09: 數(shù)字鍵。*：正逆轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)定完成后，按“*”啟動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。#：清除設(shè)定為正轉(zhuǎn)與轉(zhuǎn)數(shù)為00。A：設(shè)定正逆轉(zhuǎn)。按“A”鍵則LED指示燈亮，表示逆轉(zhuǎn)

11、，再按則LED只是等滅，表示正轉(zhuǎn)?？刂七^程送電時(shí)，設(shè)定為正轉(zhuǎn)，顯示器顯示為“00”。輸入轉(zhuǎn)數(shù)，顯示器顯示輸入的轉(zhuǎn)數(shù)，按“A”設(shè)定正逆轉(zhuǎn)，LED指示燈亮表示逆轉(zhuǎn)，LED指示燈滅表示正轉(zhuǎn)，然后按“*”步進(jìn)電動(dòng)機(jī)開始運(yùn)行。步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，顯示器減1，直至為00，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。1.2設(shè)計(jì)方案介紹根據(jù)功能設(shè)計(jì)的要求本設(shè)計(jì)采用AT89C51單片機(jī)系統(tǒng)控制運(yùn)用矩陣式鍵盤作為輸入控制端驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用74LS04和達(dá)林頓管，使步進(jìn)電機(jī)可在智能化程序控制下完成正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)定等各種操作。文中在單片機(jī)與驅(qū)動(dòng)器之間增加一級(jí)光電隔離?？墒共竭M(jìn)電機(jī)具有更高的性能,同時(shí)把數(shù)字電路與驅(qū)動(dòng)電路隔離開,避免了步進(jìn)電機(jī)運(yùn)

12、行時(shí)所產(chǎn)生的沖擊電壓和電流干擾單片機(jī)。1.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要想實(shí)現(xiàn)以上論述的功能只要通過P1口的鍵盤輸入并按一定的順序改變P0口輸出的脈沖信號(hào)，從而改變步進(jìn)電動(dòng)機(jī)四端通電的狀況，即可控制步進(jìn)電機(jī)依選定的方向步進(jìn)。同時(shí)通過顯示器同步的顯示相應(yīng)數(shù)據(jù)。依據(jù)以上描述可畫出控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖 1.1所示圖1.1 步進(jìn)電機(jī)控制器結(jié)構(gòu)框圖控制系統(tǒng)包括：鍵盤輸入模塊、顯示、指示模塊以與步進(jìn)電機(jī)控制與驅(qū)動(dòng)模塊。鍵盤輸入模塊主要完成數(shù)據(jù)輸入與控制輸入，顯示模塊完成轉(zhuǎn)數(shù)的顯示。步進(jìn)電機(jī)模塊主要是由單片機(jī)輸出控制碼到驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。第二章 硬件設(shè)計(jì)21單片機(jī)系統(tǒng) 2.1.1 AT89C51功能概述AT8

13、9C51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片含4K bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器PEROM和128bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，器件采用公司的高密度，非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片置通用8位中央處理器和FLASH存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大。此單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合。AT89C51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)部RAM，32個(gè)I/O口線，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)向量兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通訊口，置一個(gè)精密比較器，片振蕩器與時(shí)鐘電路，同時(shí)AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種

14、軟件可選的工作模式，空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行通信與中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的容，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。（1）引腳功能說明MCS-51是標(biāo)準(zhǔn)的40腳雙列直插式集成電路芯片，引腳排列請(qǐng)參見圖2.1：圖2.1 AT89C51的引腳圖VCC：電源電壓； GND：地；P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口寫1可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期

15、間激活部上拉電阻。在FLASH編程時(shí)，P0口接受指令字節(jié)，而在程序效驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，效驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。P1口：P1口是一個(gè)帶有部上拉電阻的8位雙向I/O口,P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng) （吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫1，通過部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)椴看嬖谏侠娮?，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉底時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。FLASH編程和程序效驗(yàn)期間，P1接收低8位地址。P2口：P2口是一個(gè)帶有部上拉電阻的8位雙向I/O口,P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng) （吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯們電路。對(duì)端口寫1，通過部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。

16、作輸入口使用時(shí)，因?yàn)椴看嬖谏侠娮?，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉底時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVXDPTR指令）時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVXRI）時(shí)，P2口線上的容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中R2寄存器的容），在整個(gè)訪問期間不改變。FLASH編程或效驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和其它控制信號(hào)。P3口：P3口是一個(gè)帶有部上拉電阻的8位雙向I/O口,P3的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng) （吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯們電路。對(duì)端口寫1，通過部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)椴看嬖谏侠?/p>

17、阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉底時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。P3口除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途是他的第二個(gè)功能，如下表所示：表1 P3口AT89C51特殊功能端口引腳功能特性P3.0RXD（串行口輸入）P3.1TXD（并行口輸入）P3.2INT0（外部中斷0）P3.3INT1（外部中斷1）P3.4T0（定時(shí)計(jì)數(shù)外部輸入0）P3.5T1（定時(shí)計(jì)數(shù)外部輸入0）P3.6(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通)P3.7(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通)P3口還接收一些用于FLASH閃速存儲(chǔ)器編程和程序效驗(yàn)的控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。其引腳一旦變成兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，所有的I/O口都將復(fù)位到1狀態(tài)，當(dāng)振蕩器正在工作時(shí)，持續(xù)兩

18、個(gè)機(jī)器周期以上高電平便可完成復(fù)位，每個(gè)機(jī)器周期為12個(gè)振蕩時(shí)鐘周期。EA/VPP：外部訪問允許，欲使CPU僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（0000HFFFFH），EA端必須保持低電平接地，需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位是部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接VCC端），CPU則執(zhí)行部程序存儲(chǔ)器中的指令。FLASH存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電源VPP，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓VPP。XTAL1：振蕩器反相放大器的與部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器輸出端（2）時(shí)鐘振蕩器AT89C51中有一個(gè)用于構(gòu)成部振蕩器的高增益反向放大器，引腳XTAL1和 XT

19、AL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋器件的片外石英晶體或瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路參見圖2.2。外接石英晶體或瓷振蕩器與電容 C1，C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對(duì)外接電容 C1，C2雖然沒有十分嚴(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，起振得難易程度與溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，推薦電容使用30PF10PF，而如使用瓷振蕩器建議選擇40PF10PF。圖 2.2 時(shí)鐘振蕩電路（3）復(fù)位電路計(jì)算機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行是都需要復(fù)位，使中央處理器CPU和系統(tǒng)中的其它部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。MCS-51的

20、復(fù)位輸入引腳RST為MCS-51提供了初始化的手段，可以使程序從指定處開始執(zhí)行，在MCS-51的時(shí)鐘電路工作后，只要RST引腳上出現(xiàn)超過兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，即可產(chǎn)生復(fù)位的操作。只要 RST保持高電平，則MCS-51循環(huán)復(fù)位。只有當(dāng)RST由高電平變低電平以后，MCS-51才從0000H地址開始執(zhí)行程序。本系統(tǒng)采用按鍵復(fù)位方式的復(fù)位電路。MCS-51單片機(jī)有一個(gè)復(fù)位引腳RST，它是施密特觸發(fā)輸入，當(dāng)振蕩器起振后，該引腳上出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期（即24個(gè)時(shí)鐘周期）以上的高電平。使器件復(fù)位，只要RST保持高電平，MCS-51保持復(fù)位狀態(tài)。此時(shí)ALE、/PSEN、P0、P1、P2、P3口都輸出高電平。

21、RST變?yōu)榈碗娖胶?，退出?fù)位，CPU從初始狀態(tài)開始工作。復(fù)位以后部寄存器的初始狀態(tài)為（SP=07，P0、P1、P2、P3為0FFH外，其它寄存器都為0。在RST復(fù)位端接一個(gè)電容至VccHE 一個(gè)電阻至Vss，就能實(shí)現(xiàn)上電自動(dòng)復(fù)位，對(duì)于CMOS單片機(jī)只要接一個(gè)電容至Vcc即可。如圖，在加電瞬間，電容通過電阻充電，就在RST端出現(xiàn)一定時(shí)間的高電平，只要高電平時(shí)間足夠長，就可以使MCS-51有效地復(fù)位。RST端在加電時(shí)應(yīng)保持的高電平時(shí)間包括Vcc的上升時(shí)間和振蕩器起振時(shí)間，Vcc上升時(shí)間若為10ms，振蕩器起振時(shí)間和頻率有關(guān)。10MHz時(shí)間約為1ms，1MHz時(shí)約為10ms，所以一般為了可靠地復(fù)位，

22、RST在上電時(shí)應(yīng)保持20ms以上的高電平。圖2.5中，RC時(shí)間常數(shù)越大，上電時(shí)RST端保持高電平的時(shí)間越長。當(dāng)振蕩頻率為12MHZ時(shí)，典型值為C=10uF,R=8.2k. 圖2-3上電復(fù)位電路（4）人工復(fù)位除上電自動(dòng)復(fù)位以外，常常需要人工復(fù)位，將一個(gè)按鈕開關(guān)并聯(lián)于上電自動(dòng)復(fù)位電路，按一下開關(guān)就RST端出現(xiàn)一段時(shí)間的高電平，即使器件復(fù)位。如圖所示圖2-4上電和開關(guān)復(fù)位而我們?cè)谶@次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中運(yùn)用的人工復(fù)位電路.其中電平復(fù)位是通過RST端經(jīng)電阻和電源Vcc接通而實(shí)現(xiàn)的，按鍵手動(dòng)電平復(fù)位電路如圖。當(dāng)時(shí)鐘頻率選用12MHz時(shí)，C選取10uF，R選擇1000歐。（5）上拉電阻的作用P0口沒有上拉電阻，故

23、作為普通IO口用的時(shí)候，須加上拉電阻。P2口部存在上拉電阻，但因?yàn)槠溆米骶仃囨I盤，為了得到較高的可靠性，故將其也再加上外部上拉。一般上拉電阻取值為1K-10K。阻值越小，能提供的上拉 能力也越強(qiáng)，但功耗也會(huì)隨之上升。晶體震蕩器電路如圖2-5所示，圖2-5晶體震蕩器電路圖（6）振蕩器特性XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片振蕩器。石晶振蕩和瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。（7）芯片擦除整個(gè)PEROM陣列和三個(gè)鎖定位

24、的電擦除可通過正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，AT89C52設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。因此在本次設(shè)計(jì)中用AT89C52來作為該系統(tǒng)的核心處理芯片。如圖2-6：AT89C52P3.4-P3.7接電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路P1.0-p1.7接數(shù)碼管段選端EA接+5vRe

25、set接復(fù)位電路X1,X2接晶振電路P2.0-p2.3接鍵盤控制電路P2.6,P2.7接數(shù)碼管位選端圖2-6AT89C52外圍電路圖（8）電源部分因?yàn)殡娐分械腁T89C52單片機(jī)的工作電壓是+5V，而步進(jìn)電機(jī)的工作電壓是+12V，根據(jù)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)要求與其技術(shù)指標(biāo)，結(jié)合本系統(tǒng)的功率要求與安裝方便實(shí)用，本實(shí)驗(yàn)用電容整流濾波再經(jīng)集成穩(wěn)壓管7805/7812后得到直流 +5V和+12V電壓。提供給AT89C52芯片、步進(jìn)電機(jī)與其他外圍電路。其硬件電路如下示：圖2-7 輸出+5V電壓圖2-8 輸出+12V電壓22步進(jìn)電機(jī)2.2.1步進(jìn)電機(jī)的分類步進(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。

26、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。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)來控制變的非常的簡單。正常情況下，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過的總角度和輸入的脈沖數(shù)成正比；連續(xù)輸入一定頻率的脈沖時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與輸入脈沖的頻率保持嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，不受電壓波動(dòng)和負(fù)載變化的影響。由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)能直接接收數(shù)字量的輸入，所以特別適合于微機(jī)控制。1.步進(jìn)電機(jī)依其構(gòu)造上的差異可分為三大類：(1)反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)(Variable Reluctance，簡稱VR)

27、反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是由軟磁材料制成的，轉(zhuǎn)子中沒有繞組。它的結(jié)構(gòu)簡單，成本低，步距角可以做得很小，但動(dòng)態(tài)性能較差。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)有單段式和多段式兩種類型；(2)永磁式步進(jìn)電機(jī)(Permanent Magnet，簡稱PM)永磁式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是用永磁材料制成的，轉(zhuǎn)子本身就是一個(gè)磁源。轉(zhuǎn)子的極數(shù)和定子的極數(shù)一樣，所以一般步距角比較大。它輸出轉(zhuǎn)矩大，動(dòng)態(tài)性能好，消耗功率小(相比反應(yīng)式)，但啟動(dòng)運(yùn)行頻率較低，還需要正負(fù)脈沖供電；(3)混合式步進(jìn)電機(jī)(Hybrid，簡稱HB)混合式步進(jìn)電機(jī)綜合了反應(yīng)式和永 磁式兩者的優(yōu)點(diǎn)?；旌鲜脚c傳統(tǒng)的反應(yīng)式相比，結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)子加有永磁體，以提供軟磁材料的工作點(diǎn)，而定子激磁

28、只需提供變化的磁場(chǎng)而不必提供磁材料工作點(diǎn)的耗能，因此該電機(jī)效率高，電流小,發(fā)熱低。圖2-9目前市場(chǎng)上所使用的工業(yè)用步進(jìn)電機(jī)，以混和式（HB型）最為普遍。2.2.2 步進(jìn)電機(jī)概述1.步進(jìn)電機(jī)的基本參數(shù)： （一）步進(jìn)電機(jī)的靜態(tài)指標(biāo)術(shù)語1、相數(shù)：產(chǎn)生不同對(duì)N、S磁場(chǎng)的激磁線圈對(duì)數(shù)。常用m表示。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-BC-C-CD-D-DA-A.3、步距角：對(duì)應(yīng)一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移用表示。=360度（轉(zhuǎn)子齒數(shù)*運(yùn)行拍數(shù)

29、），以常規(guī)二、四相，轉(zhuǎn)子齒為50齒電機(jī)為例。四拍運(yùn)行時(shí)步距角為=360度/（50*4）=1.8度（俗稱整步），八拍運(yùn)行時(shí)步距角為=360度/（50*8）=0.9度（俗稱半步）。4、定位轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在不通電狀態(tài)下，電機(jī)轉(zhuǎn)子自身的鎖定力矩（由磁場(chǎng)齒形的諧波以與機(jī)械誤差造成的）5、靜轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在額定靜態(tài)電作用下，電機(jī)不作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸的鎖定力矩。此力矩是衡量電機(jī)體積（幾何尺寸）的標(biāo)準(zhǔn)，與驅(qū)動(dòng)電壓與驅(qū)動(dòng)電源等無關(guān)。雖然靜轉(zhuǎn)矩與電磁激磁安匝數(shù)成正比，與定齒轉(zhuǎn)子間的氣隙有關(guān)，但過份采用減小氣隙，增加激磁安匝來提高靜力矩是不可取的，這樣會(huì)造成電機(jī)的發(fā)熱與機(jī)械噪音。（二）步進(jìn)電機(jī)動(dòng)態(tài)指標(biāo)與術(shù)語：1、步距角

30、精度：步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角的實(shí)際值與理論值的誤差。用百分比表示：誤差/步距角*100%。不同運(yùn)行拍數(shù)其值不同，四拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在5%之，八拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在15%以。2、失步：電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。稱之為失步3、失調(diào)角：轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差，采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)是不能解決的。4、最大空載起動(dòng)頻率：電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式、電壓與額定電流下，在不加負(fù)載的情況下，能夠直接起動(dòng)的最大頻率。5、最大空載的運(yùn)行頻率：電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式，電壓與額定電流下，電機(jī)不帶負(fù)載的最高轉(zhuǎn)速頻率。6、運(yùn)行矩頻特性：電機(jī)在某種測(cè)試條件下測(cè)得運(yùn)行中輸出力矩與頻率關(guān)系的曲線

31、稱為運(yùn)行矩頻特性，這是電機(jī)諸多動(dòng)態(tài)曲線中最重要的，也是電機(jī)選擇的根本依據(jù)。電機(jī)一旦選定，電機(jī)的靜力矩確定，而動(dòng)態(tài)力矩卻不然，電機(jī)的動(dòng)態(tài)力矩取決于電機(jī)運(yùn)行時(shí)的平均電流（而非靜態(tài)電流），平均電流越大，電機(jī)輸出力矩越大，即電機(jī)的頻率特性越硬。要使平均電流大，盡可能提高驅(qū)動(dòng)電壓，使采用小電感大電流的電機(jī)。7、電機(jī)的共振點(diǎn)：步進(jìn)電機(jī)均有固定的共振區(qū)域，二、四相感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)的共振區(qū)一般在180-250pps之間（步距角1.8度）或在400pps左右（步距角為0.9度），電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓越高，電機(jī)電流越大，負(fù)載越輕，電機(jī)體積越小，則共振區(qū)向上偏移，反之亦然，為使電機(jī)輸出電矩大，不失步和整個(gè)系統(tǒng)的噪音降低，一

32、般工作點(diǎn)均應(yīng)偏移共振區(qū)較多。8、電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制：當(dāng)電機(jī)繞組通電時(shí)序?yàn)锳-AB-B-BC-C-CD-D-DA時(shí)為正轉(zhuǎn)，通電時(shí)序?yàn)镈A-D-CD-C-BC-B-AB-A時(shí)為反轉(zhuǎn)。2.步進(jìn)電機(jī)的特征如下：1、一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的3%-5%，且不積累。 2、步進(jìn)電機(jī)外表允許的最高溫度。 步進(jìn)電機(jī)溫度過高首先會(huì)使電機(jī)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(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn)；一般來講，磁性材料的退磁點(diǎn)都在攝氏130度以上，有的甚至高達(dá)攝氏200度以上，所以步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏80-90度完全正常。3、步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)

33、時(shí)，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)；頻率越高，反向電動(dòng)勢(shì)越大。在它的作用下，電機(jī)隨頻率（或速度）的增大而相電流減少，從而導(dǎo)致力矩下降。4、步進(jìn)電機(jī)低速時(shí)可以正常轉(zhuǎn)動(dòng)，但若高于一定速度就無法啟動(dòng)，并伴有嘯叫聲。步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)技術(shù)參數(shù)：空載啟動(dòng)頻率，即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機(jī)不能正常啟動(dòng)，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情況下，啟動(dòng)頻率應(yīng)更低。如果要使電機(jī)達(dá)到高速轉(zhuǎn)動(dòng)，脈沖頻率應(yīng)該有加速過程，即啟動(dòng)頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機(jī)轉(zhuǎn)速從低速升到高速）。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以其顯著的特點(diǎn)，在數(shù)字化制造時(shí)代發(fā)揮著重大的用途。伴隨著不同數(shù)字化技術(shù)

34、的發(fā)展以與步進(jìn)電機(jī)本身技術(shù)的提高，步進(jìn)電機(jī)將會(huì)在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用2.2.3電機(jī)的工作原理1.步進(jìn)電機(jī)原理 步進(jìn)電機(jī)本質(zhì)上是一個(gè)數(shù)字角度轉(zhuǎn)換器。以三相電機(jī)為例, 其結(jié)構(gòu)原理見圖1。各相夾角為120的定子磁極上均勻分布了5個(gè)矩形小齒, 沒有繞組的轉(zhuǎn)子圓周上也均勻的分布著40個(gè)小齒（相鄰齒夾角為9）。利用電磁學(xué)的性質(zhì), 在某相繞組通電時(shí), 相應(yīng)的磁極產(chǎn)生磁場(chǎng), 與轉(zhuǎn)子形成磁路如此時(shí)定子的小齒與轉(zhuǎn)子的小齒沒有對(duì)齊, 則在磁場(chǎng)作用下, 轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度, 達(dá)到齒的對(duì)齊。在單三拍控制方式下, 若A相通電, B、C相不通電, 在磁場(chǎng)作用下使轉(zhuǎn)子齒和A相定子齒相對(duì)假設(shè)此時(shí)為初態(tài)并且令與A相中心對(duì)齊的轉(zhuǎn)子齒

35、為0號(hào)齒, 因?yàn)锽相與A相相差120，可知120/9=13 39, 不為整數(shù), 即此時(shí)轉(zhuǎn)子齒與B相不對(duì)齊, 只是13號(hào)齒靠近相的中心, 且相差3。如果此時(shí)突然變?yōu)锽相通電, 而A、C相都不通電, 那么, 13號(hào)齒會(huì)在磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)到與相中心對(duì)齊的位置, 這就是常說的走一步, 此時(shí),轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)了。這樣, 按照A一B一C一A順序通電次, 可以使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)9。那么步進(jìn)電機(jī)的步距角Q=(360/NZ)（式中N=MC為運(yùn)行拍數(shù)；M為控制繞組相數(shù)；C為狀態(tài)系數(shù), 單三拍或雙三拍時(shí)C=1, 單六拍或雙六拍時(shí)C=2為轉(zhuǎn)子齒數(shù)）。2直流電機(jī)的原理由直流電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)工作原理示意圖可以看到，直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)由 HYPE

36、RLINK :/baike.baidu /view/1620095.htm t _blank 定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)靜止不動(dòng)的部分稱為定子，定子的主要作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)，由機(jī)座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1058552.htm t _blank 電刷裝置等組成。運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的部分稱為轉(zhuǎn)子，其主要作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，是直流電機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的樞紐，所以通常又稱為電樞，由轉(zhuǎn)軸、電樞鐵心、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/962375.htm t _blank 電樞繞組、 HYPERLIN

37、K :/baike.baidu /view/1929.htm t _blank 換向器和風(fēng)扇等組成。直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)：電機(jī)要實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量變換，電路和磁路之間必須有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。所以旋轉(zhuǎn)電機(jī)具備靜止的和旋轉(zhuǎn)的兩大部分。靜止和旋轉(zhuǎn)部分之間有一定大小的間隙，稱為氣隙。靜止的部分稱為定子，作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)和作為電機(jī)的機(jī)械支撐。包括主磁極、換向極、機(jī)座、端蓋、軸承、電刷裝置等。旋轉(zhuǎn)部分稱為轉(zhuǎn)子或電樞，作用是感應(yīng)電勢(shì)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。包括電樞鐵心，電樞繞組，換向器、軸和風(fēng)扇等。定子部分：1、主磁極：也稱為主極。作用是產(chǎn)生氣隙磁場(chǎng)。2、換向極：也稱為附加極或間極。作用是改善換向。裝在主極之間。3、機(jī)座：由鑄鋼或厚鋼板焊

38、成。是電機(jī)的機(jī)械支撐。4、電刷裝置：將直流電壓、電流引入或引出的裝置。其組數(shù)與主極極數(shù)相等。轉(zhuǎn)動(dòng)部分：（轉(zhuǎn)子部分）1、電樞鐵心：主磁路的主要部分與嵌放電樞繞組，由硅鋼片迭壓而成。2、電樞繞組：由許多按一定規(guī)律聯(lián)接的線圈組成。用來感應(yīng)電勢(shì)和通過電流，是電路的主要部分。3、換向器：由許多彼此絕緣的換向片構(gòu)成。3步進(jìn)電機(jī)的特征：（1）高精度的定位： 步進(jìn)電機(jī)最大特征即是能夠簡單的做到高精度的定位控制。以5相步進(jìn)電機(jī)為例：其定位基本單位（分辨率）為0.72（全步級(jí)）/0.36（半步級(jí)），是非常小的；停止定位精度誤差皆在3分（0.05）以，且無累計(jì)誤差，故可達(dá)到高精度的定位控制。（步進(jìn)電機(jī)的定位精度是取

39、決于電機(jī)本身的機(jī)械加工精度）（2）位置與速度控制： 步進(jìn)電機(jī)在輸入脈沖信號(hào)時(shí)，可以依輸入的脈沖數(shù)做固定角度的回轉(zhuǎn)進(jìn)而得到靈活的角度控制（位置控制），并可得到與該脈沖信號(hào)周波數(shù)（頻率）成比例的回轉(zhuǎn)速度。（3）具定位保持力： 步進(jìn)電機(jī)在停止?fàn)顟B(tài)下（無脈波信號(hào)輸入時(shí)），仍具有激磁保持力，故即使不依靠機(jī)械式的剎車，也能做到停止位置的保持。（4）動(dòng)作靈敏： 步進(jìn)電機(jī)因?yàn)榧铀傩阅軆?yōu)越,所以可做到瞬時(shí)起動(dòng)、停止、正反轉(zhuǎn)之快速、頻繁的定位動(dòng)作。（5）開回路控制、不必依賴傳感器定位： 步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)構(gòu)成簡單，不需要速度感應(yīng)器（ENCODER、轉(zhuǎn)速發(fā)電機(jī)）與位置傳感器（SENSOR），就能以輸入的脈波做速度與

40、位置的控制。也因其屬開回路控制，故最適合于短距離、高頻度、高精度之定位控制的場(chǎng)合下使用。（6）中低速時(shí)具備高轉(zhuǎn)矩： 步進(jìn)電機(jī)在中低速時(shí)具有較大的轉(zhuǎn)矩，故能夠較同級(jí)伺服電機(jī)提供更大的扭力輸出。（7）高信賴性： 使用步進(jìn)電機(jī)裝置與使用離合器、減速機(jī)與極限開關(guān)等其它裝置相較，步進(jìn)電機(jī)的故障與誤動(dòng)作少，所以在檢查與保養(yǎng)時(shí)也較簡單容易。（8）小型、高功率： 步進(jìn)電機(jī)體積小、扭力大，盡管于狹窄的空間，仍可順利做安裝，并提供高轉(zhuǎn)矩輸出。（9）步進(jìn)電機(jī)的速度轉(zhuǎn)矩特性速度-轉(zhuǎn)矩特性取決于電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器，尤其與所搭配的驅(qū)動(dòng)器有著極大的影響；使用的驅(qū)動(dòng)器不同，特性上的差異也就會(huì)有明顯的不同。圖2-104.步進(jìn)電機(jī)速度

41、-轉(zhuǎn)矩特性曲線圖（圖2-10）說明：(1)激磁最大靜止轉(zhuǎn)矩：當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)脈沖速度等于0 Hz時(shí)，曲線與Y軸交接的點(diǎn)即稱為激磁最大靜止轉(zhuǎn)矩。也就是指電機(jī)在通電但無輸入脈沖信號(hào)的情況下，其所具備的保持轉(zhuǎn)矩即稱為激磁最大靜止轉(zhuǎn)矩。(2)脫出轉(zhuǎn)矩：又稱最大轉(zhuǎn)矩，為電機(jī)于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所能帶動(dòng)的最大負(fù)荷。(3)最大響應(yīng)頻率：在無負(fù)載、負(fù)荷慣性為0時(shí)，電機(jī)所能夠響應(yīng)之最快的速度。4)最大自起動(dòng)頻率：電機(jī)在無載的狀態(tài)下可以做到瞬時(shí)的起動(dòng)而不失步的速度謂之最大自起動(dòng)頻率。2.3數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì) 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)碼管顯示容單一，而液晶顯示器顯

42、示容豐富，因?yàn)橐壕б话愣际瞧叨伟俗值闹荒茱@示單一的容，而液晶顯示的容就很豐富；數(shù)碼管還比液晶顯示耗電，而且使用液晶也比使用數(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。2.3.1共陽數(shù)碼管簡介四位共陽數(shù)碼管的管腳分配如下圖2-11所示：圖2-11四位共陽數(shù)碼管管腳定義數(shù)碼管的管腳排列：從數(shù)碼管的正面觀看，左下角的那個(gè)腳為1腳，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

43、是A-11、B-7、C-4、D-2、E-1、F-10、G-5、DP-3。只有詳細(xì)的了解了數(shù)碼管的管腳定義，以與段選位選情況，我們才能通過編程對(duì)其正常的顯示進(jìn)行很好的控制。在本設(shè)計(jì)當(dāng)中采用了數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描的方式進(jìn)行顯示，下面我們對(duì)數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示作一詳細(xì)介紹。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)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)碼管都接收到一樣的字形碼，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

44、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。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)。在輪流顯示過程中，每位元數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為12ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象與發(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。2.3.2共陽數(shù)碼管電路圖本設(shè)計(jì)選用了數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì)，其段選的控制A、B、C、D、E、F、G、DP按照數(shù)碼管的簡介資料選用了

45、P 0口作為其控制端口，其位選部分由于單片機(jī)的控制端口輸出的電壓不足以直接點(diǎn)亮數(shù)碼管，所以在單片機(jī)控制端口和數(shù)碼管的位選控制端口加入了三極管，其具體的電路連接如圖2-12所示。圖2-12數(shù)碼管顯示電路2.4鍵盤控制電路鍵盤在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中能實(shí)現(xiàn)向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)、傳送命令等功能，是人工干預(yù)單片機(jī)的主要手段。鍵盤實(shí)質(zhì)是一組按鍵開關(guān)的集合。鍵盤所用開關(guān)為機(jī)械彈性開關(guān)，利用了機(jī)械觸點(diǎn)的合、斷作用。一個(gè)電壓信號(hào)在機(jī)械觸點(diǎn)的斷開、閉合過程中，都會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)，一般為510ms；兩次抖動(dòng)之間為穩(wěn)定的閉合狀態(tài)，時(shí)間由按鍵動(dòng)作所決定；第一次抖動(dòng)前和第二次抖動(dòng)后為斷開狀態(tài)。按鍵的閉合與否，反映在輸出電壓上就是呈現(xiàn)出

46、高電平或低電平。通過對(duì)輸出電平的高低狀態(tài)的檢測(cè)，便可確認(rèn)按鍵按下與否。在本設(shè)計(jì)中，高電平表示按鍵斷開，低電平表示按鍵閉合狀體。并且，為了能直觀形象的表示按鍵閉合與否，還為每個(gè)按鍵相應(yīng)增加了發(fā)光二極管，按鍵斷開時(shí)，發(fā)光二極管滅，當(dāng)有鍵閉合時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管變亮。為了確保單片機(jī)對(duì)一次按鍵動(dòng)作只確認(rèn)一次按鍵，必須消除抖動(dòng)的影響。消除按鍵抖動(dòng)通常采用硬件、軟件兩種方法。由于硬件消抖電路設(shè)計(jì)復(fù)雜，本設(shè)計(jì)中沒有采用，在此不再詳細(xì)敘述；軟件消抖適合按鍵較多的情況，方便簡單。其原理是在第一次檢測(cè)到有鍵按下時(shí)，執(zhí)行一段延時(shí)10ms的子程序后在確認(rèn)該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平，如果保持閉合狀態(tài)電平則確認(rèn)為真正

47、有鍵按下，從而消除了抖動(dòng)的影響。其原理圖如圖2-13所示：圖2-13鍵盤控制模塊原理圖2.5光電耦合器與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(1) 4N25光電耦合器光電耦合器是把發(fā)光器件和光敏器件組裝在一起，通過光線實(shí)現(xiàn)耦合，構(gòu)成電一光一電的轉(zhuǎn)換器件。將電信號(hào)送入光電耦合器輸入端的發(fā)光器件時(shí)，發(fā)光器件將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，光信號(hào)經(jīng)光接收器接收，并將共還原成電信號(hào)。由于輸出與輸入之間沒有直接的電氣聯(lián)系，信號(hào)傳輸是通過光耦合的，所以也稱為光電隔離器。其結(jié)構(gòu)如圖2.14圖2.14 光電耦合器機(jī)構(gòu)圖光電耦合器由發(fā)光源和受光器兩部分組成，并封閉在同一不透明的管殼由絕緣的透明樹脂隔開，發(fā)光源引出的管腳為輸入端，受光器引出的管腳為輸

48、出端.光電隅合器的發(fā)光源常用砷化鎵紅外發(fā)光二極管，受光器常用光電三極管、光敏晶閘管和光敏集成電路等。光電耦合器具有以下特點(diǎn)，首先其信號(hào)傳遞采取電一光一電的形式，發(fā)光部分和受光部分不接觸，因此具有很高的絕緣電阻，可以達(dá)到1010歐姆以上。并能承受2000伏以上的高壓，因而被耦合的兩個(gè)部分可以自成系統(tǒng)也不需要“共地”，絕緣和隔離性都很好，能夠避免輸出端對(duì)輸入端可能產(chǎn)個(gè)的反饋和干擾。其次光電耦合器的發(fā)光二極管是電流驅(qū)動(dòng)器件，動(dòng)態(tài)電阻很小，對(duì)系統(tǒng)外的噪音干擾信號(hào)形成低阻抗旁路，所以有很強(qiáng)的抑制噪音下擾能力。最后光電耦合器作為開關(guān)應(yīng)用時(shí)，具有耐用、可靠性高和速度快等優(yōu)點(diǎn)，響應(yīng)時(shí)間一般為數(shù)us以，高速型光

49、電耦合器的響應(yīng)時(shí)間有的甚至小于10ns。光電耦合器的用途很多，如作為高壓開關(guān)，信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換脈沖系統(tǒng)間的電平匹配以與各種邏輯電路等。 (2)在設(shè)計(jì)中為了抗干擾， 或避免一旦驅(qū)動(dòng)電路發(fā)生故障，造成功率放大器中的高電平信號(hào)進(jìn)入微型機(jī)而燒毀器件， 通常在驅(qū)動(dòng)器與微型機(jī)之間加一級(jí)光電隔離器。在XXXXXXX微型機(jī)與驅(qū)動(dòng)器之間增加一級(jí)光電隔離。當(dāng)P1.0輸出為1，發(fā)光二極管不發(fā)光，因此光敏三極管截止， 從而使達(dá)林頓管導(dǎo)通，A相繞組通電。反之，當(dāng)P1.0=0時(shí)，經(jīng)反相后，使發(fā)光二極管發(fā)光， 光敏三極管導(dǎo)通， 從而使達(dá)林頓管截止，A相繞組不通電。 圖2.15達(dá)林頓管達(dá)林頓管又稱復(fù)合管。它將二只三極管適當(dāng)?shù)倪B接

50、在一起，以組成一只等效的新的三極管。這等效于三極管的放大倍數(shù)是二者之積。在電子學(xué)電路設(shè)計(jì)中，達(dá)林頓接法常用于功率放大器和穩(wěn)壓電源中。 達(dá)林頓管廣泛應(yīng)用于音頻功率輸出。開關(guān)控制。電源調(diào)整。繼電器驅(qū)動(dòng)。高增益放大等電路中。繼電器驅(qū)動(dòng)電路與高增益放大電路中使用的達(dá)林頓管，可以選用不帶保護(hù)電路的中。小功率普通達(dá)林頓晶體管。而音頻功率輸出。電源調(diào)整等電路中使用的達(dá)林頓管，可選用大功率。大電流型普通達(dá)林頓晶體管或帶保護(hù)電路的大功率達(dá)林頓晶體管。 26顯示快2.6.1 74LS47的功能本設(shè)計(jì)采用74LS47作為七段數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)器。74LS47的功能用于將BCD碼轉(zhuǎn)化成數(shù)碼塊中的數(shù)字,通過它解碼，可以直接把

51、數(shù)字轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管的顯示數(shù)字，從而簡化了程序，節(jié)約了單片機(jī)的IO開銷。因此是一個(gè)非常好的芯片！但是由于目前從節(jié)約成本的角度考慮，此類芯片已較少用，大部份情況下都是用動(dòng)態(tài)掃描數(shù)碼管的形式來實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管顯示。74LS47譯碼器原理：譯碼為編碼的逆過程。它將編碼時(shí)賦予代碼的含義“翻譯”過來。實(shí)現(xiàn)譯碼的邏輯電路成為譯碼器。譯碼器輸出與輸入代碼有唯一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。74LS47是輸出低電平有效的七段字形譯碼器，它在這里與數(shù)碼管配合使用圖2.16 74LS47譯碼器2.6.2 7段LED顯示器結(jié)構(gòu)與原理7段LED顯示器由7個(gè)發(fā)光二極管組成顯示字段，并按“8”字形排列。 這7段發(fā)光管分別稱為a、b、c、d、e、f、

52、g，有的還帶有一個(gè)小數(shù)點(diǎn)dp，7段LED由此得名。將7段發(fā)光二極管陰極都連在一起， 稱為共陰極接法，當(dāng)某個(gè)字段的陽極為高電平時(shí)， 對(duì)應(yīng)的字段就點(diǎn)亮。共陽極接法是將LED顯示器的所有陽極并接后連到+5 V電源上，當(dāng)某一字段的陰極為0時(shí)，對(duì)應(yīng)的字段就點(diǎn)亮，如圖所示。圖2.17 7段LED顯示器結(jié)構(gòu)與原理顯示字符共陰極段選碼共陽極段選碼顯示字符共陰極段選碼共陽極段選碼03FHC0H466H99H106HF9H56DH92H25BHA4H67DH82H34FHB0H707HF8HLED段選碼和顯示字符之間的關(guān)系點(diǎn)亮LED顯示器有兩種方式：靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示, 下面以共陰極接法為例說明。LED靜態(tài)顯示方

53、式： 所謂靜態(tài)顯示就是將N位共陰極LED顯示器的陰極連在一起接地，每一位LED的8位段選線與一個(gè)8位并行口相連，當(dāng)顯示某一個(gè)字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管就恒定地導(dǎo)通或截止。所謂動(dòng)態(tài)顯示就是用掃描方式輪流點(diǎn)亮LED顯示器的各個(gè)位。 特點(diǎn)是將多個(gè)7段LED顯示器同名端的段選線復(fù)接在一起，只用一個(gè)8位IO控制各個(gè)LED顯示器的公共陰極輪流接地，逐一掃描點(diǎn)亮， 使每位LED顯示該位應(yīng)當(dāng)顯示的字符。恰當(dāng)?shù)剡x擇點(diǎn)亮LED的時(shí)間間隔(15 ms)，會(huì)給人一種視覺暫停效應(yīng)， 似乎多位LED都在“同時(shí)”顯示。2.7單片機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的接口電路圖由于步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流較大，所以微型機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的連接都需要專門的接口與驅(qū)

54、動(dòng)電路。驅(qū)動(dòng)器可用大功率復(fù)合管，也可以是專門的驅(qū)動(dòng)器?？傊?，只要按一定的順序改變P0口輸出的脈沖信號(hào)，從而改變步進(jìn)電動(dòng)機(jī)四端通電的狀況，即可控制步進(jìn)電機(jī)依選定的方向步進(jìn)。由于步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行時(shí)功率較大，可在微型機(jī)與驅(qū)動(dòng)器之間增加一級(jí)光電隔離器（一是抗干擾，二是電隔離。）以防強(qiáng)功率的干擾信號(hào)反串進(jìn)主控系統(tǒng)。電路圖如下所示：圖2.18 單片機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的接口電路圖第三章 控制系統(tǒng)的軟件3.1程序設(shè)計(jì)思路步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的軟件需要同時(shí)完成讀取鍵盤、處理鍵盤、控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)、控制數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示等任務(wù)，這就必須通過中斷技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。在本設(shè)計(jì)中，主程序采用查詢方式掃描鍵盤端口，檢測(cè)按鍵動(dòng)作是否發(fā)生，若有按鍵動(dòng)

55、作則處理鍵盤，根據(jù)按鍵值修改相應(yīng)參數(shù)值，實(shí)現(xiàn)鍵盤的實(shí)時(shí)處理功能。定時(shí)器0中斷服務(wù)程序控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)：根據(jù)當(dāng)前速度進(jìn)行計(jì)算并查表得到T0定時(shí)時(shí)間常數(shù)，設(shè)置TH0和TL0的值，達(dá)到對(duì)轉(zhuǎn)速精確控制的目的；根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制位的值，控制脈沖信號(hào)循環(huán)移動(dòng)的方向，達(dá)到對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制的目的。定時(shí)器1中斷服務(wù)程序用來完成數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示當(dāng)前轉(zhuǎn)速的任務(wù)。3.1.1程序流程圖（1）主程序流程圖步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的主程序在對(duì)整個(gè)系統(tǒng)初始化后主要完成讀鍵盤和處理鍵盤的功能，如圖3-1所示：圖3-1 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)主程序流程圖系統(tǒng)上電復(fù)位后，先調(diào)用初始化子程序，對(duì)步進(jìn)電機(jī)各端口，相關(guān)參數(shù)進(jìn)行初始化，設(shè)置T0、T1工作方

56、式控制字和時(shí)間常數(shù)。初始化完成后，步進(jìn)電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)，T0、T1定時(shí)器處于關(guān)閉狀態(tài)。然后循環(huán)調(diào)用讀鍵盤子程序和鍵盤處理子程序，等待中斷，以便實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制和轉(zhuǎn)速的動(dòng)態(tài)顯示。（2）讀鍵盤子程序流程圖讀鍵盤子程序流程圖如圖3-2所示：圖3-2讀鍵盤子程序流程圖首先初始化實(shí)際鍵值參數(shù)為0FH，然后掃描P2口，與初始值比較，相等則說明沒有鍵按下，不相等則軟件消抖，以便確認(rèn)是否真的有鍵按下。延時(shí)10ms后再次掃描P2口，第二次與初始值比較，若相等則表明前一次比較不相等是由抖動(dòng)產(chǎn)生；如果相等則表明確實(shí)有鍵按下。此時(shí)保存鍵值到臨時(shí)變量。接著第三次掃描鍵盤并與臨時(shí)變量比較，若相等則循環(huán)，這是為了確保每

57、一次按鍵只執(zhí)行一次相應(yīng)的處理程序。最后從臨時(shí)變量取出鍵值送實(shí)際鍵值參數(shù)，為鍵盤處理子程序做準(zhǔn)備。（3）鍵盤處理子程序流程圖按鍵處理子程序流程圖如圖3-3所示：圖3-3鍵盤處理子程序流程圖鍵盤處理子程序開始時(shí)要從存放實(shí)際鍵值的參數(shù)中取出剛讀取到的鍵值送到累加器A，依次判斷累加器A的低四位。若檢測(cè)到低電平，則說明與該位對(duì)應(yīng)的按鍵按下，從而轉(zhuǎn)到相應(yīng)的處理子程序段，完成相應(yīng)的操作，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能后返回。若沒有檢測(cè)到高電平，則返回。步進(jìn)電機(jī)的啟停控制通過啟停定時(shí)器0來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槎〞r(shí)器0控制著脈沖信號(hào)的輸出，關(guān)閉定時(shí)器0也就阻止了脈沖信號(hào)的輸出。（4）電機(jī)控制中斷程序流程圖定時(shí)器中斷0服務(wù)程序流程圖如圖3

58、-4所示：圖3-4定時(shí)器中斷0服務(wù)程序流程圖定時(shí)器中斷0服務(wù)程序的中斷時(shí)間由當(dāng)前的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定。進(jìn)入中斷程序后，首先要保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，再根據(jù)當(dāng)前速度進(jìn)行計(jì)算并查表得到T0定時(shí)時(shí)間常數(shù)，設(shè)置TH0和TL0的值。然后判斷轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制位的值，如果是0則控制脈沖信號(hào)循環(huán)左移并輸出，如果是1則控制脈沖信號(hào)循環(huán)右移并輸出。最后恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，返回，等待下次中斷。通過用當(dāng)前轉(zhuǎn)速控制中斷時(shí)間，控制了脈沖的輸出頻率，也就到達(dá)了控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度的目的；通過檢測(cè)方向控制位的電平，選擇脈沖信號(hào)的循環(huán)左移或循環(huán)右移，控制了步進(jìn)電機(jī)各引出端的接通順序，也就到實(shí)現(xiàn)了步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的控制。（5）數(shù)碼顯示中斷程序流程圖定時(shí)中斷1服務(wù)程序

59、流程圖如圖3-5所示：圖3-5定時(shí)中斷1服務(wù)程序流程圖數(shù)碼顯示中斷程序的定時(shí)時(shí)間為1ms。進(jìn)入中斷程序后，首先要保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，然后關(guān)閉個(gè)位數(shù)碼管，根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)速求出十位與個(gè)位的值。查表得到十位的字段碼送P1口，控制十位上的數(shù)碼管顯示。然后延時(shí)1ms，接著關(guān)閉十位數(shù)碼管，查表得到個(gè)位的字段碼送P1口，控制個(gè)位上的數(shù)碼管顯示。最后重新設(shè)置定時(shí)時(shí)間，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)并返回。第四章 仿真與調(diào)試1軟件測(cè)試步驟如下：（1）打開Keil軟件。（2）選擇file菜單下的 open design.選項(xiàng),建立一個(gè)工程（3）使用Debug進(jìn)行調(diào)試,用ISIS編譯過的HEX格式程序，下載到單片機(jī)中：右擊51單片機(jī)再左擊，再彈出的對(duì)

60、話框中，選擇program file文本框或單擊文件圖標(biāo)，瀏覽找到所編譯的程序。單擊確定。（4）單擊左下角運(yùn)行按鈕，進(jìn)行軟件仿真、調(diào)試，直到出現(xiàn)正確的結(jié)果。在通電前,一定要檢查電源電壓的幅值和極性,否則很容易造成集成塊損壞。加電后檢查各插件上引腳的電位,若在5V4.8V之間屬正常。若有高壓,聯(lián)機(jī)仿真器調(diào)試時(shí),將會(huì)損壞仿真器等,有時(shí)會(huì)使應(yīng)用系統(tǒng)中的集成塊發(fā)熱損壞。仿真中，只要按一定的順序改變P0口輸出的脈沖信號(hào)，從而改變步進(jìn)電動(dòng)機(jī)四端通電的狀況，即可控制步進(jìn)電機(jī)依選定的方向步進(jìn)。由于步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行時(shí)功率較大，可在微型機(jī)與驅(qū)動(dòng)器之間增加一級(jí)光電隔離器（一是抗干擾，二是電隔離。）以防強(qiáng)功率的干擾信號(hào)反