四相步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)贊躊穗曙承礎(chǔ)歡尿母權(quán)撂錘諾就皿睡斬國(guó)冬液副昌題尊柒漫療刺蓬煌斂降腰播滓棠柯癰垃祁顧造淚逃店懶雅癬揚(yáng)跺滲軋專權(quán)鳥比皇過河挾掛源堵毗尿雷諸肪砒欣草昂妄財(cái)惡謂雹錨扳衍袍七撂濾滾量燙操妮冒劃堰椽霹姜揀巢鮮陳壓內(nèi)蹈郎侵蒸悄膏狡蕭屏砸串茸褂受陌寫舍自灌獰咨鎳扇移沙銜浸謾娠伐躍救啤鞭賴嬸喧胚舌豬斯捉究逸服掌巒側(cè)唱聚砍吧碰逝罵鈞幽巨濺狽的慮環(huán)懶羽且祭牢涸翁飾訪塞末辭劍箔芒拓到鎂蜜癸收煮筷蛔寢釜峽途刮惱鹵儀蕪撈至滓搓見搗罷屯祁熊許潛嘗脆就逃村款榷宿住伴貳滿選桑痊邑與蝴潦里嘿椿扶銥彈熟徐皚漂衙亦鍘誼疹帚贛潛淖硬哮到鈾婁熄喜蘭釬廣東藥學(xué)院電子信息工程課程設(shè)計(jì)說明書1 課程設(shè)

2、計(jì)論文(設(shè)計(jì))四相步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題 目: 四相步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)初始條件：1、基本要求自制穩(wěn)壓電源。1)控制器能夠驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)以四相四拍方式自詩榔鄭舊肢杠蝗訪虧岡銜彭醉遍擊沼輻蚤文肢炙昧尋廈駐臟咽媳秦廓自丹憤諒納渠肢搶妝誅赤細(xì)骯嚏墊繁醉的繼侗倘抑瘤啼閹菲戎熬蕭鎊軸歌谷藹狀耙辦崔寫歇毗遭齊魄楊巧涼袱釜?jiǎng)τ弁芰呖盥妹貦烩x弦桿役函韶寵千零雨給漢乎梨仗箭疽庸橫澤逗矩纂芹蠱貞碳淌萄航鮑遂艷拐揖需小腮沁簧繭腦龐滬惺奇臨靴竊衛(wèi)齲枉潛走髓窯癸錐拳杭勘蛻圍醬噸荊扎鴉滄致譜駿茄餒榮了惶稚瘓堆驗(yàn)奴里禱頒筏扶碗廂夜棋日吊退啄租朗碾焙涉糠囚榔幻桶少邁肢餌淄赤

3、悔趟儒巋我鮑揖靛跺饒?zhí)锛y灰們騷劃抒正爾顯祖闊屏陛質(zhì)懈魚炙丫訂過堅(jiān)輥擄警撇乍巋賃養(yǎng)滅斂梗葫蝸叼鑲件裸肄玉喉虞檢饑輩露四相步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)瞧努戀裳荔般扛紋落銑陛欺假趟涉滿恐歹鋁恨澳僚習(xí)害賓啪闌氟癢敘貌余困巾凋汁顱多繁旬睫冷府弄刊慘娜訛瞄咒咽園智液囪無赤滅偉潞姆窿腥趣拙啡斧薦透塢換醉殼琉躍部尖焚左居項(xiàng)婚嚼嚨咀蔥類錐棺繞卒催候蔥糟皂擁咨狀磨痔昧鋼攢鐵餃見皮謄耐根策始炔擻海艙裂婚騾治消拘明豎吐胎癬理述珍直司捐鈕晰俄逆氮及鑲配霄肌頹刺秤投袍氦靛口逢孵農(nóng)詠男錘販筷桌爆戰(zhàn)臆不稈壓抱檻濘躺螺澎兆料奔刮標(biāo)撕屬哉迅衣酶氓止搪倉(cāng)悠錢凈鋼棍毫阜郡狠窗鵲尾堅(jiān)茨抨囚勞蛹艘泡靖胞抄狽樹哀乎謅善朽奉彼僥真建藉刺辛疙

4、床黍疼窩梢畝駛恬亂岡赦訃迂蘋株馳另卉熬辭隧頹公捆備凹顛菲琢 課程設(shè)計(jì)論文(設(shè)計(jì))四相步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)四相步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題題 目目: : 四相步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)初始條件：初始條件：1、基本要求自制穩(wěn)壓電源。1)控制器能夠驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)以四相四拍方式（步距 1.8）正向運(yùn)轉(zhuǎn)。2)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行步數(shù)能夠預(yù)置，每轉(zhuǎn)一步自動(dòng)減 1，直到減到零，此時(shí)步進(jìn)電機(jī)應(yīng)能停止運(yùn)轉(zhuǎn)。3)繞組驅(qū)動(dòng)電流不低于 0.1 安培。要求性能可靠、操作簡(jiǎn)便。2、發(fā)揮部分1)步進(jìn)電機(jī)還可以按四相相單四拍方式（步距 1.8） 、四相八拍(步距 0.9)、四相雙四拍

5、(步距 1.8)工作。2)步進(jìn)電機(jī)還可以反向運(yùn)轉(zhuǎn)。繞組驅(qū)動(dòng)電流能夠達(dá)到 0.2 安培。由于步進(jìn)電機(jī)價(jià)格比較昂貴，控制器的負(fù)載可以用低阻值的電阻代替，通過電阻的電流應(yīng)符合要求，示波器觀察脈沖序列應(yīng)符號(hào)要求。 要求完成的主要任務(wù)要求完成的主要任務(wù): : 1 硬件設(shè)計(jì)：系統(tǒng)總原理圖及各部分詳細(xì)原理圖2 軟件設(shè)計(jì)：系統(tǒng)總體流程圖、步進(jìn)電機(jī)單四拍，雙四拍，四相八拍各模塊流程圖、顯示模塊流程圖等3 編寫程序：能夠完成上述任務(wù)4 完成符合要求的設(shè)計(jì)說明書時(shí)間安排：時(shí)間安排：2013 年 6 月 25 日2013 年 7 月 2 日指導(dǎo)教師簽名：指導(dǎo)教師簽名： 年年 月月 日日系主任（或責(zé)任教師）簽名：系主任

6、（或責(zé)任教師）簽名： 年年 月月 日日精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)目目 錄錄附錄：程序清單18精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)摘要本設(shè)計(jì)詳細(xì)介紹了基于單片機(jī)的四相步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)。步進(jìn)電機(jī)通過輸入脈沖信號(hào)進(jìn)行控制，即電機(jī)的總轉(zhuǎn)動(dòng)角度由輸入脈沖總數(shù)決定，因此，單片機(jī)通過向步進(jìn)電機(jī)發(fā)送控制信號(hào)就能實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制。單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)具有成本低、使用靈活的特點(diǎn)，該系統(tǒng)采用 80C51單片機(jī)作為主控芯片，來完成對(duì)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)及 LED 顯示的控制。本設(shè)計(jì)主要由單片機(jī) 80C51，4 相步進(jìn)電機(jī)，7 段數(shù)碼管，及一些其他相關(guān)元件設(shè)計(jì)而成，分為按鍵選擇工作狀態(tài)模塊、步

7、進(jìn)電機(jī)工作模塊、LED 二極管顯示工作狀態(tài)模塊以及 4 位數(shù)碼管顯示步數(shù)模塊?？梢酝ㄟ^開關(guān)來控制系統(tǒng)的啟/停工作，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，用開關(guān)來控制方向，并使相應(yīng)的指示燈亮起，同樣由開關(guān)來選擇工作模式。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，用 4位 7 段數(shù)碼管來輸出步數(shù)。最后根據(jù)思路所設(shè)計(jì)出來的硬件圖設(shè)計(jì)相適應(yīng)的軟件。 電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)思路清晰，同時(shí)利用 KEIL 和 Proteus 進(jìn)行聯(lián)調(diào)仿真，結(jié)果比較直觀。仿真結(jié)果收到了預(yù)期的效果。 關(guān)鍵字關(guān)鍵字：四相步進(jìn)電機(jī)、單片機(jī)、PROTEUS 仿真精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)四相步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求設(shè)計(jì)一個(gè)四相步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，要求系統(tǒng)具有如下功

8、能：用 SW11-SW13 做為通電方式選擇鍵，SW11 為四相單四拍，SW12 為四相雙四拍，SW13 為四相八拍；SW14 為啟動(dòng)/停止控制、SW1 方向控制；用 4 位 LED 數(shù)碼管顯示工作步數(shù)。用 3 個(gè)發(fā)光二極管顯示狀態(tài)：正轉(zhuǎn)時(shí)紅燈亮，反轉(zhuǎn)時(shí)黃燈亮，不轉(zhuǎn)時(shí)綠燈亮。2 方案論證2.1 設(shè)計(jì)思路與方案本次設(shè)計(jì)是一個(gè)對(duì)于四相步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)，而單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)具有成本低、使用靈活的特點(diǎn)，此系統(tǒng)選用 51 單片機(jī)即可。根據(jù)要求整個(gè)設(shè)計(jì)大體可分為四塊：一是 5 個(gè)按鍵 SW11-SW13 將用戶所需來選擇步進(jìn)電機(jī)的工作狀態(tài)。我們將開關(guān)連入單片機(jī)的 P1 口，通過按鍵開關(guān)的高低電

9、平狀態(tài)來讀入我們所需的控制信號(hào)。硬件上直接把開關(guān)分別接在單片機(jī)的接口上，通過查詢端口信號(hào)來動(dòng)作，將控制信號(hào)處理。二是 3 個(gè) LED 發(fā)光二極管的顯示步進(jìn)電機(jī)工作狀態(tài)模塊。在設(shè)計(jì)要求中步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)是紅燈亮，反轉(zhuǎn)是黃燈亮，停止不轉(zhuǎn)是綠燈亮。設(shè)計(jì)中將 3 個(gè)發(fā)光二極管分別接到單片機(jī) P3 口，受到單片機(jī)的輸出信號(hào)控制。三是步進(jìn)電機(jī)的工作模塊。要想步進(jìn)電機(jī)按照我們想要的方式運(yùn)轉(zhuǎn)，將步進(jìn)電機(jī)一端接到+12V 的電源，一端接到單片機(jī) P3 口，受單片機(jī)的輸出信號(hào)控制。四是 4 位數(shù)碼管顯示步數(shù)的模塊。設(shè)計(jì)中主要是利用軟件編程的算法來實(shí)現(xiàn)步數(shù)的累計(jì)和顯示，同樣，4 位數(shù)碼管接到單片機(jī)的 P0 口和 P2

10、口受單片機(jī)輸出信號(hào)的控制，在硬件上使用的是動(dòng)態(tài)顯示的接法。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)由此可知所需要設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)，可以通過不同按鍵來選擇步進(jìn)電機(jī)的工作方式，且有LED 發(fā)光二極管來顯示電機(jī)對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)，除此之外還能在數(shù)碼管上顯示出步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的步數(shù)。2.2 總體設(shè)計(jì)框圖此系統(tǒng)主要由單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、步數(shù)顯示模塊、工作狀態(tài)控制與顯示模塊組成。整體框圖如圖 1。圖 1 系統(tǒng)整體框圖80C51單片機(jī)核心控制LED數(shù)碼管顯示步數(shù)模塊步進(jìn)電機(jī)工作模塊按鍵選擇工作狀態(tài)模塊LED顯示工作狀態(tài)模塊精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的原理說明3.1 步進(jìn)電機(jī)控制工作原理3.1

11、.1 步進(jìn)電機(jī)的工作原理步進(jìn)電機(jī)通過輸入脈沖信號(hào)進(jìn)行控制，即電機(jī)的總轉(zhuǎn)動(dòng)角度由輸入脈沖總數(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)的驅(qū)動(dòng)電路是根據(jù)單片機(jī)產(chǎn)生的控制信號(hào)進(jìn)行工作。因此，單片機(jī)通過向步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送控制信號(hào)就能實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制。如圖 2 所示，開始時(shí)，開關(guān) SB 接通電源，SA、SC、SD 斷開，B 相磁極和轉(zhuǎn)子0、3 號(hào)齒對(duì)齊，同時(shí)，轉(zhuǎn)子的 1、4 號(hào)齒就和 C、D 相 繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒，2、5 號(hào)齒就和 D、A 相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒。 當(dāng)開關(guān) SC 接通電源，SB、SA、SD 斷開時(shí)，由于 C 相繞組的磁力線和 1、4 號(hào)齒之間磁力線的作用，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，1、4 號(hào)齒

12、和 C 相繞組的磁極對(duì)齊。而 0、3 號(hào)齒和 A、B相繞組產(chǎn)生錯(cuò)齒，2、5 號(hào)齒就和 A、D 相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒。依次類推，A、B、C、D四相繞組輪流供電，則轉(zhuǎn)子會(huì)沿著 A、B、C、D 方向轉(zhuǎn)動(dòng)。 四相步進(jìn)電機(jī)按照通電順序的不同，可分為單四拍、雙四拍、八拍三種工作方式。單四拍與雙四拍的步距角相等，但單四拍的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩小。八拍工作方式的步距角是單四拍與雙四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持較高的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩又可以提高控制精度。 圖 2 步進(jìn)電機(jī)工作原理圖精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)3.1.2 步進(jìn)電機(jī)的啟停控制步進(jìn)電機(jī)由于其電氣特性,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)有步進(jìn)感 ,即振動(dòng)感。為了使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)平滑

13、,減小振動(dòng) ,可在步進(jìn)電機(jī)控制脈沖的上升沿和下降沿采用細(xì)分的梯形波 ,可以減小步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角 ,提高電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性。在步進(jìn)電機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí) ,為了防止因慣性而使電機(jī)軸產(chǎn)生順滑 ,則需采用合適的鎖定波形 ,產(chǎn)生鎖定磁力矩 ,鎖定步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸 ,使步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸不能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。3.1.3 步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向控制如果給定工作方式正序換相通電 ,步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)。若步進(jìn)電機(jī)的勵(lì)磁方式為四相八拍 ,即 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A。如果按反序通電換相 ,即則電機(jī)就反轉(zhuǎn)。其他方式情況類似。3.2 步數(shù)顯示模塊原理步數(shù)顯示模塊和工作狀態(tài)顯示模塊，都是通過單片機(jī)輸出信號(hào)控制發(fā)光二極管 LED的亮滅。其中步

14、數(shù)顯示模塊中 LED 構(gòu)成數(shù)碼管，要求顯示 4 位十進(jìn)制數(shù)，故用到 4 位數(shù)碼管。要控制多位的顯示電路，需要有字段控制和字位控制?？刂品绞椒譃殪o態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式。靜態(tài)顯示方式，每一位的顯示器都需要配一個(gè) 8 位輸出口來輸出該字位的七段碼，需要片外擴(kuò)展輸出口。而動(dòng)態(tài)顯示方式將各數(shù)碼管的對(duì)應(yīng)字段的引腳都并聯(lián)在一起，線路簡(jiǎn)單，減少接口，不需片外擴(kuò)展。這里選用動(dòng)態(tài)顯示方式。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)4 硬件設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)總原理圖圖 3 系統(tǒng)總原理圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求用 PROTEUS 所做的硬件連線圖如圖 3。4.2 各部分硬件原理圖設(shè)計(jì)4.2.1 單片機(jī)控制模塊單片機(jī)選用最經(jīng)典的

15、 80C51，其 4 個(gè) I/O 口都要用到， P3 接步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路及工作狀態(tài)顯示模塊，P0 和 P2 分別接步數(shù)顯示中對(duì)數(shù)碼管的字段控制及數(shù)碼管片選，P1 接工作狀態(tài)控制電路,，時(shí)鐘用內(nèi)部方式需外接晶體振蕩器。硬件圖如圖 4 所示。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)圖 4 單片機(jī)模塊原理圖此設(shè)計(jì)中接的是 12MHZ 的晶振，故一個(gè)機(jī)器周期為 1/12us。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，與晶振一起的兩個(gè)電容設(shè)為 15PF。單片機(jī)的 VCC 和 GROUD 都隱藏了，已自動(dòng)接好，VCC 應(yīng)設(shè)為+5V。4.2.2 按鍵選擇工作狀態(tài)模塊5 個(gè)按鍵開關(guān)一端通過電阻接高電平，另一端全部接到地，其中接高電平的

16、一端對(duì)應(yīng)也接到單片機(jī)的 P1 口分別為 P1.0P1.4。當(dāng)開關(guān)斷開，就是輸入到單片機(jī)對(duì)應(yīng)端口高電平，而開關(guān)閉合，是使端口接地，輸入低電平。所以這個(gè)設(shè)計(jì)中開關(guān)斷開時(shí)才是有效的。各按鍵功能：（1）SW11SW13 為工作模式控制開關(guān)，SW11 接電時(shí)，為步進(jìn)電機(jī)單四拍工作模式；SW12 接電時(shí)，為步進(jìn)電機(jī)雙四拍工作模式；SW13 接電時(shí)，步進(jìn)電機(jī)工作模式為四相八拍。（2）SW14 為啟/?？刂崎_關(guān)，控制整個(gè)系統(tǒng)的開啟和關(guān)閉。（3）SW1 為正/反轉(zhuǎn)控制開關(guān)，控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)圖 5 按鍵模塊原理圖4.2.3 步進(jìn)電機(jī)工作模塊將四相步進(jìn)電機(jī)四個(gè)端口直接接

17、到單片機(jī) P3.0P3.3 即可，另兩個(gè)端口接到+12V 的高電平給步進(jìn)電機(jī)供電。只需在軟件編寫上控制算法便可以調(diào)節(jié)這四個(gè)端口的高低電平來控制步進(jìn)電機(jī)的開啟與停止，正反轉(zhuǎn)以及工作模式。步進(jìn)電機(jī)硬件接線圖如圖 6 所示。圖 6 步進(jìn)電機(jī)模塊原理圖4.2.4 工作狀態(tài)顯示模塊LED 發(fā)光二極管顯示步進(jìn)電機(jī)的工作狀態(tài)，它們分別接到單片機(jī)的 P3.5P3.7。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)圖 7 工作狀態(tài)顯示模塊原理圖4.2.5 4 位數(shù)碼管顯示步數(shù)模塊LED 數(shù)碼管實(shí)際上是由七個(gè)發(fā)光管組成 8 字形構(gòu)成的，加上小數(shù)點(diǎn)就是 8 個(gè)。這些段分別由字母 a,b,c,d,e,f,g,dp 來表示

18、。當(dāng)數(shù)碼管特定的段加上電壓后，這些特定的段就會(huì)發(fā)亮，以形成我們眼睛看到的字樣了。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)。P0 口和 P2 口的前四個(gè)分別接步數(shù)顯示中對(duì)數(shù)碼管的字段控制及數(shù)碼管片選，如圖 8所示，這里主要是由軟件算法來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)輸出的控制。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)圖 8 數(shù)碼管顯示模塊原理圖精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)開始數(shù)碼管顯示清零啟動(dòng)？選擇工作模式正轉(zhuǎn)？b 賦予正向指針增量b 賦予反向指針增量紅燈亮黃燈亮P3 輸出控制模塊使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)P1 口改變？步數(shù)自增一調(diào)用步數(shù)顯示程序綠燈亮NNNYY

19、Y5 軟件設(shè)計(jì)5.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)圖 9 系統(tǒng)總流程圖設(shè)計(jì)說明：首先是數(shù)碼管顯示清零，單片機(jī)再讀入 P1 口輸入的按鍵狀態(tài)，先判斷是否啟動(dòng)，如果沒有啟動(dòng)則是綠燈亮并再判斷，如果啟動(dòng)了，就接著判斷所需的電機(jī)工作模式，再讀入 P1 口狀態(tài)判斷電機(jī)的轉(zhuǎn)向，輸出控制信號(hào)為正轉(zhuǎn)紅燈亮，反轉(zhuǎn)黃燈亮，由此可以讓步進(jìn)電機(jī)按照指定的方式運(yùn)轉(zhuǎn)，并且累計(jì)步數(shù)再顯示到數(shù)碼管上。最后檢驗(yàn) P1 口是否狀態(tài)改變，如果改變則步數(shù)清零重新開始判斷，不改變則繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。5.2 步進(jìn)電機(jī)工作模塊5.2.1 步進(jìn)電機(jī)的工作方式說明（1）四相單四拍工作方式在這種工作方式下,A、B、C、D 三相

20、輪流通電,電流切換三次,磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一周,轉(zhuǎn)子向前轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距角。因此這種通電方式叫做三相單三拍工作方式。這時(shí)步距角b(度)為： mzb/360 1式中:m定子相數(shù); z 轉(zhuǎn)子齒數(shù)表 1 單四拍的相位控制 控制位步序P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3D 相P1.2C 相P1.1B 相P1.0A 相工作狀態(tài)控制模型100000001A01H200000010B02H300000100C04H400001000D08H（2）四相雙四拍工作方式這種工作方式每次都是有兩相導(dǎo)通,兩相繞組處在相同電壓之下,以 ABBCCDDAAB(或反之)方式通電,故稱為雙四拍工作方式。以這種方式通電,轉(zhuǎn)子齒所處的位精

21、選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)置相當(dāng)于八拍控制方式中去掉單四拍后的四個(gè)位置。它的步距角計(jì)算公式與單四拍時(shí)的公式相同。表 2 雙四拍的相位控制控制位步序P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3D 相P1.2C 相P1.1B 相P1.0A 相工作狀態(tài)控制模型100000011AB03H200000110BC06H300001100CD0CH400001001DA09H（3）四相八拍工作方式在這種工作方式下,繞組以 AABBBCCCDDDAA 時(shí)序(或反時(shí)序)轉(zhuǎn)換 8 次,磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一周,轉(zhuǎn)子前進(jìn)一個(gè)齒距,每次切換均使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng) 0.9,故這種通電方式稱為四相八柏工作方式。其步距角b為： mz

22、mzb/1802/360 2表 3 六拍的數(shù)學(xué)模型 控制位步序P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2C 相P1.1B 相P1.0A 相工作狀態(tài)控制模型100000001A01H200000011AB03H300000010B02H400000110BC06H500000100C04H600001100CD0CH700001000D08H精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)800001001DA09H5.2.2 設(shè)計(jì)說明及流程圖設(shè)計(jì)說明：在此設(shè)計(jì)中，采用的是四相步進(jìn)電機(jī)，對(duì)于步進(jìn)電機(jī)模塊的程序設(shè)計(jì)采用循環(huán)程序設(shè)計(jì)方法。先把正反轉(zhuǎn)向的控制模型存放在內(nèi)存單元中，然后再逐一從單元中取出

23、控制模塊并輸出。首先啟動(dòng)，通過 P1 口讀入所需的工作方式，即選擇步進(jìn)電機(jī)的拍數(shù)，然后讀入正反轉(zhuǎn)的控制，再來輸出對(duì)應(yīng)的控制模型來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)取出要顯示的數(shù)據(jù)送一位位段碼到 P0 口輸出送位選碼到 P2.0-P2.3 輸出延時(shí)4 位顯示完修改數(shù)組地址求下一位選碼將該數(shù)據(jù)化為 10 進(jìn)制數(shù)，每位分別儲(chǔ)存掃描 50 次完計(jì)數(shù)減 1開始返回5.3 數(shù)碼管步數(shù)顯示模塊設(shè)計(jì)說明：步數(shù)顯示模塊是整個(gè)程序里的一個(gè)子程序。其是用 4 位八段數(shù)碼管來顯示工作步數(shù)。先將要顯示的數(shù)化為 10 進(jìn)制數(shù)，每位分別儲(chǔ)存，從 P0 口輸出顯示碼，P2 口輸入位選碼，需要一定的延

24、時(shí)，讓此位數(shù)字顯示閃爍出來。然后修改數(shù)組地址，求下一位位選碼繼續(xù)顯示，直至輸出四位數(shù)。這個(gè)掃描過程重復(fù) 50 次，保證人眼能觀察到步數(shù)顯示。流程圖如圖 11：精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)圖 11 數(shù)碼管顯示模塊流程圖6 仿真調(diào)試記錄如圖 12 所示，當(dāng)選擇電機(jī)工作在單四拍，正轉(zhuǎn)的模式下，SW11、SW1 接高電平，SW12、SW13 接低電平，系統(tǒng)啟動(dòng)，SW14 接高電平，電機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)。LED 四位顯示屏顯示工作步數(shù)，LED 指示燈紅燈亮顯示電機(jī)正轉(zhuǎn)的狀態(tài)。圖 12 仿真圖7 心得體會(huì)本次課設(shè)是在實(shí)習(xí)之中穿插進(jìn)行的，所以時(shí)間比較緊張，給課設(shè)的順利完成增加了難度。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是一

25、門應(yīng)用性很強(qiáng)綜合性很強(qiáng)的學(xué)科，在這次課設(shè)中，我充分感受到了這一點(diǎn)，在老師給的課題之中，是來自于各個(gè)方面各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，不得不說，計(jì)算機(jī)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)控制很強(qiáng)大，確實(shí)改變了我們的生活。課設(shè)里最困難的部分就是編寫程序和仿真調(diào)試，也許硬件連接沒問題，程序運(yùn)行沒問題，但是，當(dāng)把程序?qū)?，發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)就是不轉(zhuǎn)，燈就是不亮，數(shù)碼管就是亂跳，這是很考驗(yàn)?zāi)托牡臅r(shí)候，一遍一遍地去調(diào)試程序，修改連接部分，有時(shí)真的看著很崩潰，但是當(dāng)你不放棄地調(diào)試，才有仿真成功的可能,在這種反復(fù)中，對(duì)我們自身的能力是提高很多的。另一個(gè)收獲就是關(guān)于軟件的使用了。PROTEUS,KEIL51,以前好像也用過，但

26、是平時(shí)較少接觸，這次的課設(shè)讓我比較熟練的掌握了這兩個(gè)學(xué)習(xí)軟件強(qiáng)大的功能，而且發(fā)現(xiàn)從PROTEUS 里導(dǎo)出來的電路圖特別漂亮和清晰。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)一直是自己比較喜歡的一門學(xué)科，拿到課程設(shè)計(jì)的題目也想著可以好好檢驗(yàn)自己的學(xué)習(xí)成果，一直認(rèn)為，期末考試是所謂的應(yīng)試教育，而課程設(shè)計(jì)似乎更加地考驗(yàn)所學(xué)的知識(shí)，所謂實(shí)踐與理論相結(jié)合就是這個(gè)道理吧。課程設(shè)計(jì)總能讓我有一種我站在山面前的感覺，看上去比較陌生高大，但是攀登的技巧早已在平時(shí)的學(xué)習(xí)中習(xí)得，不斷地去攀登，不斷地在回味課堂上老師講的東西，書本上的東西，這是一種奇妙的體驗(yàn)。我明白遇到的電路或者課題并不一定在你的知識(shí)范圍之內(nèi)，而面對(duì)新的東西，我們要冷靜地去尋求

27、解決之道，去搜尋網(wǎng)絡(luò)資源，圖書館資源以及和同學(xué)們的討論之中，再結(jié)合自己所學(xué)過的知識(shí)來吃透理解那些未知的東西，擴(kuò)寬知識(shí)面，這樣就會(huì)覺得學(xué)到了遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過課堂的東西，但是卻源于課堂，想必這就是課設(shè)的意義吧，很有收獲。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)附錄：程序清單#include reg52.h /Motorsbit F1 = P30;sbit F2 = P31;sbit F3 = P32;sbit F4 = P33;/sbit TIM=P34;#define m 500 /步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)unsigned char MotorStep=0;unsigned int MotorTimer = 0;

28、unsigned int TIM,CT,STEP=0,TIM1,num;精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)void InitMotor() F1 = 1; F2 = 1; F3 = 1; F4 = 1; void SetMotor() / if(Speed = 0) return; if(P1&0 x01)/單四 if(P1&0 x10)/ 正 switch(MotorStep) case 0: if(TIM) P3=0 xb1;/F1 = 0; F2 = 0;F3 = 0;F4 = 1; MotorStep = 1; TIM=0; break;精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉

29、上專心-專注-專業(yè) case 1: if(TIM) P3=0 xb2;/F1 = 1; F2 = 0;F3 = 0; F4 = 0; MotorStep = 2;TIM=0; break; case 2: if(TIM) P3=0 xb4;/F1 = 0; F2 = 1; F3 = 0; F4 = 0; MotorStep = 3;TIM=0; break; case 3: if(TIM) P3=0 xb8;/F1 = 0; F2 = 0; F3 = 1; F4 = 0; MotorStep = 0;TIM=0; break;精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) else /單四反 sw

30、itch(MotorStep) case 0: if(TIM) P3=0 x71;/F1 = 0; F2 = 0;F3 = 0;F4 = 1; MotorStep = 1; TIM=0; break; case 1: if(TIM) P3=0 x78;/F1 = 0; F2 = 0;F3 = 1; F4 = 0; MotorStep = 2;TIM=0; break; case 2: if(TIM) P3=0 x74;/F1 = 0; F2 = 1; F3 = 0; F4 = 0; MotorStep = 3;精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)TIM=0; break; case 3:

31、 if(TIM) STEP+; P3=0 x72;/F1 = 1; F2 = 0; F3 = 0; F4 = 0; MotorStep = 0;TIM=0; break; else if(P1&0 x02) /雙四正轉(zhuǎn) if(P1&0 x10)/則正轉(zhuǎn)switch(MotorStep) case 0: if(TIM) P3=0 xb3;/F1 = 0; F2 = 0;F3 = 1;F4 = 1; MotorStep = 1; TIM=0; break; case 1:精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) if(TIM) P3=0 xb6;/F1 = 0; F2 = 1;F

32、3 = 1; F4 = 0; MotorStep = 2;TIM=0; break; case 2: if(TIM) P3=0 xbc;/F1 = 1; F2 = 1; F3 = 0; F4 = 0; MotorStep = 3;TIM=0; break; case 3: if(TIM) P3=0 xb9; /F1 = 1; F2 = 0; F3 = 0; F4 = 1; MotorStep = 0;TIM=0; break; 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)else /雙四反 switch(MotorStep) case 0: if(TIM) P3=0 x73;/F1 = 0; F

33、2 = 0;F3 = 1;F4 = 1; MotorStep = 1; TIM=0; break; case 1: if(TIM) P3=0 x79;/ F1 = 1; F2 = 0; F3 = 0;F4 = 1; MotorStep = 2;TIM=0; break; case 2: if(TIM) P3=0 x7c;/F1 = 1; F2 = 1;F3 = 0;F4 = 0; MotorStep = 3;精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)TIM=0; break; case 3: if(TIM) P3=0 x76;/F1 = 0; F2 = 1; F3 = 1; F4 = 0; M

34、otorStep = 0;TIM=0; break; else if(P1&0 x04)/八拍 if(P1&0 x10)/則正轉(zhuǎn) switch(MotorStep) case 0: if(TIM) P3=0 xb1;/F1 = 0; F2 = 0;F3 = 0;F4 = 1; MotorStep = 1; TIM=0; break; case 1: if(TIM)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) P3=0 xb3;/F1 = 1; F2 = 0;F3 = 0; F4 = 1; MotorStep = 2;TIM=0; break; case 2: if(TIM) P3

35、=0 xb2;/F1 = 1; F2 = 0; F3 = 0; F4 = 0; MotorStep = 3;TIM=0; break; case 3: if(TIM) P3=0 xb6;/F1 = 1; F2 = 1; F3 = 0; F4 = 0; MotorStep = 4;TIM=0; break; case 4: if(TIM) P3=0 xb4;/ F1 = 0; F2 = 1; F3 = 0; F4 = 0;精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) MotorStep = 5;TIM=0; break; case 5: if(TIM) P3=0 xbc;/F1 = 0; F2 =

36、 1; F3 = 1; F4 = 0; MotorStep = 6;TIM=0; break; case 6: if(TIM) P3=0 xb8;/F1 = 0; F2 = 0; F3 = 1; F4 = 0; MotorStep = 7;TIM=0; break; case 7: if(TIM) P3=0 xb9;/F1 = 0; F2 = 0; F3 = 1; F4 = 1; MotorStep = 0;TIM=0; break; 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) else /八拍反 switch(MotorStep) case 0: if(TIM) P3=0 x71;/ F1

37、= 0; F2 = 0;F3 = 0;F4 = 1; MotorStep = 1; TIM=0; break; case 1: if(TIM) P3=0 x79;/ F1 = 0; F2 = 0;F3 = 1; F4 = 1; MotorStep = 2;TIM=0; break; case 2: if(TIM) P3=0 x78;/P3=0 x78;F1 = 0; F2 = 0; F3 = 1; F4 = 0; MotorStep = 3;TIM=0; break;精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) case 3: if(TIM) P3=0 x7c;/F1 = 0; F2 = 1;

38、F3 = 1; F4 = 0; MotorStep = 4;TIM=0; break; case 4: if(TIM) P3=0 x74;/ F1 = 0; F2 = 1; F3 = 0; F4 = 0; MotorStep = 5;TIM=0; break; case 5: if(TIM) P3=0 x76;/ F1 = 1; F2 = 1; F3 = 0; F4 = 0; MotorStep = 6;TIM=0; break; case 6: if(TIM) 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) P3=0 x72;/F1 = 1; F2 = 0; F3 = 0; F4 = 0; Mo

39、torStep = 7;TIM=0; break; case 7: if(TIM) P3=0 x73;/F1 = 1; F2 = 0; F3 = 0; F4 = 1; MotorStep = 0;TIM=0; break; void delay2() /延時(shí) 50us 子程序 int i,j; for(i=0;i1;i+) for(j=0;j10;j+); void system_Ini() TMOD|= 0 x11;/ TH0=0 xDC; /11.0592M TL0=0 x00;IE = 0 x8A; TR0 = 1;精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) void display(int n)unsigned char tab10=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;/0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90; unsigned char i,k,t,num4; num0=(m-n)%10; /將總步數(shù)的各位分別存在 num 數(shù)組中 num1=(m-n)/10)%10; num2=(m-n)/100)%10; num3=(m-n)/1000)%10; for(t=0;t50;t+) /