畢業(yè)設(shè)計----簡易步進電機微機控制裝置

1、<p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p>　　題 目： 簡易步進電機微機控制裝置 </p><p>　　步進電機智能控制系統(tǒng)</p><p>　　［摘要］ 本畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容是利用計算機軟件（上位機）與單片機（下位機）的串口通信，達到上位機控制下位機實現(xiàn)步進電機的啟動、停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)

2、、加速、減速和狀態(tài)顯示的目的，使步進電機控制更加靈活。步進電機驅(qū)動芯片采用ULN2803，ULN2803具有大電流、高電壓，外電路簡單等優(yōu)點。利用屏幕LCM顯示增設(shè)電機狀態(tài)顯示功能，各項數(shù)據(jù)更直觀。實測結(jié)果表明，該控制系統(tǒng)達到了設(shè)計的要求。</p><p>　　關(guān)鍵字：步進電機、液晶顯示、單片機、串口通信</p><p><b>　　目 錄</b></p&

3、gt;<p>　　步進電機智能控制系統(tǒng)2</p><p><b>　?。壅?</b></p><p><b>　　關(guān)鍵字2</b></p><p><b>　　引言4</b></p><p>　　第一章 步進電機與驅(qū)動電路5</p>

4、<p>　　1.1 什么是步進電機5</p><p>　　1.2 步進電機的種類5</p><p>　　1.3 步進電機的特點5</p><p>　　1.4 步進電機的原理5</p><p>　　1.5 步進電機的驅(qū)動6</p><p>　　第二章 方案設(shè)計與論證7</p><

5、p>　　2.1控制系統(tǒng)電路設(shè)計7</p><p><b>　　2.2鍵盤設(shè)計9</b></p><p>　　2.3顯示電路設(shè)計9</p><p>　　2.4驅(qū)動電路設(shè)計9</p><p>　　第三章 電路設(shè)計10</p><p>　　3.1系統(tǒng)電路圖錯誤！未定義書簽。</p

6、><p>　　3.2器件資料12</p><p>　　第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計14</p><p>　　4.1程序流程圖14</p><p>　　4.2程序設(shè)計14</p><p>　　第五章 調(diào)試總結(jié)14</p><p>　　5.1操作控制15</p><p>　　

7、5.2設(shè)計過程中遇到的主要問題以及解決辦法</p><p><b>　　15</b></p><p>　　5.3 心得體會15</p><p><b>　　5.4致謝語16</b></p><p><b>　　第六章附錄16</b></p><p>

8、;　　附錄一:詞語解釋16</p><p>　　6.1什么是保持轉(zhuǎn)矩（HOLDING TORQUE）15</p><p>　　6.2什么是DETENT TORQUE16</p><p>　　6.3步進電機溫度過高會不會使電機的磁性材料退磁17</p><p>　　6.4為什么步進電機的力矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降17</p>

9、<p>　　附錄二:引用文獻17</p><p>　　附錄三：原程序18</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　上個世紀(jì)就出現(xiàn)了步進電動機，它是一種可以自由回轉(zhuǎn)的電磁鐵，動作原理和今天的反應(yīng)式步進電動機沒有什么區(qū)別，也是依靠氣隙磁導(dǎo)的變化來產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。在本世紀(jì)初，由于資本主義列強爭奪殖民地，造船工業(yè)發(fā)

10、展很快，同時也使得步進電動機的技術(shù)得到了長足的進步。到了80年代后，由于廉價的微型計算機以多功能的姿態(tài)出現(xiàn)，步進電動機的控制方式更加靈活多樣。原來的步進電機控制系統(tǒng)采用分立元件或者集成電路組成的控制回路，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)計電路?，F(xiàn)在的步進電機廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)實踐的各個領(lǐng)域。它最大的應(yīng)用是在數(shù)控機床的制造中，因為步進電機不需要A/D轉(zhuǎn)換，能夠直接將數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)化成為角位移，

11、所以被認(rèn)為是理想的數(shù)控機床的執(zhí)行元件。早期的步進電機輸出轉(zhuǎn)矩比較小，無法滿足需要，在使用中和液壓扭矩放大器一同組成液壓脈沖馬達。隨著步進電動機技術(shù)的發(fā)展，步進電動機已經(jīng)能夠單獨在系統(tǒng)上進行使用，成為了不可替代的執(zhí)行元件。</p><p>　　步進電機是機電控制中一種常用的執(zhí)行機構(gòu)，它的用途是將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移，即當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（及步進角）。通過控制

12、脈沖個數(shù)即可以控制角位移量，從而達到準(zhǔn)確定位的目的；同時通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、控制方便。尤其是步距值不受電壓、溫度的變化的影響、誤差不會長期積累，這給實際的應(yīng)用帶來了很大的方便。比如步進電動機用作數(shù)控銑床進給伺服機構(gòu)的驅(qū)動電動機，在這個應(yīng)用中，步進電動機可以同時完成兩個工作，其一是傳遞轉(zhuǎn)矩，其二是傳遞信息。步進電機也可以作為數(shù)控蝸桿砂輪磨邊機同步系統(tǒng)的驅(qū)動電動機。除

13、了在數(shù)控機床上的應(yīng)用，步進電機也可以并用在其他的機械上，比如作為自動送料機中的馬達，作為通用的軟盤驅(qū)動器的馬達，也可以應(yīng)用在打印機和繪圖儀中。計算機通過軟件來控制步進電機，更好地挖掘出電動機的潛力。因此，用計算機控制步進電機已經(jīng)成為了一種必然的趨勢，也符合數(shù)字化的時代趨勢。</p><p>　　第一章 步進電機與驅(qū)動電路</p><p>　　1.1 什么是步進電機</p>

14、<p>　　步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。通俗一點講：當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（及步進角）。可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準(zhǔn)確定位的目的；同時也可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。</p><p>　　1.2 步進電機的種類</p><p>　　步進電機分永磁式（

15、PM）、反應(yīng)式（VR）、和混合式（HB）三種。永磁式步進一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進角一般為7.5度 或15度；反應(yīng)式步進一般為三相，可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進角一般為1.5度，但噪聲和振動都很大。在歐美等發(fā)達國家80年代已被淘汰；混合式步進是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點。它又分為兩相和五相：兩相步進角一般為1.8度而五相步進角一般為 0.72度。這種步進電機的應(yīng)用最為廣泛。</p><p>　　1.3 步進電機

16、的特點</p><p>　　1．精度高 一般的步進電機的精度為步進角的3-5%，且不累積。可在寬廣的頻率范圍內(nèi)通過改變脈沖頻率來實現(xiàn)調(diào)速，快速起停、正反 轉(zhuǎn)控制及制動等，這是步進電動機最突出的優(yōu)點</p><p>　　2．過載性好 其轉(zhuǎn)速不受負(fù)載大小的影響，不像普通電機，當(dāng)負(fù)載加大時就會出現(xiàn)速度下降的情況，所以步進電機使用在對速度和位置都有嚴(yán)格要求的場合；</p><

17、;p>　　3．控制方便 步進電機是以“步”為單位旋轉(zhuǎn)的，數(shù)字特征比較明顯，這樣就給計算機控制帶來了很大的方便，反過來，計算機的出現(xiàn)也為步進電機開辟了更為廣闊的使用市場；</p><p>　　4．整機結(jié)構(gòu)簡單 傳統(tǒng)的機械速度和位置控制結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，調(diào)整困難，使用步進電機后，使得整機的結(jié)構(gòu)變得簡單和緊湊。</p><p>　　1.4 步進電機的原理</p><p&

18、gt;　　圖1是一種四相可變磁阻型的步進電機結(jié)構(gòu)示意圖。這種電機定子上有八個凸齒，每一個齒上有一個線圈。線圈繞組的連接方式，是對稱齒上的兩個線圈進行反相連接，如圖中所示。八個齒構(gòu)成四對，所以稱為四相步進電機。</p><p><b>　　圖1</b></p><p>　　它的工作過程是這樣的：當(dāng)有一相繞組被激勵時，磁通從正相齒，經(jīng)過軟鐵芯的轉(zhuǎn)子，并以最短的路徑流向負(fù)相

19、齒，而其他六個凸齒并無磁通。為使磁通路徑最短，在磁場力的作用下，轉(zhuǎn)子被強迫移動，使最近的一對齒與被激勵的一相對準(zhǔn)。在圖1(a)中A相是被激勵，轉(zhuǎn)子上大箭頭所指向的那個齒，與正向的A齒對準(zhǔn)。從這個位置再對B相進行激勵，如圖1中的(b)，轉(zhuǎn)子向反時針轉(zhuǎn)過15°。若是D相被激勵，如圖1中的(c)，則轉(zhuǎn)子為順時針轉(zhuǎn)過15°。下一步是C相被激勵。因為C相有兩種可能性：A—B—C—D或A—D—C—B。一種為反時針轉(zhuǎn)動；另一種為順

20、時針轉(zhuǎn)動。但每步都使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動15°。電機步長(步距角)是步進電機的主要性能指標(biāo)之一，不同的應(yīng)用場合，對步長大小的要求不同。改變控制繞組數(shù)(相數(shù))或極數(shù)(轉(zhuǎn)子齒數(shù))，可以改變步長的大小。它們之間的相互關(guān)系，可由下式計算：</p><p>　　Lθ＝360 P×N</p><p>　　式中：Lθ為步長；P為相數(shù)；N為轉(zhuǎn)子齒數(shù)。在圖1中，步長為15°，表示電機轉(zhuǎn)一圈

21、需要24步。</p><p>　　1.5 步進電機的驅(qū)動</p><p>　　混和步進電機的工作原理</p><p>　　在實際應(yīng)用中，最流行的還是混和型的步進電機。但工作原理與圖1所示的可變磁阻型同步電機相同。但結(jié)構(gòu)上稍有不同。例如它的轉(zhuǎn)子嵌有永磁鐵。激勵磁通平行于X軸。一般來說，這類電機具有四相繞組，有八個獨立的引線終端，如圖2a所示?；蛘呓映蓛蓚€三端形式，如圖

22、2b所示。每相用雙極性晶體管驅(qū)動，并且連接的極性要正確。</p><p>　　圖3所示的電路為四相混和型步進電機晶體管驅(qū)動電路的基本方式。它的驅(qū)動電壓是固定的。表1列出了全部步進開關(guān)的邏輯時序。</p><p><b>　　表1</b></p><p>　　第二章 方案設(shè)計與論證</p><p>　　2.1控制系統(tǒng)電路設(shè)

23、計</p><p>　　本設(shè)計是利用計算機軟件（上位機）與單片機（下位機）的串口通信，達到上位機控制下位機實現(xiàn)步進電機的啟動、停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速和狀態(tài)顯示的目的。</p><p>　　下位機系統(tǒng)框圖如圖2.11所示：</p><p><b>　　圖2.11</b></p><p>　　其中計算機（上位機）模塊的

24、界面如圖2.12所示：</p><p><b>　　圖2.12</b></p><p>　　計算機模塊設(shè)計的原理是： </p><p>　　當(dāng)電機啟動按鈕時，步進電機根據(jù)制定的狀態(tài)開始轉(zhuǎn)動，其狀態(tài)可根據(jù)正反轉(zhuǎn)按鈕進行切換，并且可通過加減速按鈕對步進電機的速度進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，必要時還可在計算機模塊的軟件界面對步進電機的速度進行顯示。</p&

25、gt;<p>　　下位機模塊設(shè)計的原理：</p><p>　　步進電機的控制可以用硬件，也可以用軟件通過單片機實現(xiàn)。硬件方法是采用脈沖分配器芯片進行通用換相控制；而軟件方法是用單片機產(chǎn)生控制脈沖來控制步進電機的運行狀態(tài)，這種方法可簡化電路，降低成本。因此這邊我們選用軟件的方法，即利用單片機定時中斷的方法實現(xiàn)電機的正反轉(zhuǎn)。由于單片機的驅(qū)動電流一般都比較小，不能直接驅(qū)動電機工作，所以單片機的I/O輸出必

26、須接驅(qū)動電路，才能控制電機工作。必要時還可以通過液晶顯示模塊來顯示步進電機的狀態(tài)（正轉(zhuǎn)顯示為“zhengzhuan”, 反轉(zhuǎn)顯示為“fanzhuan”）。</p><p><b>　　2.2鍵盤設(shè)計</b></p><p>　　該系統(tǒng)中只運用到五個控制按鈕，即 “暫?！?，“加速”，“減速”，“啟動-正轉(zhuǎn)”，“啟動-反轉(zhuǎn)”，由于按鈕較少，所以采用獨立鍵電路，這種按鍵電路

27、的按鍵結(jié)構(gòu)相對行列式按鍵電路更簡單，更使人易懂。</p><p><b>　　2.3顯示電路設(shè)計</b></p><p>　　方案一：如圖2.31，采用LED數(shù)碼管動態(tài)顯示數(shù)據(jù)與個項參數(shù)，方法簡單，容易控制，成本低。缺點：耗電量大，顯示內(nèi)容單一，不適合本電路使用。</p><p>　　方案二：如圖2.32，采用LCM 液晶顯示屏顯示數(shù)據(jù)與個項參

28、數(shù)，技術(shù)成熟，顯示內(nèi)容直觀，校果好；因此選用本方案。</p><p>　　圖2.31 圖2.32</p><p><b>　　2.4驅(qū)動電路設(shè)計</b></p><p>　　驅(qū)動電路可分為：三極管直接驅(qū)動（圖3），采用斬波恒流驅(qū)動方式（圖2.41）和芯片驅(qū)動電路等。驅(qū)動電路的性能直

29、接關(guān)系到步進電機走步的準(zhǔn)確與穩(wěn)定。本電路采用驅(qū)動芯片ULN2803。ULN2803是一種大電流高電壓型器件，外電路簡單（圖2.42）。</p><p><b>　　圖2.41</b></p><p><b>　　圖2.42</b></p><p><b>　　第三章 電路設(shè)計</b></p>

30、;<p>　　3.1、設(shè)計要點和軟硬環(huán)境錯誤！未找到索引項。</p><p>　　1、步進電機的設(shè)計要點和軟硬件環(huán)境</p><p>　　步進電機和普通電動機不同之處是步進電機接受脈沖信號的控制。即步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)換為機械角位移的執(zhí)行元件。步進電機的控制可以用硬件，也可以用軟件通過單片機實現(xiàn)。硬件方法是采用脈沖分配器芯片進行通用換相控制；而軟件方法是用單片機產(chǎn)生控制脈

31、沖來控制步進電機的運行狀態(tài)，這種方法可簡化電路，降低成本。</p><p>　　在用軟件控制時，主要設(shè)計要點如下：</p><p><b>　　判斷旋轉(zhuǎn)方向；</b></p><p><b>　　按相序確定控制字；</b></p><p><b>　　按順序輸入控制字；</b>

32、</p><p>　　確定控制步數(shù)和每一步的延時時間。</p><p>　　由于單片機的驅(qū)動電流一般都比較小，不能直接驅(qū)動電機工作，所以單片機的I/O口輸出必須接驅(qū)動電路，即功率驅(qū)動，才得以控制電機正常工作?？刂瓶驁D如下圖所示：</p><p>　?。?）、上位機的主要設(shè)計要點</p><p>　　上位機的主要設(shè)計要點：</p>

33、<p>　　運用VB開發(fā)軟件繪制一個控制界面；</p><p>　　通過VB軟件編程，使得每個按鈕輸出指定的信號；</p><p>　　借助虛擬串口軟件和串口調(diào)試助手軟件，進行在線調(diào)試；</p><p>　　和步進電機結(jié)合進行調(diào)試。</p><p>　?。?）、相關(guān)參數(shù)設(shè)定：</p><p>　　這里采用

34、四相六線步進電機，這款步進電機的驅(qū)動電壓12V，步進角為 7.5度 . 一圈 360 度 , 需要 48 個脈沖完成。其相序A-AB-B-BC-C-CD-D-DA。所以其正轉(zhuǎn)控制脈沖為：01h,09h,08h,0ch,04h,06h,02h,03h,00h；反轉(zhuǎn)控制脈沖為：01h,03h,02h,06h,04h,0ch,08h,09h,00h。</p><p>　　單片機的晶振為12MHZ；</p>

35、<p>　　（4）、系統(tǒng)電路圖：</p><p>　　一、單片機最小系統(tǒng)的硬件原理接線圖：</p><p>　　1、 接電源：VCC（PIN40）、GND（PIN20）。加接退耦電容0.1uF</p><p>　　2、 接晶體：X1（PIN18）、X2（PIN19）。注意標(biāo)出晶體頻率（選用12MHz），還有輔助電容30pF</p><

36、p>　　3、 接復(fù)位：RES（PIN9）。接上電復(fù)位電路，以及手動復(fù)位電路，分析復(fù)位工作原理</p><p>　　4、 接配置：EA（PIN31）。說明原因。</p><p>　　二、單片機內(nèi)部I/O部件：(所為學(xué)習(xí)單片機，實際上就是編程控制以下I/O部件，完成指定任務(wù))</p><p>　　1、 四個8位通用I/O端口，對應(yīng)引腳P0、P1、P2和P3； &l

37、t;/p><p>　　2、 兩個16位定時計數(shù)器；（TMOD，TCON，TL0，TH0，TL1，TH1）</p><p>　　3、 一個串行通信接口；（SCON，SBUF）</p><p>　　4、 一個中斷控制器；（IE，IP）</p><p>　　根據(jù)以上的方案比較與論證確定總體方案，確定硬件原理圖。原理圖如下：</p><

38、;p><b>　　圖10</b></p><p><b>　　3.2主要器件資料</b></p><p>　　AT89S51單片機</p><p>　　AT89S51是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低功耗、高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 8k bytes 的可系統(tǒng)編程的 Flash 只讀程序 存儲器,器件采用

39、ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) 8051 指令系統(tǒng)及引腳。它集 Flash 程序存儲器 既可在線編程（ISP）也可用傳統(tǒng)方法進行編程及通用 8 位微處理器于單片芯片中，ATMEL 公司的功能強大，低價位 AT89S51 單片機可以提供許多高性價比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)

40、可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得 AT89S51為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。89S51相對于89C51增加的新功能包括： 1、 新增加很多功能，性能有了較大提升，價格基本不變，甚至比89C51更低！ 2、ISP在線編程功能，這個功能的優(yōu)勢在于改寫單片機存儲器內(nèi)的程序不需要把芯片從工作環(huán)境中剝離。是一</p><p&

41、gt;　　ULN2803是一種大電流型高電壓器件 ,步進電機控制器。內(nèi)部電路如圖11</p><p><b>　　圖11</b></p><p>　　第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計</p><p>　　4.1程序流程圖4.1</p><p><b>　　圖4.1</b></p><p>

42、;<b>　　4.2程序設(shè)計</b></p><p>　　根據(jù)要求，可以將程序分為以下幾個部份：</p><p><b>　　鍵盤輸入程序設(shè)計</b></p><p>　　本系統(tǒng)使用的鍵盤較少，因此采用獨立式鍵盤接口設(shè)計。獨立式鍵盤適用于按鍵數(shù)量較少的場合。獨立鍵盤工作原理：通過上拉電阻接到+5V上。無按鍵，處于高電平狀態(tài)

43、，有鍵按下電平為低。在消除抖動影響上是可以采用了軟件消抖方法：在第一次檢測到有鍵按下時，執(zhí)行一段延時子程序后（約10ms），再確認(rèn)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)真正有鍵按下，進行相應(yīng)處理工作，消除了抖動的影響。 </p><p>　　（2） 步進電機運行步數(shù)控制程序 </p><p>　　此方案采用單相和雙相交差通電處理方式。此方法具有運行速度穩(wěn)定，運行步數(shù)準(zhǔn)確無

44、誤等優(yōu)點。</p><p><b>　　第五章 調(diào)試總結(jié)</b></p><p><b>　　5.1操作控制：</b></p><p>　　本電路經(jīng)調(diào)試符合題目要求，各項技術(shù)指標(biāo)均達到設(shè)計的目的。具體操作控制方法如下：</p><p>　　1、當(dāng)電機啟動按鈕時，步進電機根據(jù)制定默認(rèn)狀態(tài)（正轉(zhuǎn)）開始轉(zhuǎn)

45、動；</p><p>　　2、當(dāng)電機停止按鈕時，步進電機停止轉(zhuǎn)動；</p><p>　　3、當(dāng)電機加速按鈕時，步進電機速度快速轉(zhuǎn)動；</p><p>　　4、當(dāng)電機減速按鈕時，步進電機速度緩慢轉(zhuǎn)動；</p><p>　　5、當(dāng)電機反轉(zhuǎn)按鈕時，步進電機反轉(zhuǎn)；</p><p>　　6、當(dāng)電機正轉(zhuǎn)按鈕時，步進電機正轉(zhuǎn)；<

46、;/p><p>　　7、當(dāng)電機退出按鈕時，控制界面關(guān)閉。</p><p>　　5.2 設(shè)計過程中遇到的主要問題以及解決辦法</p><p>　　1、起初液晶顯示模塊LCM的RS腳,RW腳,E腳和按鈕模塊的按鈕共用P2口，在調(diào)試時，調(diào)用液晶顯示時，會出現(xiàn)混亂，即整個控制不能正常工作，最后分離P2口，讓液晶顯示模塊LCM的RS腳,RW腳,E腳接至P0口，這樣則避免了混亂的情

47、況。</p><p>　　2、步進電機在仿真調(diào)試的時候，出現(xiàn)往返轉(zhuǎn)的情況，即不能正常轉(zhuǎn)動，PROTEUS中的步進電機MOTOR -STEPPER，不知道具體型號，即不知道其內(nèi)部接線結(jié)構(gòu)，經(jīng)過反復(fù)的調(diào)試，才得以解決問題。在仿真調(diào)試成功的前提下，進行硬件調(diào)試的時候，出現(xiàn)步進電機不轉(zhuǎn)的情況，這是因為仿真的步進電機和硬件的步進電機是兩個不同的型號，不同步進電機所允許的最快轉(zhuǎn)動速率是不同的，在設(shè)置延時程序的時間參數(shù)時，一旦

48、超過此值，電機就不能啟動。所以硬件調(diào)試時，需要重新設(shè)置延時程序的時間參數(shù)，問題才得以解決。</p><p>　　液晶和單片機接在一起燒寫程序時，在檢測器件的時候，會提示檢測不到器件，使得程序無法正常燒寫到單片機里面去，只有先斷開液晶顯示模塊與單片機的連接，才能把總程序燒寫進去，然后再重新連接單片機和液晶顯示模塊即可。</p><p><b>　　5.3 心得體會</b>

49、;</p><p>　　步進電機的控制可以用硬件，也可以用軟件通過單片機實現(xiàn)。本系統(tǒng)采用了軟件方法，即用單片機產(chǎn)生控制脈沖來控制步進電機的運行狀態(tài)，這種方比采用硬件方法，即采用脈沖分配器芯片進行通用換相控制，電路更加簡單，成本更低。</p><p>　　目前在大多工廠或公司的數(shù)控機床在使用步進電機的制造中，還未能實現(xiàn)智能化的系統(tǒng)控制，所以現(xiàn)在用計算機控制步進電機，使其智能化已經(jīng)成為了一種必

50、然的趨勢，也符合數(shù)字化的時代趨勢。 </p><p>　　在做本次設(shè)計的過程中，我感觸最深的當(dāng)屬查閱大量的設(shè)計了。為了讓自己的設(shè)計更加完善，查閱這方面的設(shè)計資料是十分必要的。在這次課程設(shè)計中，我們運用到了以前所學(xué)的專業(yè)課知識，如：匯編語言、模擬和數(shù)字電路知識等。雖然過去從未獨立應(yīng)用過它們，但在學(xué)習(xí)的過程中帶著問題去學(xué)我發(fā)現(xiàn)效率很高，這是我做這次課程設(shè)計的又一收獲。</p><p>　　設(shè)

51、計結(jié)束了，但是從中得到的知識會讓我受益終身。發(fā)現(xiàn)、提出、分析、解決問題和實踐能力的提高都會受益于我在以后的學(xué)習(xí)、工作和生活中。此次設(shè)計更鍛煉了我的毅力，我覺得做任何事情要善始善終，不要中途放棄，只要自己認(rèn)真的去對待，再難的問題也能找到辦法解決。</p><p>　　最后感謝指導(dǎo)老師在我們遇到困難時，給予我們的建議與鼓勵。</p><p><b>　　5.4 致謝語</b&

52、gt;</p><p><b>　　第六章附錄</b></p><p><b>　　附錄一:詞語解釋</b></p><p>　　6.1什么是保持轉(zhuǎn)矩（HOLDING TORQUE）</p><p>　　保持轉(zhuǎn)矩（HOLDING TORQUE）是指步進電機通電但沒有轉(zhuǎn)動時，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。它是步

53、進電機最重要的參數(shù)之一，通常步進電機在低速時的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。由于步進電機的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減，輸出功率也隨速度的增大而變化，所以保持轉(zhuǎn)矩就成為了衡量步進電機最重要的參數(shù)之一。比如，當(dāng)人們說2N.m的步進電機，在沒有特殊說明的情況下是指保持轉(zhuǎn)矩為2N.m的步進電機。</p><p>　　6.2什么是DETENT TORQUE</p><p>　　DETENT TORQUE 是

54、指步進電機沒有通電的情況下，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。DETENT TORQUE 在國內(nèi)沒有統(tǒng)一的翻譯方式，容易使大家產(chǎn)生誤解；由于反應(yīng)式步進電機的轉(zhuǎn)子不是永磁材料，所以它沒有DETENT TORQUE。</p><p>　　6.3步進電機溫度過高會不會使電機的磁性材料退磁</p><p>　　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

55、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。</p><p>　　6.4為什么步進電機的力矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降</p><p>　　當(dāng)步進電機轉(zhuǎn)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

56、力矩下降。</p><p><b>　　附錄二:引用文獻</b></p><p>　　1 何麗民，《單片機初級教程》，北京航空航天大學(xué)出版社；2 沙占友，王彥朋，孟志永，《單片機外圍電路設(shè)計》，電子工業(yè)出版社；3 童詩白，華成英，《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》，北京高等教育出版社；4 康華光，陳大欽，《電子技術(shù)基礎(chǔ)》，北京高等教育出版社；5 黃繼昌，張海貴，郭繼忠，《實

57、用單元電路及其應(yīng)用》，人民郵電出社；6 謝宜仁，《單片機實用技術(shù)問答》，人民郵電出版社；；7 張迎新 《單片機初級教程——單片機基礎(chǔ)》，北京航空航天大</p><p><b>　　附錄三：原程序</b></p><p>　　lcdrs bit p1.0;lcdrs=1選擇數(shù)據(jù)寄存器，lcdrs=0選擇指令寄存器</p><p>　　lcd

58、rw bit p1.1;lcdrw=1選擇讀操作，lcdrw=0選擇寫操作</p><p>　　lcdep bit p1.2;ldep由1-->0時，液晶模塊執(zhí)行命令</p><p>　　k1 equ p3.2;控制電機正轉(zhuǎn)</p><p>　　k2 equ p3.3;控制電機反轉(zhuǎn)</p><p>　　k3 equ p3.4;

59、控制電機停止</p><p>　　k4 equ p2.7;控制傳感器</p><p>　　ys1 equ 32h;控制電機定時停止</p><p>　　ys2 equ 33h;控制電機定時停止</p><p><b>　　org 0h</b></p><p><b>　　ljmp

60、main</b></p><p><b>　　org 0bh</b></p><p><b>　　ljmp t0ds</b></p><p><b>　　org 30h</b></p><p>　　start: mov sp,#5fh</p>

61、<p>　　mov p0,#0ffh</p><p>　　mov p1,#0ffh</p><p>　　mov p2,#0ffh</p><p>　　mov p3,#0ffh</p><p>　　mov 30h,#00</p><p>　　mov 31h,#00</p><p>　　

62、main:mov ys1,#22</p><p>　　mov ys2,#40</p><p>　　jnb k1,keyf1;按鍵子程序</p><p>　　jnb k2,keyf2</p><p>　　jnb k3,keyf3</p><p>　　jnb k4,keyf4</p><p&

63、gt;　　sjmp start</p><p><b>　　keyf1:</b></p><p><b>　　acall xs1</b></p><p>　　acall yy</p><p><b>　　jmp main</b></p><p>

64、<b>　　keyf2:</b></p><p><b>　　acall xs2</b></p><p><b>　　acall f_m</b></p><p><b>　　jmp main</b></p><p><b>　　keyf3:&l

65、t;/b></p><p><b>　　acall xs3</b></p><p>　　mov p2,#0ffh</p><p><b>　　jmp start</b></p><p><b>　　keyf4:</b></p><p><b

66、>　　acall xs2</b></p><p><b>　　acall f_m</b></p><p><b>　　acall bj</b></p><p><b>　　sjmp $</b></p><p><b>　　jmp main</b

67、></p><p>　　;步進電機子程序；</p><p><b>　　;正轉(zhuǎn)子程序</b></p><p>　　z_mm: mov r0,#08h</p><p>　　z_m1: </p><p><b>　　mov a,r0</b></

68、p><p>　　mov dptr,#table</p><p>　　movc a,@a+dptr</p><p>　　mov p2,a </p><p>　　acall delayts</p><p>　　djnz r0,z_m1</p><p><b>　　ret</

69、b></p><p><b>　　;反轉(zhuǎn)子程序</b></p><p>　　f_m : mov r0,#0ah </p><p>　　f_m1: mov a,r0</p><p>　　mov dptr,#table</p><p>　　movc a,@a+dptr</p

70、><p><b>　　mov p2,a</b></p><p><b>　　jz f_m</b></p><p>　　jnb k3,keyf3</p><p>　　acall delayts</p><p><b>　　inc r0</b></p>

71、;<p>　　djnz ys2,f_m1</p><p>　　djnz ys1,f_m1</p><p>　　mov p2,#0ffh</p><p><b>　　ret</b></p><p>　　delayts:mov R6,#10;電機調(diào)試延時</p><p>　　D1:

72、 mov R7,#220</p><p>　　djnz R7 ,$</p><p>　　djnz R6,d1</p><p><b>　　ret</b></p><p><b>　　bj:</b></p><p>　　dlv:mov r2,#08h</p>

73、<p>　　dlv1:mov r3,#0fah</p><p>　　dlv2:cpl p3.7</p><p>　　lcall delay10ms</p><p>　　djnz r3,dlv2</p><p>　　djnz r2,dlv1</p><p><b>　　ret</b>

74、;</p><p><b>　　;控制碼表</b></p><p><b>　　table:</b></p><p>　　db 0f1h,0f5h,0f4h,0f6h</p><p>　　db 0f2h,0fah,0f8h,0f9h </p><p><b>　

75、　db 00h</b></p><p>　　db 00h,0f1h,0f5h,0f4h,0f6h</p><p>　　db 0f2h,0fah,0f8h,0f9h </p><p><b>　　db 00h</b></p><p><b>　　;國歌音樂</b></p>

76、<p>　　yy:mov tmod,#01h</p><p>　　mov ie,#82h</p><p>　　mov 31h,#00</p><p>　　start0:mov dptr,#song</p><p>　　mov 30h,#low song</p><p>　　next1:mov a,3

77、0h</p><p>　　mov dptr,#table1</p><p>　　movc a,@a+dptr </p><p><b>　　mov r2,a</b></p><p><b>　　jz end0</b></p><p>　　anl a,#0fh</p>

78、;<p><b>　　mov r5,a</b></p><p><b>　　mov a,r2</b></p><p><b>　　swap a</b></p><p>　　anl a,#0fh</p><p><b>　　jnz sing</b&g

79、t;</p><p><b>　　clr tr0</b></p><p><b>　　jmp dl1</b></p><p>　　sing:dec a</p><p><b>　　mov 22h,a</b></p><p><b>　　rl

80、a</b></p><p>　　mov dptr,#table1</p><p>　　movc a,@a+dptr</p><p><b>　　mov th0,a</b></p><p><b>　　mov 21h,a</b></p><p><b>　

81、　mov a,22h</b></p><p><b>　　rl a</b></p><p><b>　　inc a</b></p><p>　　movc a,@a+dptr</p><p><b>　　mov tl0,a</b></p><p&g

82、t;<b>　　mov 20h,a</b></p><p>　　setb tr0;音樂開啟</p><p>　　dl1:call delay22</p><p><b>　　inc 30h</b></p><p><b>　　jmp next1</b></p>

83、<p>　　end0:clr tr0</p><p><b>　　ret</b></p><p><b>　　t0ds:</b></p><p><b>　　push acc</b></p><p><b>　　push psw</b>

84、</p><p><b>　　setb rs1</b></p><p><b>　　clr rs0</b></p><p>　　mov tl0,20h</p><p>　　mov th0,21h</p><p><b>　　cpl p3.7</b><

85、;/p><p><b>　　pop psw</b></p><p><b>　　pop acc</b></p><p><b>　　reti</b></p><p>　　delay22:mov r4,#3</p><p>　　dl2:lcall z_mm;

86、調(diào)用電機正轉(zhuǎn)</p><p>　　djnz r4,dl2</p><p>　　djnz r5,delay22</p><p><b>　　ret</b></p><p><b>　　org 300h</b></p><p>　　table1: dw 64260,64400,6

87、4524,64580</p><p>　　dw 64684,64777,64820,64898</p><p>　　dw 64968,65030,650658,65110</p><p>　　dw 65157,65178,65217</p><p>　　song:db 02h,12h</p><p>　　db 46h

88、,42h</p><p>　　db 43h,41h,82h,21h,31h</p><p>　　db 44h,44h</p><p>　　db 02h,62h,43h,61h,84h,84h</p><p>　　db 63h,61h,43h,61h,83h,61h,54h,58h</p><p>　　db 94h,84

89、h,54h,64h,82h,62h,02h,82h,62h,51h,61h,51h,61h,44h,64h</p><p>　　db 04h,13h,21h,42h,42h,63h,61h,82h,82h,52h,51h,51h,24h,54h</p><p>　　db 12h,46h,42h,66h,62h,88h</p><p>　　db 43h,61h,82h

90、,94h,84h</p><p>　　db 63h,41h,81h,81h,82h,62h,02h,42h,02h</p><p>　　db 84h,44h</p><p>　　db 63h,41h,81h,81h,82h,62h,02h,42h,02h</p><p>　　db 14h,44h,14h,44h,14h,44h,44h,04h

91、,00h</p><p>　　;液晶顯示子程序；</p><p><b>　　lcmxs:</b></p><p>　　xs1:mov a,#01h;清除lcd內(nèi)容</p><p>　　acall lcd_wcmd</p><p>　　mov a,#2;2秒延時</p>

92、<p>　　acall delay</p><p>　　acall lcd_init;lcd出始化</p><p>　　mov a,#10;10ms</p><p>　　acall delay</p><p>　　mov a,#080h;設(shè)置顯示位置為第1行第0個字符</p><p>　　acall l

93、cd_wcmd</p><p>　　mov dptr,#tab1;在第1行 顯示字符"raise a flag"</p><p>　　acall disp</p><p>　　mov a,#10;10ms</p><p>　　acall delay</p><p><b>　　ret&

94、lt;/b></p><p><b>　　xs2:</b></p><p>　　mov a,#01h;清除lcd內(nèi)容</p><p>　　acall lcd_wcmd</p><p>　　mov a,#2;2秒延時</p><p>　　acall delay</p>&l

95、t;p>　　acall lcd_init;lcd出始化</p><p>　　mov a,#10;10ms</p><p>　　acall delay</p><p>　　mov a,#0c0h</p><p>　　acall lcd_wcmd</p><p>　　mov a,#2;2秒延時</p>

96、;<p>　　acall delay</p><p>　　mov dptr,#tab2;在第2行 顯示字符"lower the flag"</p><p>　　acall disp</p><p><b>　　ret</b></p><p><b>　　xs3: </b

97、></p><p>　　mov a,#01h;清除lcd內(nèi)容</p><p>　　acall lcd_wcmd</p><p>　　mov a,#2;2秒延時</p><p>　　acall delay</p><p>　　mov a,#0c0h</p><p>　　acall lcd

98、_wcmd</p><p>　　mov dptr,#tab3;在第2行 顯示字符"stop"</p><p>　　acall disp</p><p><b>　　ret</b></p><p>　　lcd_init:;lcd出始化設(shè)定</p><p>　　mov a,#

99、01h;清除lcd內(nèi)容</p><p>　　acall lcd_wcmd</p><p>　　mov a,#2;2秒延時</p><p>　　acall delay</p><p>　　mov a,#38h;顯示模式設(shè)置（使用8位數(shù)據(jù)，顯示二行，使用5*7的字符）</p><p>　　acall lcd_wcmd

100、</p><p><b>　　mov a,#2</b></p><p>　　acall delay</p><p>　　mov a,#0eh;顯示開及光標(biāo)設(shè)置</p><p>　　acall lcd_wcmd</p><p><b>　　mov a,#2</b></p

101、><p>　　acall delay</p><p>　　mov a,#06h;顯示光標(biāo)移動設(shè)置</p><p>　　acall lcd_wcmd</p><p><b>　　mov a,#2</b></p><p>　　acall delay</p><p><b&g

102、t;　　ret</b></p><p>　　delay:setb rs0;選擇第一組為當(dāng)前工作寄存器</p><p><b>　　mov r7,a</b></p><p>　　d2:mov r6,#250;1秒延時</p><p><b>　　d3:nop</b></p&

103、gt;<p><b>　　nop</b></p><p>　　djnz r6,d3</p><p>　　djnz r7,d2</p><p>　　clr rs0;恢復(fù)第0組為當(dāng)前工作寄存器</p><p><b>　　ret</b></p><p>　　di

104、sp:mov r1,#0</p><p>　　next:mov a,r1</p><p>　　movc a,@a+dptr</p><p>　　cjne a,#21h,ds1</p><p><b>　　ret</b></p><p>　　ds1:acall lcd_wdat</p&g

105、t;<p><b>　　mov a,#02</b></p><p>　　acall delay</p><p><b>　　inc r1</b></p><p>　　sjmp next </p><p>　　tab1:db " raise a flag"<

106、/p><p><b>　　db "!"</b></p><p>　　tab2: db " lower the flag"</p><p><b>　　db "!"</b></p><p>　　tab3: db " stop&q

107、uot;</p><p><b>　　db "!"</b></p><p><b>　　lcd_wdat:</b></p><p>　　setb lcdrs;選擇數(shù)寄存器</p><p>　　clr lcdrw;寫操作</p><p>　　clr lc

108、dep;無使能</p><p>　　mov p0,a;寫入要顯示的字符數(shù)據(jù)</p><p><b>　　nop;延時</b></p><p><b>　　nop</b></p><p><b>　　nop</b></p><p><b&

109、gt;　　nop</b></p><p>　　setb lcdep;使能</p><p><b>　　nop </b></p><p><b>　　nop</b></p><p><b>　　nop</b></p><p><b>

110、;　　nop</b></p><p><b>　　clr lcdep</b></p><p><b>　　ret</b></p><p><b>　　lcd_wcmd:</b></p><p>　　clr lcdrs;選擇指令寄存器</p><

111、p>　　clr lcdrw;寫操作</p><p>　　clr lcdep;無使能</p><p><b>　　nop</b></p><p><b>　　nop</b></p><p>　　mov p0,a;寫入命令</p><p><b>　　nop

112、</b></p><p><b>　　nop;延時</b></p><p><b>　　nop</b></p><p><b>　　nop</b></p><p>　　setb lcdep;使能</p><p><b>　　n

113、op</b></p><p><b>　　nop</b></p><p><b>　　nop</b></p><p><b>　　nop</b></p><p><b>　　clr lcdep</b></p><p>&

114、lt;b>　　ret</b></p><p><b>　　;延時子程序；</b></p><p>　　delay10ms:mov r7,#1</p><p>　　d4: mov r6,#250</p><p>　　d5: nop</p><p>&