步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案與對(duì)策及對(duì)策

-.-.-可修編-可修編.步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)案設(shè)計(jì)專業(yè)：09機(jī)電一體化XX：樂治后學(xué)號(hào)：3指導(dǎo)教師：余德艷設(shè)計(jì)時(shí)間：2011.5.27-6.1步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)案設(shè)計(jì)一、概述是如此，于是基于P89C668單片機(jī)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)掌握系統(tǒng)的研發(fā)就成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題。二、硬件的選型本設(shè)計(jì)硬件選型包括步進(jìn)電動(dòng)機(jī)選型和P89C668單片機(jī)的選型，現(xiàn)對(duì)它們的特點(diǎn)和功能分別描述如下?！惨?、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介都有應(yīng)用。轉(zhuǎn)子的角位移的大小及轉(zhuǎn)速分別與輸入的電脈沖數(shù)及其頻率成正比眾多的領(lǐng)域中并得以不斷的進(jìn)展，并實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化和自動(dòng)化。低，為步進(jìn)電機(jī)的推廣應(yīng)用打下了良好的根底。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域格外廣泛，在機(jī)械、冶金、電力、電子、儀表、輕工，以至醫(yī)療、印刷等行業(yè)都有使用。例如：計(jì)算機(jī)的外設(shè)、等均有應(yīng)用。一般都用在工作難度較高，工作條件較差，或要求速度快、精度高的場(chǎng)合。隨著大功率器件品質(zhì)的提高，步進(jìn)系統(tǒng)正在穩(wěn)步進(jìn)入一般功率甚至大功率的工業(yè)領(lǐng)域。2、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有轉(zhuǎn)矩大，慣性小，響應(yīng)頻率高的優(yōu)點(diǎn)。另外還有以下特點(diǎn)：的變化、溫度動(dòng))的影響，只要在他們的大小未引起步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生“丟步”現(xiàn)象之前，就不影響其正常工作；步進(jìn)電機(jī)的步距角有誤差，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過肯定步數(shù)以后也會(huì)消滅累計(jì)誤差，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)以后，其累計(jì)誤差為“零掌握性能好。在起動(dòng)、停頓、反轉(zhuǎn)時(shí)不易“丟步。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通常不用反響就能對(duì)的機(jī)電一體化系統(tǒng)中，使系統(tǒng)簡(jiǎn)化，并牢靠地獲得較高的位置精度。承受直接數(shù)字掌握性能好。步進(jìn)電機(jī)是依據(jù)脈沖個(gè)數(shù)打算旋轉(zhuǎn)角度的，單片機(jī)只需測(cè)模塊，從而簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)。步進(jìn)電機(jī)的特征：優(yōu) 點(diǎn)不需要反響掌握，電路簡(jiǎn)潔簡(jiǎn)潔與微型機(jī)算計(jì)連接停頓時(shí)有保持轉(zhuǎn)矩維護(hù)便，價(jià)格廉價(jià)

缺 點(diǎn)效率低簡(jiǎn)潔引起失步有時(shí)發(fā)生震蕩現(xiàn)象步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有白鎖力量(變磁阻式)和保持轉(zhuǎn)距(永磁式)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)念H向應(yīng)快，易于起停、證反轉(zhuǎn)及變速。措施。3、步進(jìn)電機(jī)的工作原理分析機(jī)分別有3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)繞組，其他依此類推。繞組按肯定的通電挨次工作，這個(gè)通電挨次步距角轉(zhuǎn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)子發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。片機(jī)產(chǎn)生，其根本掌握式如下：相序掌握式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的通電換相挨次格依據(jù)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作式進(jìn)展一過程稱為脈沖安排?，F(xiàn)以四相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為例分析四相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作式：“拍”的意思是電：而從一種通電狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種通電狀態(tài)就叫作一“拍四相單四拍步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理，其實(shí)就是電磁鐵的工作原理。又環(huán)形安排器送來的脈沖信號(hào)，對(duì)定子繞組輪番通電，設(shè)先對(duì)A相繞組通電，B、C、D三相都不通電。由于磁通具有力圖沿磁阻最小路徑通過的特點(diǎn)，因此在A極四周的轉(zhuǎn)子就只受到徑向力的作用而無切線力，故轉(zhuǎn)矩為零，轉(zhuǎn)子被鎖定在這個(gè)位置上。此時(shí)B、C、D三相的定子齒則和轉(zhuǎn)子齒在不同的向各錯(cuò)丌360。／(k*m*z)的角度，其中k表示通電式，當(dāng)為單拍時(shí)取k=1，雙拍時(shí)取k=2；m為定子繞組的相數(shù)；z為轉(zhuǎn)子的齒數(shù)。隨后A相斷電，B相掌握繞組通電，則轉(zhuǎn)子就和B相定予齒對(duì)齊，轉(zhuǎn)子順時(shí)針向旋轉(zhuǎn)360。／(k*m*z)的角度。然后使B相斷電，C相通電，同理轉(zhuǎn)子又沿順時(shí)針向旋轉(zhuǎn)360。／(k*m*z)的角度。轉(zhuǎn)子就依據(jù)A—B—C—D—A……的旋轉(zhuǎn)挨次運(yùn)動(dòng)下去。四相雙四拍工作式原理當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)依據(jù)AB—BC—CD—DA—AB……的挨次通電，則就成了四相雙四拍工作式。其工作原理與四相單四拍一樣，此處不進(jìn)展具體說明。四相單雙八拍工作式原理當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)依據(jù)AB—BC—CD—DA—AB式。其工作原理為：當(dāng)A和B通電時(shí)轉(zhuǎn)子穩(wěn)定位置將會(huì)停留在A、B兩定子磁極對(duì)稱的中心2．轉(zhuǎn)向掌握式F轉(zhuǎn)；假設(shè)按相反的挨次通電換相，則電動(dòng)機(jī)就反轉(zhuǎn)。例如，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)從前的工作式為A—B—C—D—A…此時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)按順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。假設(shè)改為A—D—C—B—A…時(shí)，則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向與原來相反，即，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的通電掌握脈沖掌握。4、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)要使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)輸出足夠的轉(zhuǎn)矩等；驅(qū)動(dòng)電源可以是單電壓驅(qū)動(dòng)、凹凸電壓驅(qū)動(dòng)、高頻調(diào)壓驅(qū)動(dòng)、以及細(xì)分驅(qū)動(dòng)等。下面介紹幾種典型驅(qū)動(dòng)電路：阻要有較大的功率容量，并且開關(guān)管也要有較高的帶載力量。此種驅(qū)動(dòng)電路中的電阻較多，功率消耗大，電源的效率低。凹凸電壓驅(qū)動(dòng)電路，為了改善步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的頻率響應(yīng)，改善激磁電流的波形，一種法是提高電流上升時(shí)間段的激磁電壓，當(dāng)電流上升到肯定值后，再將激磁電壓減為額定值。化、芯片化。步進(jìn)電機(jī)掌握(包括掌握脈沖的產(chǎn)生和安排)也可以使用軟件法，即用單片機(jī)實(shí)要串電阻，電源功率損耗較小。斬波型驅(qū)動(dòng)電路，這種電路承受單一高壓電源供電，以加快電流上升速度，并通過對(duì)繞組電流的檢測(cè)，掌握功放管的開和關(guān)，使電流在掌握脈沖持續(xù)期間始終在規(guī)定值上下，來使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作?！捕?、單片機(jī)選型(8031和增加型8051)比較適合。因此，有必要對(duì)他們作簡(jiǎn)要介紹，以選擇其一?，F(xiàn)對(duì)8031作簡(jiǎn)要介紹。1、803l單片機(jī)介紹8031單片機(jī)是MCS-5l系列單片機(jī)的一種根本產(chǎn)品，現(xiàn)對(duì)其進(jìn)展簡(jiǎn)潔描述，如下：·8031單片機(jī)有一個(gè)8位的CPU，一個(gè)128字節(jié)RAM，21個(gè)特別功能存放器，4個(gè)8位并行I／0端口，1個(gè)全雙工異步串行端口，2個(gè)16位定時(shí)器／計(jì)數(shù)器，5個(gè)具有優(yōu)先級(jí)別的中斷源。·在803l外接一片程序存儲(chǔ)器后，就構(gòu)成了一個(gè)具有完整功能的微機(jī)應(yīng)用電路。8031的晶振頻率為12MHZ1μs，絕大多數(shù)指令執(zhí)行時(shí)間為1～2μs4μs?！ご缶植恐噶顬?字節(jié)或2字節(jié)，最長(zhǎng)3字節(jié)?！ご送?，8031所具有的乘除法指令，多種形式的位操作類指令和規(guī)律運(yùn)算指令也是獨(dú)具特色的。·8031單片機(jī)有4個(gè)存儲(chǔ)器空間，分別安排4種不同功用的存儲(chǔ)器：(1)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，集成于片，統(tǒng)一編址。(2)特別功能存儲(chǔ)器，集成于片，統(tǒng)一編址。(3)程序存儲(chǔ)器，安排在片外，單獨(dú)編址。(4)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，安排在片外，單獨(dú)編址。2、P89C668〔．描述P89C660／662／664／668單片機(jī)帶6KB／32KB／64KB／64KBFlash存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器既可并行編程也可以串行在系統(tǒng)編程(ISP)。 在實(shí)際的成型產(chǎn)品中可通過ISP升級(jí)用戶程序。在BootROM程序中，可通過一個(gè)默認(rèn)的串行下載器(UART)對(duì)Flash存儲(chǔ)器作ISP編程，而在FlashBootROM中的標(biāo)Flash(IAP)。該器件在6個(gè)時(shí)鐘期執(zhí)行一條指令，是傳統(tǒng)的80C51的兩倍。一個(gè)0TP構(gòu)造位讓用戶選擇傳統(tǒng)的12個(gè)時(shí)鐘期。其指令集和80C51一樣。它有四個(gè)8位I／0口，三個(gè)16位定時(shí)器／大事計(jì)數(shù)器，多中斷源，四個(gè)優(yōu)選級(jí)，可嵌套中斷構(gòu)造，一個(gè)增加型UART和片振蕩器以準(zhǔn)時(shí)序電路。P89C660／662／664／668增特性使其成為一個(gè)功能強(qiáng)大的單片機(jī)，為某些應(yīng)用供給FWMI／0和加／減計(jì)數(shù)，如汽車掌握。2．特點(diǎn)使用80C51中心處理單元，具有片可ISP和IAP編程的Flash存儲(chǔ)器，BootROM包括底層的Flash編程子程序用于經(jīng)過UART下載，可IAP編程，可用兼容87C51硬件接口的并行編程器編程。每個(gè)機(jī)器期612個(gè)時(shí)鐘期操作可選,在每個(gè)機(jī)器期6個(gè)時(shí)鐘期下速度高達(dá)20MHz相當(dāng)于40MHz性能在每個(gè)機(jī)器期12個(gè)時(shí)鐘期下速度高達(dá)33MHz。完全靜態(tài)操作，RAM可外部擴(kuò)展到64K字節(jié)，4個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，8個(gè)中斷源，4個(gè)8位I／O全雙工增加型UAIH包括楨錯(cuò)誤檢測(cè)和自動(dòng)地址識(shí)別。功耗模式掌握，包括時(shí)鐘可被中止和連續(xù)，空閑模式，掉電模式?？删幊痰臅r(shí)鐘輸出，兩個(gè)DPTR存放器，端口異步復(fù)位1，低EMI制止AIE，PC串行接口?？删幊痰挠?jì)數(shù)器陣列PCA，包括PWM和捕獲／比較兩局部，格外適合IPMI應(yīng)用。綜合以上可知，選擇增加型8051(P89C668)單片機(jī)較適合?，F(xiàn)對(duì)P89C668單片機(jī)的重點(diǎn)功能描述如下。38定時(shí)器／計(jì)數(shù)器O和1：2個(gè)16位定時(shí)器／計(jì)數(shù)器：定時(shí)器0和定時(shí)器1。兩者可配置成定時(shí)器或大事計(jì)數(shù)器。用作‘定時(shí)器’功能時(shí)，每經(jīng)過一個(gè)機(jī)器期，存放器加l。因此，可以將一個(gè)機(jī)器期看作計(jì)數(shù)期。由于一個(gè)機(jī)器期由6個(gè)振蕩期組成，所以，定時(shí)器的計(jì)數(shù)率為1／6振蕩頻率。用作‘計(jì)數(shù)器’功能時(shí)，每當(dāng)外部計(jì)數(shù)管腳，T0或T1，發(fā)生一次1到O的跳變，存放器加1。此功能中，外部輸入腳每個(gè)機(jī)器期被采樣一次。當(dāng)在一個(gè)期采樣為高而下一個(gè)期采樣為低時(shí)，計(jì)數(shù)值增加1。的計(jì)數(shù)值在檢測(cè)到跳變的期的下一期消滅在存放器中。由于識(shí)別1到0的跳變，要占用2個(gè)機(jī)器期(12個(gè)振蕩期)，因此最大計(jì)數(shù)速率為1／12器’或‘計(jì)數(shù)器’的選擇外，定時(shí)器0和定時(shí)器1還有4種工作模式可供選擇?！〞r(shí)器’和‘計(jì)數(shù)器’功能通過特別功能存放器TMOD的C/T位米選擇。兩個(gè)定時(shí)器／計(jì)4種工作模式，由TMOD(M1，M0)進(jìn)展選擇。〔三、ISP系統(tǒng)編程(ISP——InSystemProgrammingP89C668增加型8051單片機(jī)的特色之一。ISP是指電路板上的具有該功能的單片機(jī)〔例如：P89C668〕可以編程寫入最終用戶程序代碼，而不需要從電路板上取下該器件。同時(shí)，已經(jīng)編程的單片機(jī)也可以用：ISP式進(jìn)展擦除并可以實(shí)現(xiàn)再次編程。在ISP模式下得電時(shí)，可以進(jìn)展ISP操作，在ISP模式下單片機(jī)通過串行端口與外部主機(jī)如PC機(jī)或終端通信。單片機(jī)從主機(jī)接收命令和數(shù)據(jù)用于擦除和再編程代碼存儲(chǔ)區(qū)等等。當(dāng)ISP操作完畢時(shí)，應(yīng)重配置單片機(jī)這樣才能正常進(jìn)展下一次操作。ISP的工作，是通過兩個(gè)特別的存放器：BootVector引導(dǎo)向量和StatusByte狀態(tài)字節(jié)的配置來實(shí)現(xiàn)的。系統(tǒng)復(fù)位失敗時(shí)．MCLJ檢測(cè)StatusByte的容。假設(shè)StatusByte為0時(shí)，系統(tǒng)上電復(fù)位后執(zhí)行從地址0000h處開頭，用戶應(yīng)用程序當(dāng)StatusByte的容大于0時(shí)，BootVector的值作為執(zhí)行程序的地址高位字節(jié)，低位字節(jié)為00H。工廠的缺省設(shè)置是BootVector等于0FCH，也就是說，BootVector容工廠掩模ROM的ISPBootROM的地址為0FC00H，用BootROMBootVector留意：當(dāng)擦除StatusByte或BootVectorStatusByte后必需對(duì)BootVector在復(fù)位失敗時(shí)，bootloader在以下狀況下也會(huì)被執(zhí)行：PSENEAVIHP2.6和P2.7是高電平或是懸浮上電復(fù)位時(shí)ALE為高電或懸浮，非零的狀況一樣，這樣可以使系統(tǒng)正常執(zhí)行最終用戶程序，也可手工迫使系統(tǒng)進(jìn)入ISP操作。ISP的特性是可以使閃速EPROM通過串行端口進(jìn)展編程。ISP允使用較寬圍的波特率，而與振蕩頻率無關(guān)，因此可以通過檢測(cè)接收一個(gè)字符的時(shí)ISPU)到P89C668ISP固件能在接收到字符后自動(dòng)回應(yīng)?！?”表示文件完畢標(biāo)志。在P命令或數(shù)據(jù)。當(dāng)P89C668接收到一個(gè)記錄，記錄中的信息則在部貯存起來，并且完成校驗(yàn)和的計(jì)算。接收到整個(gè)記錄之后，才執(zhí)行表示記錄類型的操作。對(duì)于數(shù)據(jù)類型的記錄(記錄類型為00中的校驗(yàn)和相符，而且記錄中全部字節(jié)都被成功編程的狀況下，單片機(jī)才發(fā)送字符。三、 開發(fā)工具〔一、μVision2KeilC51μVision2KeilSoftware’Inc／KeilElektronikGmbH開發(fā)的基于80C51C編譯工具μVision2支持全部的Keil80C51C51編譯器、宏匯編器／定位器和目標(biāo)文件至Hex格式轉(zhuǎn)換器，μVision2可以自動(dòng)完成編譯、匯編、程序等操作?！捕?、μvision2μvision2forWindows：是一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境，它將工程治理、源代碼編輯和程序調(diào)試等組合在一個(gè)功能強(qiáng)大的環(huán)境中：C51國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化C穿插編譯器：從C源代碼產(chǎn)生可重定位的目標(biāo)模塊：A51宏匯編器：從80C51匯編源代碼產(chǎn)生可重定位的目標(biāo)模塊：BL51器／定位器：組合由C51和A51產(chǎn)生的可重定位的目標(biāo)模塊，生成確定目標(biāo)模塊：μvision2的軟件調(diào)試器：μvision2試。調(diào)試器包括一個(gè)高速模擬器，可以使用它模擬整個(gè)80C51系統(tǒng)，包括片上外圍器件和外部硬件。當(dāng)從器件數(shù)據(jù)庫(kù)選擇器件時(shí)，這個(gè)器件的屬性會(huì)被自動(dòng)配置：μvision2的硬件調(diào)試器：μvision2硬件調(diào)試器供給了幾種在實(shí)際目標(biāo)硬件上測(cè)試程序MON51Monit0r-51GDIμvisjon2調(diào)試器同類似于DP-51PR0單片機(jī)綜合仿真試驗(yàn)儀或者TKS系列仿真器的硬件系統(tǒng)相連接，通過μvision2的人機(jī)交互環(huán)境指揮連接的硬件完成仿真操作：LIB51庫(kù)治理器：從目標(biāo)模塊生成器可以使用的文件：OH51目標(biāo)文件至HEX格式的轉(zhuǎn)換器：從確定目標(biāo)模塊生成IntelHex文件：RTX-51實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)：簡(jiǎn)化了簡(jiǎn)單的實(shí)時(shí)應(yīng)用軟件工程的設(shè)計(jì)。〔三、ProtelDXP2004我們?cè)谧鲈O(shè)計(jì)的過程中，需要繪制大量的圖紙，以電路設(shè)計(jì)為例；完成一個(gè)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)就必需先把自己的思想用特有的語言 圖形表達(dá)出來就需要繪制出電原理圖印刷板圖、元件排列圖、阻焊劑圖、工藝說明、明細(xì)表、元件表等圖紙資料。而手工繪制這些圖紙需要花費(fèi)大量的時(shí)間，并且要修改這些圖紙也格外的繁瑣，還很簡(jiǎn)潔消滅不必要的錯(cuò)誤，工作效率極其的低現(xiàn)在我們可以將以上圖紙用計(jì)算機(jī)來進(jìn)展設(shè)計(jì)治理工作效率和質(zhì)量有了大幅度的提高。下面來分別談?wù)揚(yáng)rotelDXP2004的優(yōu)點(diǎn)和功能和一般使用法。ProtelDXP2004的優(yōu)點(diǎn)和功能：格外簡(jiǎn)潔修改，尤其式印刷幅員。設(shè)計(jì)好印刷幅員后，可以自動(dòng)生產(chǎn)元件排列圖，焊接劑圖。改印刷板圖，使用這項(xiàng)功能比人工校對(duì)可提高效率一百多倍。隨時(shí)可以通過打印機(jī)得到抱負(fù)的圖紙。設(shè)計(jì)完電路后就需要制作其他的設(shè)計(jì)文檔。如：工藝說明、明細(xì)表、元件表等。我們雖然也可以用WPS等工具將其打印出來，但不能滿足規(guī)化的文檔要求。由于在艦化的文檔當(dāng)中，有擬制、審核、工藝、描圖、校對(duì)等小欄目。它們的位置、字體、大小各有異同。而WPS等軟件要想一模一樣地打印出來是小可能的。入圖形和連接數(shù)據(jù)庫(kù)，排版功能也格外有限。四、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)〔一、概述本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)硬件總體上分為三大塊：通信接口和ISP功能電路設(shè)計(jì)；鍵盤與為驅(qū)動(dòng)電路局部效勞的。它們的構(gòu)造框圖如下所示：圖4．1硬件系統(tǒng)構(gòu)造框圖〔二ISPISPISP模式下，不需要特定的振蕩頻率產(chǎn)生波特率或編程脈沖時(shí)序，用戶需要供給應(yīng)P89C668P89C668的在系統(tǒng)編程是通過標(biāo)準(zhǔn)RS-232C串口來完成的，它是一種嵌的在線可編程，只需要增加少量的電路板面積和元件。因此只要微機(jī)配備了RS-232C串口，就可以直接通ISP功能的單片機(jī)系統(tǒng)和一般單片機(jī)系RS-232C串口的設(shè)計(jì)上做一下小的變動(dòng)即可，ISP，用到了5個(gè)管腳：TXD，RXD，Vss，Vcc和Vpp，對(duì)于P89C668來說，Vpp=5V，其硬件原理電4.11、電路原理和器件選擇在這里列出圖中的主要器件名稱及其在電路中的主要功能：P89C668：?jiǎn)纹瑱C(jī)，掌握發(fā)光二極管的輸入，產(chǎn)生肯定時(shí)間的延時(shí)。MAX232：?jiǎn)纹瑱C(jī)串口的電平轉(zhuǎn)換芯片，它的部構(gòu)造也是達(dá)林頓的，特地用來驅(qū)動(dòng)繼電器的芯片，其含有反電動(dòng)勢(shì)的二極管。2.接口信號(hào)MAX232是異步串行通訊中應(yīng)用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)總線，它包括了按位串行傳輸?shù)碾姎夂蜋C(jī)械面的規(guī)定，適用于數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備(DCE)之問的接口，其中DTE主要包DCE的典型代表是調(diào)制解調(diào)器(MO—DEM)。3.電氣特性MAX2320”的電平高于-3V，規(guī)律“1”的電平低于+3V；對(duì)于掌握信號(hào)，接通狀態(tài)(0N)即信號(hào)有效的電平高于+3V，斷開狀態(tài)(OFF)即信號(hào)無效的電平低于-3v．因此，實(shí)際工作時(shí)，應(yīng)保證電平在+3V到±15V之間。ULN2003的輸出端允通過IC電流200mA，飽和壓降VCE約1V左右，耐壓約為36V。用動(dòng)繼電器或固體繼電器(SSR)。外接掌握器件，也可直接驅(qū)動(dòng)低壓燈泡。OSC12MHz的立式晶振。LEDl~LED4：發(fā)光二極管，用來顯示步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)。RI~R3：限流電阻，防止發(fā)光二極管過流燒毀。阻值330歐。4、地址安排和連接在此僅列出設(shè)計(jì)中單片機(jī)與各個(gè)模塊管腳的連接。TxD：MAX232的11引腳，MAX232的TTL電平輸入引腳，連接單片機(jī)的TXD，TTL串口輸入信號(hào)。RxD:MAX232的12引腳，MAX232的TTL電平輸出引腳，連接單片機(jī)的RXD，TTL串口輸入信號(hào)。2的142的22的D，RS-232〔三、鍵盤和顯示電路設(shè)計(jì)斷開狀態(tài)，當(dāng)鍵按下時(shí)才閉合(短路)。消滅鍵抖動(dòng)的狀況，在此不予爭(zhēng)論。盤，單片機(jī)對(duì)它的掌握通常有以下幾種式：程序掌握掃描式，即利用程序連續(xù)地對(duì)鍵盤進(jìn)展掃描。定時(shí)器掃描式，即單片機(jī)定時(shí)地對(duì)鍵盤進(jìn)展掃描。中斷掃描式，即鍵按下引起中斷后，單片機(jī)對(duì)鍵盤進(jìn)展掃描。的運(yùn)行結(jié)果和運(yùn)行狀態(tài)等，設(shè)計(jì)中承受二極管來顯示各種不同狀況下相應(yīng)的運(yùn)行和掌握狀I(lǐng)SP3．2鍵盤和顯示電路原理圖。(S1～S4)來掌握顯示器件——發(fā)光二極管的狀態(tài)。電路原理和器件選擇在這里列出和本設(shè)計(jì)相關(guān)的關(guān)鍵局部的器件名稱及其在電路中的主要功能。P89C668：?jiǎn)纹瑱C(jī)，掌握鍵盤的電平輸出。LED0～LED3：發(fā)光二極管，用于顯示鍵盤的輸入狀態(tài)。ULN2003A：該芯片包含多個(gè)高電壓的有用型達(dá)林頓管，還封裝了一系列的電阻器，部電路圖如圖3．3所示。圖3.3ULN2003As1～s4：S1、S2是兩個(gè)帶有自鎖功能的按鈕，SlS3、S4是兩個(gè)點(diǎn)動(dòng)開關(guān)。2.地址安排和連接。P1.4～P1.7：與獨(dú)立的鍵盤的輸出管腳相連，掌握和檢測(cè)鍵盤的輸入。P1.0～P1.3：接上拉電排阻，掌握獨(dú)立鍵盤的掃描線處于高電平。S1～S4：S1是與P1.4P1.42是與5為高電尋常，發(fā)光二極管循環(huán)閃耀和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)；S3與P1.6用來掌握步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的加速，同時(shí)二極管指示，當(dāng)P1.6為低電尋常，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)加速轉(zhuǎn)動(dòng)；S4是與P1.7相連用來掌握P1.7為低電尋常，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)減速轉(zhuǎn)動(dòng)?！菜摹⒉竭M(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)定位。典型的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)掌握系統(tǒng)主要由三局部組成：1.步進(jìn)掌握器，由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。驅(qū)動(dòng)器，把單片機(jī)輸出的脈沖加以放大，以驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。是執(zhí)行元件，用于帶動(dòng)其他的工作元件來完成所需要的功能。上述的三局部在我們?cè)O(shè)計(jì)的過程中都集成到了芯片之中，是由芯片來進(jìn)展掌握的，ISP可以直接下載。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖見附錄3.4圖。設(shè)計(jì)的過程中用到了TLP521—4芯片。電路原理和器件選擇在這早列出和本電路有關(guān)的、關(guān)鍵局部的器件名稱及其在電路中的主要功能：P89C668：?jiǎn)纹瑱C(jī)，通過ULN2003對(duì)光電耦合器進(jìn)展掌握。ULN2003A：使單片機(jī)串口的電平轉(zhuǎn)換芯片。TLP521—4：光電耦合器。它將微機(jī)系統(tǒng)與各種傳感器、開關(guān)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)從電氣上隔離CTR，應(yīng)留意通常其值為0.2～0.9。輸入數(shù)字信號(hào)供給肯定的電流(5—10mA)時(shí)，光電隔離器才會(huì)把放大的數(shù)字電平輸出。光電隔離器聯(lián)結(jié)時(shí)應(yīng)留意信號(hào)『F負(fù)規(guī)律。光電隔離器的輸入、輸出端兩個(gè)電源必需單獨(dú)供電，否則，假設(shè)使用同一電源外部干擾信號(hào)可通過電源串到系統(tǒng)中來。光電隔離器的工作原理是：當(dāng)它的發(fā)光二極管工作時(shí)，光電管受光的影響有電流通過，增、減變化的光信號(hào)。部構(gòu)造如圖3.5所示。圖3—5TLP521-4P89C668單片機(jī)的P0.0～P0.3連接驅(qū)動(dòng)芯片ULN2003的輸入口INl～I(xiàn)N4。當(dāng)P0.0口消滅高電尋常，通過ULN2003轉(zhuǎn)換芯片掌握U4，發(fā)光二極管發(fā)光，光電晶體管導(dǎo)通，進(jìn)而掌握步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)。其他端口均如此?！参濉⑾到y(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)總圖此系統(tǒng)硬件電路圖是我們?cè)O(shè)計(jì)的總圖，包括上述各局部的硬件電路：ISP硬件電路圖，8051五、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)〔一、系統(tǒng)的軟件構(gòu)成在顯示電路中顯示出來。本設(shè)計(jì)的軟件局部由鍵盤和顯示電路的軟件設(shè)計(jì)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)掌握的軟件設(shè)計(jì)兩大局部構(gòu)成。系統(tǒng)構(gòu)造框圖可表示為：鍵盤掃描鍵盤掃描P89C668單片機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)程序鍵盤顯示圖4．1系統(tǒng)構(gòu)造框圖現(xiàn)對(duì)框圖中各局部的功能作簡(jiǎn)要分析：P89C668發(fā)出，處理等。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊程序：步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)是靠脈沖驅(qū)動(dòng)，單片機(jī)每一個(gè)脈沖，步進(jìn)發(fā)生變化。和掌握整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)位，從而最終掌握步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。鍵盤顯示功能：是指通過顯示器(本設(shè)計(jì)中應(yīng)用發(fā)光二極管)的亮與滅來提示，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的起、停、正、反轉(zhuǎn)，加、減速等的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?！捕⑾到y(tǒng)軟件流程圖及其說明軟件的設(shè)計(jì)主要是掌握步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即掌握單片機(jī)發(fā)送的驅(qū)動(dòng)脈沖的發(fā)送頻率。可承受下面兩種法實(shí)現(xiàn)：①承受軟件定時(shí)，②承受硬件定時(shí)種法。主程序流程圖如以下圖所示：開頭開頭調(diào)用鍵盤掃描否QD=1?電機(jī)停轉(zhuǎn)是電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)JK=1?是加大定時(shí)初值否JM=1?是減小定時(shí)初值否圖4．1主程序流程圖主程序流程圖的說明：程序開頭，按K1，K2，K3，K4挨次逐步進(jìn)展掃描，推斷是否有按鍵按下。置狀態(tài)位，通過對(duì)P89C668端口的掌握，假設(shè)P1口有按鍵按下，即使其保持低電平，則相應(yīng)的P0口掌握的步進(jìn)電機(jī)的線圈通電，使步進(jìn)電機(jī)開頭轉(zhuǎn)動(dòng)。假設(shè)P1口沒鍵按下，則P0口線圈無電流通過，此時(shí)步進(jìn)電機(jī)停頓轉(zhuǎn)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)掌握程序在中斷中進(jìn)展，此時(shí)不與考慮，下文有特地的介紹。推斷是否進(jìn)入步進(jìn)電機(jī)的加減速狀態(tài)，程序通過轉(zhuǎn)變每次進(jìn)入中斷時(shí)，轉(zhuǎn)變定時(shí)初值到達(dá)加速目的。減速也與此理論一樣。入口N入口NP1.4=1YQD=0QD=1NP1.5=1YZX=0ZX=1P1.6=0YN延時(shí)消JK=1NP1.7=0返回Y延時(shí)JM=1返回主程圖4.2鍵盤掃描程序流程圖鍵盤掃描程序流程圖說明：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)掌握讀取P1