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通用步進電機控制器設(shè)計(精通單片機匯編語言的朋友進)

任務(wù):1.步進電機驅(qū)動器能驅(qū)動四相步進電機。 2.驅(qū)動器用兩線控制方式，一根控制方向，一根控制速度。3.能用按鍵分別控制電機的啟動與停止，正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)。4. 能用按鍵分別設(shè)定正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的步數(shù)。5. 能從按鍵調(diào)整正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的速度。6. 能顯示設(shè)定的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的步數(shù)。7. 熟悉Protel軟件,給出電路原理圖和PCB圖，制作原理樣機。希望各位按上面要求做，給我提供源程序，并附必要的程序說明: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-02-14

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轉(zhuǎn)載用單片機控制步進電機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，通俗地說:當步進驅(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)。通過控制脈沖個數(shù)即可以控制角位移量，從而達到準確定位的目的;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。一、步進電機常識常見的步進電機分三種:永磁式(PM)，反應(yīng)式(VR)和混合式(HB)，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。二、永磁式步進電機的控制下面以電子愛好者業(yè)余制作中常用的永磁式步進電機為例，來介紹如何用單片機控制步進電機。圖1是35BY型永磁步進電機的外形圖，圖2是該電機的接線圖，從圖中可以看出，電機共有四組線圈，四組線圈的一個端點連在一起引出，這樣一共有5根引出線。要使用步進電機轉(zhuǎn)動，只要輪流給各引出端通電即可。將COM端標識為C，只要AC、C、BC、C，輪流加電就能驅(qū)動步進電機運轉(zhuǎn)，加電的方式可以有多種，如果將COM端接正電源，那么只要用開關(guān)元件(如三極管)，將A、B、輪流接地。下表列出了該電機的一些典型參數(shù): 表1 35BY48S03型步機電機參數(shù)型號步距角相數(shù) 電壓電流電阻最大靜轉(zhuǎn)距定位轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)動慣量35BY48S03 7.5 4 12 0.26 47 180 65 2.5 有了這些參數(shù)，不難設(shè)計出控制電路，因其工作電壓為12V，最大電流為0.26A，因此用一塊開路輸出達林頓驅(qū)動器(ULN2003)來作為驅(qū)動，通過P1.4~P1.7來控制各線圈的接通與切斷，電路如圖3所示。開機時，P1.4~P1.7均為高電平，依次將P1.4~P1.7切換為低電平即可驅(qū)動步進電機運行，注意在切換之前將前一個輸出引腳變?yōu)楦唠娖?。如果要改變電機的轉(zhuǎn)動速度只要改變兩次接通之間的時間，而要改變電機的轉(zhuǎn)動方向，只要改變各線圈接通的順序。圖1 35BY48S03型步進電機外形圖圖2 35BY48S03型步進電機的接線圖圖3 單片機控制35BY48S03型步進電機的電路原理圖三、步進電機的驅(qū)動實例要求:控制電路如圖3所示，開機后，電機不轉(zhuǎn)，按下啟動鍵，電機旋轉(zhuǎn)，速度為25轉(zhuǎn)/分，按下加1鍵，速度增加，按下減1鍵，速度降低，最高速度為100轉(zhuǎn)/分，最低轉(zhuǎn)帶為25轉(zhuǎn)/分，按下停止鍵，電機停轉(zhuǎn)。速度值要求在數(shù)碼管上顯示出來。 1.要求分析按上面的分析，改變轉(zhuǎn)速，只要改變P1.0~P1.3輪流變低電平的時間即可達到要求，這個時間不應(yīng)采用延時來實現(xiàn)，因為會影響到其他功能的實現(xiàn)。這里以定時的方式來實現(xiàn)。下面首先計算一下定時時間。按要求，最低轉(zhuǎn)速為25轉(zhuǎn)/分，而上述步進電機的步距角為7.5，即每48個脈沖為1周，即在最低轉(zhuǎn)速時，要求為1200脈沖/分，相當于50ms/脈沖。而在最高轉(zhuǎn)速時，要求為100轉(zhuǎn)/分，即48000脈沖/分，相當于12.5ms/脈沖?？梢粤谐鱿卤?表1 步進電機轉(zhuǎn)速與定時器定時常數(shù)關(guān)系速度單步時間(us) TH1 TL1 實際定時(us) 25 50000 76 0 49996.8 26 48077 82 236 48074.18 27 46296 89 86 46292.61 28 44643 95 73 44640.155 ? … … … … 100 12500 211 0 12499.2 表中不僅計算出了TH1和TL1，而且還計算出了在這個定時常數(shù)下，真實的定時時間，可以根據(jù)這個計算值來估算真實速度與理論速度的誤差值。表中TH1和TL1是根據(jù)定時時間算出來的定時初值，這里用到的晶振是11.0592M。有了上述表格，程序就不難實現(xiàn)了，使用定時/計數(shù)器T1為定時器，定時時間到后切換輸出腳即可。 2.程序?qū)崿F(xiàn) 定義DSB-1A實驗板的S1為啟動鍵，S2為停止鍵，S3為加1鍵，S4為減1鍵，程序如下: StartEnd bit 01H ;起動及停止標志 MinSpd EQU 25 ;起始轉(zhuǎn)動速度 MaxSpd EQU 100 ;最高轉(zhuǎn)動速度 Speed DATA 23H ;流動速度計數(shù) DjCount DATA 24H ;控制電機輸出的一個值，初始為11110 111 Hidden EQU 10H ;消隱碼 Counter DATA 57H ;顯示計數(shù)器 DISPBUF DATA 58H ;顯示緩沖區(qū) ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH JMP DISP ORG 001BH JMP DJZD ORG 30H MAIN: MOV SP,#5FH MOV P1,#0FFH MOV A,#Hidden MOV DispBuf,A MOV DispBuf+1,A MOV DispBuf+2,A MOV DjCount,#11110111B MOV SPEED,#MinSpd;起始轉(zhuǎn)動速度送入計數(shù)器 CLR StartEnd;停轉(zhuǎn)狀態(tài) MOV TMOD,#00010001B ; MOV TH0,#HIGH(65536-3000) MOV TL0,#LOW(65536-3000) MOV TH1,#0FFH; MOV TL1,#0FFH SETB TR0 SETB EA SETB ET0 SETB ET1 LOOP: ACALL KEY ;鍵盤程序 JNB F0,m_NEXT1 ;無鍵繼續(xù) ACALL KEYPROC ;否則調(diào)用鍵盤處理程序 m_NEXT1: MOV A,Speed MOV B,#10 DIV AB MOV DispBuf+5,B ;最低位 MOV B,#10 DIV AB MOV DispBuf+4,B MOV DispBuf+3,A JB StartEnd,m_Next2 CLR TR1 ;關(guān)閉電機 JMP LOOP ORL P1,#11110000B m_Next2: SETB TR1 ;啟動電機 AJMP LOOP ;主程序結(jié)束 ;--------------------------------------- D10ms: ?? ;---------延時程序,鍵盤處理中調(diào)用 KEYPROC: MOV A,B ;獲取鍵值 JB ACC.2,StartStop ;分析鍵的代碼,某位被按下,則該位為1 JB ACC.3,KeySty JB ACC.4,UpSpd JB ACC.5,DowSpd AJMP KEY_RET StartStop: SETB StartEnd 啟動 AJMP KEY_RET KeySty: CLR StartEnd; ;停止 AJMP KEY_RET UpSpd: INC SPEED; MOV A,SPEED CJNE A,#MaxSpd,K1 ;到了最多的次數(shù) DEC SPEED ;是則減去1，保證下次仍為該值 K1: AJMP KEY_RET DowSpd: DEC SPEED MOV A,SPEED CJNE A,#MAXSPD,KEY_RET;不等(未到最大值)，返回 MOV SPEED,#MinSpd; KEY_RET: RET KEY: ??獲取鍵值的程序 RET DjZd: ;定時器T1用于電機轉(zhuǎn)速控制 PUSH ACC PUSH PSW MOV A,Speed SUBB A,#MinSpd ;減基準數(shù) MOV DPTR,#DjH MOVC A,@A+DPTR MOV TH1,A MOV A,Speed SUBB A,#MinSpd MOV DPTR,#DjL MOVC A,@A+DPTR MOV TL1,A MOV A,DjCount CPL A ORL P1,A MOV A,DjCount JNB ACC.7,d_Next1 JMP d_Next2 d_Next1: MOV DjCount,#11110111B d_Next2: MOV A,DjCount RL A MOV DjCount,A ;回存 ANL P1,A POP PSW POP ACC RETI DjH: DB 76,82,89,95,100,106,110,115,119,123,12…… DjL: DB 0,236,86,73,212,0,214,96,163,165 ?? DISP: ;顯示程序 POP PSW POP ACC ?? RETI BitTab: DB 7Fh,0BFH,0DFH,0EFH,0F7H,0FBH DISPTAB:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH,0FFH END 3.程序分析本程序主要由鍵盤程序、顯示器程序、步進電機驅(qū)動程序三部份組成，主程序首先初始化各變量，將顯示器的高3位消隱，步進電機驅(qū)動的各引腳均輸出高電平，然后調(diào)用鍵盤程序，并作判斷，如果有鍵按下，則調(diào)用鍵盤處理程序，否則直接轉(zhuǎn)下一步。下一步是將當前的轉(zhuǎn)速值轉(zhuǎn)換為BCD碼，送入顯示緩沖區(qū);接著判斷StartEnd這個位變量，是“1”還是“0”，如果是“1”，則開啟定時器T1，否則關(guān)閉定時器T1，為防止關(guān)閉時某一相線圈長期通電，因此，在關(guān)閉定時器T1時，將P1.0~P1.3均置高。至此，主程序的工作即結(jié)束。這里為簡便起見，這里沒有做高位“0”消隱的工作，即如果速度為10轉(zhuǎn)/分，則顯示值“010”，讀者可以自行加入相關(guān)的代碼來處理這一工作。步進電機的驅(qū)動工作是在定時器T1的中斷服務(wù)程序中實現(xiàn)的，由前述分析，每次的定時時間到達以后，需要將P1.0~P1.3依次接通，程度中用了一個變量DjCntr來實現(xiàn)這一功能，在主程序初始化時，該變量被賦予初值11110111B，進入到定時中斷以后，將該變量取出送ACC累加器，并在累加器中進行左移，這樣，該數(shù)值就變?yōu)?1101111，然后將該數(shù)與P1相“與”，此時，P1.4即輸出低電平，第二次進入中斷時，先將該數(shù)取反，成為0001 0000，然后將該數(shù)與P1相“或”，這樣，P1.4即輸出高電平，關(guān)斷了相應(yīng)的線圈，然后將該數(shù)重新取出，并作左移，即 1110，1111右移成為1101 1111，將該數(shù)與P1相“與”，這樣P1.5即輸出低電平，依次類推，P1.7~P1.4即循環(huán)輸出低電平。當這一數(shù)據(jù)變?yōu)?1111111后，需要作適當?shù)母膭?，將?shù)據(jù)重新變回 1111 0111，進行第二次循環(huán)，相關(guān)代碼，請讀者自行分析。定時時間又是如何確定的呢?這里用的是查表的方法，首先用Excel計算得出在每一種轉(zhuǎn)速下的TH值和TL值，然后，分別放入DjH和DjL表中，在進入T1中斷程序之后，將速度值變量Speed送入累加器ACC，然后減去基數(shù)25，使其基數(shù)從0開始計數(shù)，然后分別查表，送入TH1和TL1，實現(xiàn)重置定時初值的目的。看完這一部份內(nèi)容以后，請讀者自行完成以下工作: 1. 更改程序，將S1定義為“啟動/停止”，而S2定義為“方向”，按下S2，切換電機旋轉(zhuǎn)方向。 2. 更改程序，要求轉(zhuǎn)速從1到100。 3. 更改程序，實現(xiàn)首位無效零消隱。: 回答者：網(wǎng)友

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