單片機技術課程設計報告--- 步進電機控制綜合實驗

1、<p>　　單片機技術課程設計報告</p><p>　　題 目： 步進電機控制綜合實驗</p><p>　　學 年：2010~2011 學 期：1 </p><p>　　專 業(yè)：通信工程 班 級：02 </p><p>　　學 號： 姓 名： </p

2、><p>　　指導教師及職稱： </p><p>　　時 間： 2011年1月14日</p><p><b>　　一設計目的</b></p><p>　　1、掌握模/數(shù)轉換電路的應用、掌握8279數(shù)碼顯示電路的應用、掌握步進電機的工作原理和控制方法</p><p>　　2、鍛煉和培養(yǎng)由各個子模

3、塊功能單元構筑完整的微機控制系統(tǒng)的能力，掌握單片機控制系統(tǒng)的設計方法。</p><p><b>　　二設計要求</b></p><p>　　用數(shù)碼管來指示電位器所在的位置，用電位器來控制步進電機的轉動：當電位器正向旋轉時，步進電機正轉；當電位器反向旋轉時，步進電機反轉；當電位器不動時，步進電機停轉；而且，步進電機轉動的角度與電位器旋轉的角度成線性關系。</p&g

4、t;<p><b>　　三模塊原理說明</b></p><p><b>　　1.電位器模塊</b></p><p>　　電位器模塊為一個10K 的可調電阻，通過調節(jié)電位器上的旋鈕可以改變電位器的電壓輸出。此電位器的電壓輸出為0~5V 模擬電壓。通過連接ADC0809 可將電位器的模擬電壓轉換為數(shù)字量，提供給單片機使用。</p&

5、gt;<p>　　2、A/D轉換模塊——ADC0809 </p><p>　　ADC0809 是一種逐次比較式8 路模擬輸入、8 位數(shù)字量輸出的A/D 轉換器。ADC0809 START 端為A/D 轉換啟動信號，ALE 端為通道選擇地址的鎖存信號。實驗電路中將其相連，以便同時鎖存通道地址并開始A/D 采樣轉換，故啟動A/D 轉換只需如下兩條指令：</p><p>　　MOV

6、 DPTR，#PORT</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　A 中為何內容并不重要，這是一次虛擬寫。</p><p>　　在中斷方式下，A/D 轉換結束后會自動產生EOC 信號，將其與8031CPU 板上的INT0 相連接。在中斷處理程序中，使用如下指令即可讀取A/D 轉換的結果：</p><p>　　MOV D

7、PTR，#PORT</p><p>　　MOVX A，@DPTR</p><p>　　3、lED顯示模塊——8279顯示接口電路</p><p>　　地址（系統(tǒng)固定）：數(shù)據(jù)口→CFE8H、控制口→CFE9H</p><p><b>　　4、步進電機模塊</b></p><p>　　步進電機是一種能

8、夠將電脈沖信號轉換成角位移或線位移的機電元件，它實際上是一種單相或多相同步電動機。本實驗用的是二相四拍步進電機。</p><p>　　二相四拍步進電機模塊有一個步進電機和外圍驅動電路組成，模塊的電源通過接口總線獲得。</p><p>　?。?）步進電機的工作原理</p><p>　　步進電機是純粹的數(shù)字控制電動機。它將電脈沖信號轉變成角位移，即給一個脈沖信號，步進電

9、機就轉動一個角度，因此非常適合于單片機控制。步進電機只能通過脈沖電源供電才能運行，它不能直接使用交流電源和直流電源；此外步進電機的角位移與輸入脈沖嚴格成正比，因此，當它轉一轉后，沒有累計誤差，具有良好的跟隨性。</p><p>　　步進電機由定子和轉子兩部分組成。以二相步進電機為例，定子上有兩組相對的磁極，每對磁極纏有同一繞組，形成一相。定子和轉子上分布著大小、間距相同的多個小齒。當步進電機某一相通電形成磁場后，

10、在電磁力的作用下，轉子被強行推動到最大磁導率（或最小磁阻）的位置。</p><p>　　本模塊中使用的二相四拍步進電機共有50個齒，齒距角為7.2°；每轉一個齒距角需走四步，因而步距角為1.8°。另外必須按照一定的次序給每個相通電，才能正常完成四步一個齒距的動作。電機每相電流為0.2A，相電壓為5V。通電次序如下圖所示：</p><p><b>　　模塊電路原

11、理</b></p><p>　　步進電機有四根引出線。紅、綠為一組，紅線接A’，綠線接A；黃、藍為一組，黃線接B’，藍線接B。</p><p>　　(3) 模塊的測試方法</p><p>　　CPU模塊的P1.0接步進電機模塊的A插孔，P1.1接B插孔，P1.2接A’插孔，P1.3接B’插孔。</p><p>　　運行測試參考程序

12、STEP.ASM，步進電機應順時針轉動；交換A、A’（或B、B’），電機應逆時針轉動。以上說明該模塊正常。</p><p>　　測試程序STEP.ASM如下：</p><p>　　CSEG AT 4000H</p><p>　　LJMP START</p><p>　　CSEG AT 4030H</p><

13、;p>　　START: MOV A, #03H</p><p>　　MOV P1，A</p><p>　　LCALL DEL0</p><p>　　MOV A, #06H</p><p>　　MOV P1，A</p><p>　　LCALL DEL0</p><p&g

14、t;　　MOV A, #0CH</p><p>　　MOV P1，A</p><p>　　LCALL DEL0</p><p>　　MOV A, #09H</p><p>　　MOV P1，A</p><p>　　LCALL DEL0</p><p>　　LJMP

15、 START</p><p>　　DEL0: MOV R2, #0FFH</p><p>　　DEL1: MOV R3, #100</p><p>　　DJNZ R3, $</p><p>　　DJNZ R2, DEL1</p><p><b>　　RET </b></p&

16、gt;<p><b>　　END</b></p><p><b>　　四系統(tǒng)設計</b></p><p><b>　　系統(tǒng)鏈接框圖</b></p><p><b>　　五軟件設計</b></p><p><b>　　1、思路描述&l

17、t;/b></p><p>　　本實驗要實現(xiàn)的功能分別是電位器控制步進電機轉動和LED顯示。</p><p>　　電位器控制步進電機轉動部分：由于電位器輸出為模擬電壓，而單片機所能處理的僅為數(shù)字信號，所以要經過ADC0809將電位器的輸出轉換為數(shù)字信號。因此編程時要啟動IN0，啟動A/D轉換，并用軟件延時一段時間等待轉換結束，然后讀取轉換結果并將其存入指定的寄存器供調用。</p

18、><p>　　電機轉動部分：本模塊中使用的為二相四拍步進電機，通過A/D轉換，獲取當前采樣值和上一次采樣值，求出轉動步數(shù)。正轉（反轉）程序設計是根據(jù)</p><p>　　LED 顯示部分：本部分的主要功能是將ADC0809 的輸出顯示在LED 上。首先將轉換結果存入寄存器R1，然后寫顯示RAM 命令字，數(shù)據(jù)端口地址送R0，并將初值送R0。寫8279 數(shù)據(jù)口地址，讀取轉換結果，語句“ACALL

19、TABLE”通過查表將ADC0809 的轉換結果轉換為顯示碼，寫入8279 顯示RAM 指針R0 加1，顯示碼送DPTR 輸出。計數(shù)器R7 減1，不為零則跳轉顯示下一個數(shù)據(jù)，減為零則從子程序返回。</p><p><b>　　2、程序流程圖</b></p><p><b>　　源程序：</b></p><p>　　PORT

20、 EQU 0CFA0H</p><p>　　CSEG AT 0000H</p><p>　　LJMP START</p><p>　　CSEG AT 4100H</p><p>　　START: MOV DPTR,#PORT </p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><

21、;p>　　JNB P3.1,$</p><p>　　MOVX A,@DPTR</p><p><b>　　MOV 30H,A</b></p><p>　　NOP </p><p>　　LOOP: LCALL ADC </p><p>

22、　　MOV R1,35H</p><p>　　LCALL DISP</p><p>　　MOV A,35H</p><p>　　CJNE A,30H,NEXT </p><p>　　LJMP LOOP </p><p>　　NEXT: JC FANZHUAN

23、 </p><p>　　SUBB A,30H </p><p><b>　　MOV R7,A</b></p><p>　　L1: MOV A, #03H</p><p>　　MOV P1,A</p><p>　　LCALL DEL0</p><p>　　

24、MOV A, #06H</p><p>　　MOV P1,A</p><p>　　LCALL DEL0</p><p>　　MOV A, #0CH</p><p>　　MOV P1,A</p><p>　　LCALL DEL0</p><p>　　MOV A, #0

25、9H</p><p>　　MOV P1,A</p><p>　　LCALL DEL0 </p><p>　　DJNZ R7,L1</p><p>　　SJMP RESTO</p><p>　　FANZHUAN: CLR C </p><p><b>　　

26、XCH A,30H</b></p><p>　　SUBB A,30H</p><p><b>　　MOV R7,A </b></p><p>　　L2: MOV A, #09H</p><p>　　MOV P1,A</p><p>　　LCALL DEL0<

27、/p><p>　　MOV A, #0CH</p><p>　　MOV P1,A</p><p>　　LCALL DEL0</p><p>　　MOV A, #06H</p><p>　　MOV P1,A</p><p>　　LCALL DEL0</p><

28、p>　　MOV A, #03H</p><p>　　MOV P1,A</p><p>　　LCALL DEL0</p><p>　　DJNZ R7,L2</p><p>　　RESTO: MOV A,35H </p><p>　　MOV 30H,A

29、</p><p>　　LJMP LOOP </p><p><b>　　RET</b></p><p>　　ADC: MOV DPTR,#PORT </p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　JNB P3.1,$</p&

30、gt;<p>　　MOVX A,@DPTR</p><p>　　MOV 35H,A </p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DISP: MOV A,R1 </p><p>　　SWAP A

31、</p><p>　　ANL A,#0FH </p><p><b>　　MOV 50H,A</b></p><p><b>　　MOV A,R1</b></p><p>　　ANL A,#0FH</p><p>　　MOV 51H,A

32、</p><p>　　MOV DPTR,#0CFE9H </p><p>　　MOV A,#90H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　MOV R0,#50H </p><p>　　MOV R1,#02H</p><p>　

33、　MOV DPTR,#0CFE8H </p><p>　　DL0: MOV A,@R0</p><p>　　ACALL TABLE </p><p>　　MOVX @DPTR,A </p><p><b>　　INC R0</b></p>&

34、lt;p>　　DJNZ R1,DL0</p><p>　　TABLE: INC A</p><p>　　MOVC A,@A+PC</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H</p><p>　　DB 7

35、FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H </p><p>　　DEL0: MOV R2,#0FFH</p><p>　　DEL1: MOV R3,#5</p><p><b>　　DJNZ R3,$</b></p><p>　　DJNZ R2,DEL1</p>&