基于單片機(jī)的三相步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)：專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 工作單位：工作單位： 題題 目目: : 三相步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)初始條件：初始條件：設(shè)計(jì)一個(gè)三相步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，要求系統(tǒng)具有如下功能：用 K0-K2 做為通電方式選擇鍵，K0 為三相單三拍，K1 為三相雙三拍，K2 為三相六拍；K3 為啟動(dòng)/停止控制、K4 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；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

2、機(jī)單三拍，雙三拍，三相六拍各模塊流程圖、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：2012 年 6 月 25 日2012 年 7 月 3 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（或責(zé)任教師）簽名： 年年 月月 日日目目 錄錄摘要 .21 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 .32 方案論證 .32.1 設(shè)計(jì)思路與方案 .32.2 總體設(shè)計(jì)框圖 .43 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的原理說明 .53.1 步進(jìn)電機(jī)控制工作原理 .53.1.1 步進(jìn)電機(jī)的工作原理 .53.1.2 步進(jìn)電機(jī)的啟停控制 .53.1.3 步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向控制 .63.2

3、 步數(shù)顯示模塊原理 .64 硬件設(shè)計(jì) .74.1 系統(tǒng)總原理圖 .74.2 各部分硬件原理圖設(shè)計(jì) .74.2.1 單片機(jī)控制模塊 .74.2.2 按鍵選擇工作狀態(tài)模塊 .84.2.3 步進(jìn)電機(jī)工作模塊 .94.2.4 工作狀態(tài)顯示模塊 .104.2.5 4 位數(shù)碼管顯示步數(shù)模塊 .105 軟件設(shè)計(jì) .125.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) .125.2 步進(jìn)電機(jī)工作模塊 .135.2.1 步進(jìn)電機(jī)的工作方式說明 .135.2.2 設(shè)計(jì)說明及流程圖 .145.3 數(shù)碼管步數(shù)顯示模塊 .156 仿真調(diào)試記錄 .177 心得體會(huì) .18參考文獻(xiàn) .19附錄：程序清單 .20武漢理工大學(xué)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書

4、1摘要本設(shè)計(jì)詳細(xì)介紹了基于單片機(jī)的三相步進(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) 80C51，3 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

5、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：三相步進(jìn)電機(jī)、單片機(jī)、PROTEUS 仿真武漢理工大學(xué)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書2三相步進(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)三相步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，要求系統(tǒng)具有如下功能：用 K0-K2 做為通電方式選擇鍵，K0 為三相單三拍，K1 為三相雙三拍，K2 為三相六拍；K3 為啟動(dòng)/停止控制、K4 方向控制；用 4 位

6、 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)于三相步進(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 K0K4 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。在設(shè)計(jì)開關(guān)部分時(shí)，還考慮到機(jī)械抖動(dòng)的影響，采取硬件方式并聯(lián)電容來去抖。二

7、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 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。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

8、機(jī)的工作方式，且有武漢理工大學(xué)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書3LED 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)模塊武漢理工大學(xué)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書43 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3.1.1 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

9、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，U1、V1、W1 接電源，分別有三個(gè)開關(guān)控制，U2、V2、W2 分別接地。如果給處于錯(cuò)齒狀態(tài)的相通電，則轉(zhuǎn)子在電磁力的作用下，將向磁導(dǎo)率最大（即最小磁阻位置）位置轉(zhuǎn)動(dòng)，即向趨于對(duì)齒的狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)。圖 2 步進(jìn)電機(jī)工作原理圖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 ,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

10、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)。武漢理工大學(xué)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書53.1.3 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)磁方式為三相六拍 ,即 A-AB-B-BC-C-CA。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

11、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，線路簡單，減少接口，不需片外擴(kuò)展。這里選用動(dòng)態(tài)顯示方式。武漢理工大學(xué)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書64 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 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，P

12、0 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。武漢理工大學(xué)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書7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)模塊首先我們來考慮所有機(jī)械觸點(diǎn)式按鍵在狀態(tài)輸出時(shí)的共性問題就是按鍵抖動(dòng)問題，由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性振動(dòng)，按鍵在按下時(shí)不會(huì)馬上穩(wěn)定地接通而在彈起時(shí)也不能一下子完全地?cái)嚅_，因

13、而在按鍵閉合和斷開的瞬間均會(huì)出現(xiàn)一連串的抖動(dòng)，這稱為按鍵的抖動(dòng)干擾。這種抖動(dòng)可能會(huì)造成按一次鍵產(chǎn)生的開關(guān)狀態(tài)被 CPU 誤讀幾次。為了使 CPU 能正確地讀取按鍵狀態(tài)，本次設(shè)計(jì)中我們采用并聯(lián)電容消抖法，利用電容的放電延時(shí)來實(shí)現(xiàn)。 如圖 5 所示，這是唯一的一塊輸入模塊的設(shè)計(jì)。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）K0-K2 為工作模式控制開關(guān)，KO 接電時(shí)，為步進(jìn)電機(jī)單三拍

14、工作模式；K1 接武漢理工大學(xué)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書8電時(shí)，為步進(jìn)電機(jī)雙三拍工作模式；K2 接電時(shí)，步進(jìn)電機(jī)工作模式為三相六拍。（2）K3 為啟/停控制開關(guān)，控制整個(gè)系統(tǒng)的開啟和關(guān)閉。（3）K4 為正/反轉(zhuǎn)控制開關(guān)，控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向。圖 5 按鍵模塊原理圖4.2.3 步進(jìn)電機(jī)工作模塊將三相步進(jìn)電機(jī)三個(gè)端口直接接到單片機(jī) P3.0P3.2 即可，另三個(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)這三個(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。武漢理工大學(xué)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書9圖 6 步進(jìn)電機(jī)模塊

15、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 P3.3P3.5。如圖7，讓單片機(jī)輸出通過一個(gè)反相器再接到 LED 陰極，LED 陽極接 VCC。這樣可以提高電流，有利于二極管的導(dǎo)通，我們可以通過控制 P3 口的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn) LED 的亮滅。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。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) LE

16、D 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。武漢理工大學(xué)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書10圖 8 數(shù)碼管顯示模塊原理圖武漢理工大學(xué)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書11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NNNYYY5 軟件設(shè)計(jì)5.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)武漢理工大學(xué)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書12圖 9 系統(tǒng)總流程圖設(shè)計(jì)

17、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）三相單三拍工作方式在這種工作方式下,A、B、C 三相輪流通電,電流切換三次,磁場旋轉(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

18、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 單三拍的相位控制 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100000001A01H200000010B02H300000100C04H（2）三相雙三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 ABBCCAAB (或反之)方式通電,故稱為雙三拍工作方式。以這種方式通電,轉(zhuǎn)子齒所處的位置相當(dāng)于六拍控制方式中去掉單三拍后的三個(gè)位置。它的步距角計(jì)算公式與單三拍時(shí)的公式相同。武漢理工大學(xué)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書13表 2 雙

19、三拍的相位控制控制位步序P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2C 相P1.1B 相P1.0A 相工作狀態(tài)控制模型100000011AB03H200000110BC06H300000101CA05H（3）三相六拍工作方式在這種工作方式下,繞組以 AABBBCCCAA 時(shí)序(或反時(shí)序)轉(zhuǎn)換 6 次,磁場旋轉(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) 1. 5,故這種通電方式稱為三相六柏工作方式。其步距角b為： mzmzb/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1000000

20、01A01H200000011AB03H300000010B02H400000110BC06H500000100C04H600000101CA05H5.2.2 設(shè)計(jì)說明及流程圖設(shè)計(jì)說明：在此設(shè)計(jì)中，采用的是三相步進(jìn)電機(jī)，對(duì)于步進(jìn)電機(jī)模塊的程序設(shè)計(jì)采用武漢理工大學(xué)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書14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)。 三相步進(jìn)電機(jī)工作的流程圖：圖 10 三相步進(jìn)電機(jī)工作流程圖5.3 數(shù)碼管步數(shù)顯

21、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：分模塊入口P1.2=1?P1.1=1?P1.0=1?無信號(hào)輸出三相單三拍三相單雙六拍拍三相雙三拍分模塊出口YYYNNN武漢理工大學(xué)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書15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

22、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開始返回圖 11 數(shù)碼管顯示模塊流程圖武漢理工大學(xué)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書166 仿真調(diào)試記錄如圖 12 所示，當(dāng)選擇電機(jī)工作在單三拍，反轉(zhuǎn)的模式下，K0 斷開，K1、K2、K4、閉合，系統(tǒng)啟動(dòng)，K3 斷開，電機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)。LED 四位顯示屏顯示工作步數(shù)，LED 指示燈黃燈亮顯示電機(jī)反轉(zhuǎn)的狀態(tài)。武漢理工大學(xué)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書17圖 12 仿真圖如圖 13 所示，此種工作方式下步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度：圖 13 步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)角度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

23、，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)控制很強(qiáng)大，確實(shí)改變了我們的生活。武漢理工大學(xué)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書18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

24、。PROTEUS,KEIL51,以前好像也用過，但是平時(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

25、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。參考文獻(xiàn)1譚浩強(qiáng). C 程序設(shè)計(jì). 北京：清華大學(xué)出版社. 2005.2于海生.計(jì)算機(jī)控制技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2007.3潘新民.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù).北京：電子工業(yè)出版社,2003.武漢理工大學(xué)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書194魏立峰，王寶興. 單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù). 北京：北京大學(xué)出版社. 2006.5陳明熒. 8051 單片機(jī)課

26、程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教材. 北京：清華大學(xué)出版社. 20046 張靖武，周靈彬編著.單片機(jī)系統(tǒng)的 PROTEUS 設(shè)計(jì)與仿真. 北京：電子工業(yè)出版社，2007.附錄：程序清單#include#include武漢理工大學(xué)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書20 void delay1(void); void delay2(void); void display(int); int bs=0;main() char a,b,c,d,j,*q, done18=0 x01,0 x02,0 x04,0 x00,0 x01,0 x04,0 x02,0 x00, done28=0 x03,0 x06,0 x05,0 x00,0 x03,0 x05,0 x06,0 x00, done314=0 x01,0 x03,0 x02,0 x06,0 x04,0 x05,0 x00,0 x01,0 x05,0 x04,0 x06,0 x02,0 x03,0 x00;L: a=P1; while(!(a&0 x08) /判斷是否啟動(dòng)，若沒啟動(dòng)則重新判斷 P3=0 x08; delay1(); a=P1; /.判斷工作模式 if(a&0 x01) /方式 1 模型 q=done1; else if(a&0 x02) /方式 2 模型 q=done2; els