畢業設計論文_基于at89c51單片機的步進電機控制系統設計(存儲版)

　　

【正文】 V DPTR,SETTAB MOVX A,A+DPTR MOV P0， A。 DJNZ R1， L4 FZ: MOV R1,200 DEC R0。最后，對編好的程序進行調試，直到使得程序達到預定的結果為止，在這編制軟件過程中，使我們對課堂上老師講的有關指令的適用范圍，使用的注意點等都有了一個深入的理解。在這里首先要感謝我的指 導老師張老師。30樓 m2。地面除衛生間 200 200 防滑地磚，樓梯間 50 厚細石砼 1： 1 水泥砂漿壓光外，其余均采用 50 厚豆石砼毛地面。 本工程設計給水管采用 PPR 塑料管，熱熔連接；排水管采用UPVC 硬聚氯乙烯管，粘接；給水管道安裝除立管及安裝 IC 卡水表的管段明設計外，其余均暗設。 ⑶ 內裝修工程 門窗框安裝→室內墻面抹灰→樓地面→門窗安裝、油漆→五金安裝、內部清理→通水通電、竣工。 ⑸ 現場設塔吊 2 臺。 四、主要施工方法 施工測量放線 ⑴ 施工測量基本要求 A、 西夏建材城生活區 1 30住宅樓定位依據： 西夏建材城生活區 工程總體規劃圖，北京路、規劃道路永久性定位 B、根據工程特點及＜建筑工程施工測量規程 ＞ DBI01－ 21－ 95， 2 條，此工程設置精度等級為二級，測角中誤差177。 相當于絕對標高 。 開挖時，根據現場實際土質，按規范要求 1: 放坡，反鏟挖掘機挖土。 ⑵ 砌筑要求 A、開工前 由工長對所管轄班組下發技術交底。 鋼筋工程 ⑴ 凡進場鋼筋須具備材質證明，原材料須取樣試驗，經復試合格后方可使用。施工中嚴格掌握各種材料的用量，并在攪拌機前進行標識，注明每立方米、每盤用量。 9 ⑸ 所有鋼筋綁扎，須填寫隱檢記錄，質評資料及目檢記錄，驗收合格后方可進行下道工序。 G、磚墻按圖紙要求每 50mm設置 2φ 6 鋼筋與構造柱拉結，具體要求見結構總說明。 砂漿：177。 C、標高豎向傳遞設置 3 個標高點，以其平均點引測水平線折平時，盡量將水準儀安置在測點范圍內中心位置，進行測 7 設。 C、控軸線沿結構逐層彈在墻 上，用以控制樓層定位。 5 勞動力安排 ⑴ 結構期間： 瓦工 40 人；鋼筋工 15 人；木工 15 人；放線工 2 人；材料1 人；機工 4 人；電工 2 人；水暖工 2 人；架子工 8 人；電焊工 2 人；壯工 20 人。 ⑶ 現場設木工鋸，木工刨各 1 臺。 施工順序 ⑴ 基礎工程 工程定位線（驗線）→挖坑→釬探（驗坑）→砂礫墊層的施工→基礎砼墊層→刷環保 瀝青 →基礎放線（預檢）→砼條形基礎→刷環保瀝青 →毛石基礎的砌筑→構造柱砼→地圈梁→地溝→回填工。一、二、三、四層墻體采用 M10 混合砂漿砌 筑 MU15 多孔磚；五層以上采用 混合砂漿砌筑 MU15 多孔磚。外墻水泥砂漿抹面，外刷淺灰色墻漆。 本工程耐火等級二級，屋面防水等級三級，地震防烈度為 8度，設計使用年限 50 年。此次畢業設計是對我專業知識和專業基礎 知識一次實際檢驗和鞏固，同時也是走向工作崗位前的一次熱身 。 DJNZ R1， L4 L4: MOV DPL,38H MOV DPH,39H DEC DPTR DJNZ DPTR,L5 、 BG: DB 0F3H,0F6H,0FCH,0F9H L5:RET 28 第 八 章 設計體會 記得在剛接到這個課題時，由于對相關知識不是很了解，我們都有些茫然不知所措 , 設計好該課題需要什么專業知識？帶著這個疑問我們開始了學習和實驗：去圖書館查閱相關資料、上網去了解 相關的內容，漸漸頭腦中的概念清晰了起來，能夠做到對所要元件的功能，適用范圍，技術參數等能有一個比較詳細的認識。 MOVC A,A+DPTR。此 系統比較靈活，采用軟件方法來解決復雜的硬件電路部分，使系統硬件簡潔化，各類功能易于實現， 具有高度的智能化、人性化，一定程度體現了智能 ，能滿足系統的要求。 步進電機驅動電路設計 HT335M 是采用當今最先進的細分型技術生產的高性能步進驅動器 (M=Micro step),適合驅動中大型的任何兩相或四相混合式步進機。由于人眼的視覺暫留時間為 秒，當每位顯示的時間間隔未超過 33ms 時，并在顯示時保持直到下一位顯示，則由于人眼的視覺暫留效果眼睛看上去就像是 4位 7段 LED都在點亮。 驅動器 HT335M 特點 1 高性能、低價格 2 雙極恒流斬波方式 3 供電最高 +40VDC/29VAC 4 光隔離信號輸入 5 20KHZ 斬波頻率 6 靜止時電流自動減半 7 輸入電信號 TTL 兼容 8 最大驅動電流有效值 9 精巧的外形尺寸便于安裝 10 可通過撥碼開關設定電流方便實用 11 可驅動任何兩相或四相混合式步進電機 12引腳定義 P1 (4 位 ) P2 (6 位 引腳序號 信號 引腳序號 信號 1 Pul 1 GND(AC) 2 Dir 2 V+(AC) 3 OPTO(+5V) 3 A+ 4 Ena 4 A 5 5 B+ 6 6 B 14 第五章 LED 顯示概述 LED 之內部結構及特性 單片機中經常使用 7 段 LED來顯示數字，也就是用 7 個 LED 構成字型“ 8”，并另外用一個圓點 LED 來顯示小數點，也就是說一共有 8個 LED,構成了“ 8.”的字型，如 下 圖 LED 顯示器又分為共陰顯示器 (代號 DC)和共陽顯示器 (代號 DA)．若是共陰顯示器，它每一個字符之七個發光二極管負值連在一起引出一個公共腳，幾個字符之同一個字劃的二極管陽極連在一起引出一個字劃腳，則為共陰顯示器，反之則為共陽：三個字符共引出 10 個腳，若有一個小數點 (以 P 表示 )則為 11 個腳，以此類推，一般地， P？表示小數點，二極管之公共腳是在第二字符上． 7 段 LED 動態顯示原理 對于 LED，有共陽極 7段 LED 和共陰極 7段 LED， 對于本設計，在此處用共陰極 7 段LED，由于單片機 AT89C51 的 I/O 電流較小，所以在位選端要使用三極管來進行 7 段 LED的推動，向 7段 LED 提供足夠大的電流來點亮 LED。 其它特性還有慣頻特性、起動頻率特性等。 步進電機動態指標及術語 ： 步進電機每轉過一個步距角的實際值與理論值的誤差。 步進電機分類 步進電機分三相，四相和六相，同一步進電機有多種控制方式，以三相步進電機為例，有以下幾種基本的控制方式 : (1)單三拍控制方式：即 A， B， C三個繞組以 A_B_C(或 C_一 B)的順序通電． (2)六拍控制方式：通電順序為 A— AB— B_一 BC— C— CA(或一 AC_一 C— CB— B_一 AB)． (3)雙三拍通電方式：通電順序為 AB— BC_一 CA(或 AB— CA— BC)． 步進電機的指標概述 步進電機的靜態指標 ： 產生不同對極 N、 S磁場的激磁 線圈對數。控制步進電機的速度，即給步進電機發一個控制脈沖，它就轉一步，再發一個脈沖，它會再轉一步，兩個脈沖的間隔越短，步進電機就轉得越快。永磁式步進電機一般為兩相，轉矩和體積較小，步進角一般為 度 或 15 度；反應式步進電機一般為三相，可實現大轉矩輸 出，步進角一般為 度，但噪聲和振動都很大。隨著微電子和計算機技術的發展，步進電機的需求量與日俱增，在各個國民經濟領 域都有應用。 3 串口中斷 由 RI 和 TI 的邏輯或產生進入中斷服務 程序后這些標志均不能被硬件清除 。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫 “1”且在任何非空存儲字節被重復編程以前，該操作必須被執行。 （ 4）外接晶體引腳 XTAL1和 XTAL2 XTAL1：振蕩器反相放大器的及內部時鐘發生器的輸入端。此時，ALE 只有在執行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。 (3).控制或與其它電源復用引腳 RST、 ALE//PROG、 /PSEN 和 /EA/Vpp RST：復位輸入。這是由于內部上拉的緣故。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅動 8 個ＴＴＬ邏輯門電路，對端口寫“１”可做為高阻抗輸入端用。三級加密程序存儲器 如： CPU的位數有 8位、 16位、 32 位，而結構上更進一步采用雙 CPU結構或內部流水線結構，以及提高處理能力和運算速度；時鐘頻率高達 20MHz，使指令執行速度相對加快；提供新型的串行總線結構，為系統的擴展與配置打下良好的基礎；增加新的特殊功能部件 (如： PWM 輸出、監視定時器 WDT、可編程計數器陣列 PCA、 DMA傳輸，調制解調器、通信控制器、浮點運算單元等 )；半導體制造工藝的不斷改進，失芯片高集成化、低功耗發展等等。片內 RAM、 ROM 的容量加大，個別片內還帶有 A/D 轉換接口。它的產生與發展和微處理器的產生與發展大體同步，自 1971 年美國 Intel公司首先推出 4 位微處理器以來，它的發展到目前為止大致可分為 5 個階段： 第 1 階段 (19711976)：單片機發展的初級階段。 基本方案的確定 為此本設計采用 AT89C51 MCU作為控制芯片忽略了傳統時序方法 ,軟 件 通過匯編語言編寫 ,硬件方面規劃由單片機應用電路 、 4 4矩陣 按鍵電路 、 步進電機驅動電路 ﹑HT335M高性能步進驅動器 以及 LED數碼管顯示電路組成，通過設定電機轉速并在數碼管中顯示 其轉速大小，從而 能 智能化控制 。但占用 CPU時間長，不能在運行時處理其他工作。鍵盤電路和顯示電路采用了動態掃描技術，節約了單片機資源。由于我國企業大部分數控機床和數控系統其中特別是大型設備還的依賴進口，由于種種原因企業承受不了巨額購置費，且易受國外的控制，另外數控機械設備維修力量薄弱，進口的備件維修成本高，設備完好率低，大部分進口機床數控系統已經崩潰，有的甚至在進口后還沒使用就已因為各方面原因不能使用等等。 在工業控制系統中 , 通常要控制機械部件的平移和轉動 , 對位移和角度的控制要求較高 , 一般電機很難實現對位置和角度的精確控制 , 而步進電機可精確實現所設定的角度和轉數 , 具有良好的步進特性。 步進電機控制系統的開發采用了軟硬件協同仿真的方法 ,通過 AT89C51單片機及 HT335M驅動器 完成步進電機各種運行方式的控制 ,實現步進電機的正反轉速度控制并且顯示數據。 步進電機是一種將電脈沖信號轉換成相應角位移的機電執行元件。 2 第二 章 方案比較 步進電機控制雖然是一個比較精確的，步進電機開環控制系統具有成本低、簡單、控制方便等優點，在采用單片機的步進電機開環系統中，控制系統的 CP 脈沖的頻率或者換向周期實際上就是控制步進電機的運行速度。 驅動方式的確定 并于步進電機的驅動一般有兩種方法，一種是通過 CPU 直接來驅動，這種方法一般不宜采用，因為 CPU 的輸出電流脈沖是特別小的它不能足以讓步進電機的轉動；別一種是通過 CPU 來間接驅動，就是把從 CPU 輸出的信號進行放大，然后直接驅動或是再通過光電隔離間接來驅動步進電機，這種方法比較安全可靠。隨著大規模集成電路的發展，組成微型機算計的各功能部件：中央處理器、儲存器、串 /并輸入輸出接口、定是器 /計數器、中斷控制器，以及許多特殊功能單元，如： A/D、 D/A 轉換器、高速輸入輸出部件、 DMA、浮 點運算等已集成在一塊半導體晶體芯片上，構成一個完整的微型 算計機 —— 單片機。 第 2 階段 (19761980)：低性能單片機階段。因而，它是目前國內外產品的主流，各制造公司還在不斷地改進和發展它。 AT89C51 主要包括算術 /邏輯部件ＡＬＵ、累加器Ａ、只讀存儲器ＲＯＭ、隨機存儲器RAM、指令寄存器 IR、程序計數器 PC、定時器 /計數器、 I/O 接口電路、程序狀態寄存器ＰＳＷ、寄存器組，此外還有堆棧寄存器ＳＰ、數據指針寄存器 DPTR 等部件。5 個中斷源 P1 口： P1 口是一個內部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出4TTL 門電流。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。即使不訪 問外部存儲器， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。該反向放大器可以配置為片內振蕩器。但 RAM，定時器，計數器，串口和中斷系統仍在工作。 每個中斷源都可通過編程中斷優先級寄存器單獨設置優先級一個中斷服務程序可響應更高級的中斷但不能響應同優先級或低級中斷最高級中斷服務程序不響應 ,其它任何中斷如果兩個不同 中斷優先級的中斷源同時申請中斷時響應較高優先級的中斷申請 ,如果 2個同