最新基于单片机的步进电机控制系统Word文件下载.docx
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本文采用12864液晶显示，其与单片机P0口相接，用于显示控制界面信息。
其引脚可参照说明书，本文主要对软件的设计进行详细的介绍。
采用的连接方式是直连方式，通过直接的人为控制状态位，来实现LCD的显示。
其硬件连接图如图6所示
图6LCD与单片机连接图
2.3执行机构
用步进电机带动皮带进行切割机模拟运行。
其基本位置关系及定位如下图所示：
每块支架均有加强筋，图中未示出。
2.4数据采集
本文采用旋转式编码器采集实时速度，并通过LCD显示出来。
编码器脉冲端接单片机T1计数器，通过脉冲的计数，转化为实际转数。
其接线可参照有关资料。
3.软件设计。
本例中，为了使步进电机有较高的转数，采用曲线加速的方法，即不断的减小定时时间。
使其由低速启动，以获得较高的转矩，之后不断的加速，最终获得所需高转速。
目的在某些情况下，可以获得高转速，满足要求.其工作方式如下图：
基本速度为基准的整数倍，1速为13倍，2为11倍，依次类推。
要达到最高转速，由于受到转矩的限制，必须采取低转速启动，经过一段时间加到高转速。
码盘数据的处理，本文中采用AT89c51系列单片机，其只有2个定时器/计数器中断，因此如何处理码盘采回的脉冲数，是软件的核心部分。
我们假设码盘在一定时间内的脉冲数是N，设步进电机的转速为S，于是有如下的方程进行计算。
其中：
采集编码器脉冲得时间为T（us）
编码器旋转一周发生360个脉冲。
流程图如下：
键盘扫描
加减速控制流程图
源程序见附表
（1）
4结论
步进电机开环控制系统具有成本低、简单、控制方便等。
在此方案中，通过曲线加速，可以获得较高的转速。
通过步进电机驱动器使得步进电机的精度得以提高，运动较为平稳。
使用码盘，将现有的速度实时反应在控制界面上。
本实验目的在于模拟切割机的一部分，其基本功能均可实现，且步进电机的误差在容许范围之内，满足使用要求。
参考文献
（1）王福瑞，等单片机微机系统设计大全北京：
北京航天航空大学
（2）胡汉才单片机原理及其接口技术北京：
清华大学
由于编者水平有限，仅供参考，如有不对之处还请多多指教。
其中胡啸峰做软件设计，李俊生电路设计，卢胜军
QQ:
328510960
特别感谢机电工程学院姚小敏，李天剑老师的耐心指导和帮助。
源程序：
;
定义控制位
RSEQUP2.0
RWEQUP2.1
EEQUP2.2
PULSEEQUP2.4
DIREQUP2.5
程序标志位
STATUSBIT00H;
运转停止标志位，1转0停
STATUS1BIT01H;
正反转标志位，1正0反
RESETFLAGBIT02H;
系统复位标志位
SPEEDSHOWFLAGBIT03H;
转速刷新标志位
RIGHTSHOWFLAGBIT04H;
版权显示标志位
LCD显示的变量定义
NDATA30H;
行数显示
ADDRDATA31H
ADDR1DATA32H
N1DATA33H
键盘中断程序变量
KEY1DATA38H
KEY2DATA39H
KEY3DATA3AH
程序中间变量
GEWEIDATA40H;
个位数
SHIWEIDATA41H;
十位数
BAIWEIDATA42H;
百位数
COUNTERLDATA43H;
存计数器低八位
COUNTERHDATA44H;
存计数器高八位
SPEEDLEVELPTDATA50H;
速度显示指针
TIMPTDATA51H;
转速定时器指针
TIMNOWDATA52H;
定时器周期当前值
TIMNOW1DATA53H;
递减用
TIMTARGETDATA54H;
定时器周期目标值
TIMCOUNTER1DATA55H;
采样显示计数1
TIMCOUNTER2DATA56H;
采样显示计数2
STAYCOUNTERDATA57H;
曲线加速阶段停留次数
延时子程序变量
DR0DATA48H
DR1DATA49H
*******************************************************************
入口地址设置
ORG0000H
LJMPSTART
ORG0003H
LJMPKEYBOARD
ORG000BH
LJMPPULSE_GENERATOR
ORG0013H
LJMPLIMIT
START:
MOVSP,#60H
SETBEA;
开中断控制位
SETBEX0;
开INT0
SETBEX1;
开INT1
SETBET0;
开定时器0中断
SETBIT0;
INT0下降沿触发
SETBIT1;
INT1下降沿触发
MOVIP,#02H;
设定中断优先级
MOVTMOD,#52H;
定时器0方式2，计数器1方式1
START1:
LCALLINITIAL_SYS
LCALLINITIAL_LCD;
初始化液晶面板
LCALLGUDINGSHOW;
液晶面板固定显示
LOOP:
CJNER5,#0FFH,KEY;
键值改变，则KEY
JBRESETFLAG,START1;
若按下复位键，则START1
JBSPEEDSHOWFLAG,NEXT;
若速度显示计时到，则NEXT
SJMPLOOP
NEXT:
LCALLHEX2BCD;
十六进制到BCD码转换
LCALLSPEEDSHOW;
显示转速
********************************************************************
键值处理
KEY:
JNBRIGHTSHOWFLAG,NEXT0;
没有显示版权，到NEXT0判断按下的键
LCALLGUDINGSHOW
LJMPNEXT5
NEXT0:
CJNER5,#0AH,NEXT1
LCALLON_OFF
NEXT1:
CJNER5,#0BH,NEXT2
LCALLFOR_BACK
NEXT2:
CJNER5,#0CH,NEXT3
LCALLFAST
NEXT3:
CJNER5,#0DH,NEXT4
LCALLSLOW
NEXT4:
CJNER5,#0EH,NEXT5
LCALLRESET
NEXT5:
LCALLFORBACKSHOW
LCALLSPEEDLEVELSHOW
CJNER5,#0FH,EXIT0
LCALLABOUT
LJMPEXIT9
EXIT0:
CLRRIGHTSHOWFLAG
SETBTR0
EXIT9:
MOVR5,#0FFH
LJMPLOOP
**********************************************************
启停切换
ON_OFF:
CPLSTATUS
JBSTATUS,EXIT1
MOVTIMNOW,#15;
若要停止，恢复初始定时器周期15，实现低速启动
EXIT1:
RET
正反转切换
FOR_BACK:
JNBSTATUS,EXIT2;
运转中改变方向？
恢复初始定时器周期15
EXIT2:
CPLDIR
CPLSTATUS1
*********************************************************
加速
FAST:
MOVDPTR,#SPEEDLEVELTAB
MOVA,SPEEDLEVELPT
INCA
MOVCA,@A+DPTR
JZEXIT3;
已经最高速，则EXIT2
INCSPEEDLEVELPT
INCTIMPT
LCALLSPEEDSHIFT
EXIT3:
减速
SLOW:
DECA
JZEXIT4;
已经最低速，EXIT3
DECSPEEDLEVELPT
DECTIMPT
EXIT4:
**********************************************************************
复位
RESET:
SETBRESETFLAG
版权显示
ABOUT:
JBSTATUS,EXIT8
JNBRIGHTSHOWFLAG,NEXT6
LJMPEXIT8
NEXT6:
LCALLRIGHTSHOW
SETBRIGHTSHOWFLAG
CLRTR0
EXIT8:
***********************************************************************
系统初始化
INITIAL_SYS:
MOVTL0,#0C4H;
基准时间60微秒
MOVTH0,#0C4H
MOVTL1,#00H;
脉冲计数器清零
MOVTH1,#00H
MOVSPEEDLEVELPT,#01H;
速度档显示指针初值
初始定时器周期20
MOVTIMNOW1,#15
MOVTIMPT,#00H;
定时器周期指针初值
MOVDPTR,#TIMTAB;
初始目标频率200HZ
MOVA,TIMPT
MOVTIMTARGET,A
MOVTIMCOUNTER1,#253;
MOVTIMCOUNTER2,#44;
MOVSTAYCOUNTER,#40;
阶段停留次数初值
SETBTR1
MOVR5,#00H;
键值初值
MOVP1,#0FH;
键盘列扫描线置零
CLRSTATUS;
启停标志初值
SETBSTATUS1;
正反转标志初值
CLRRESETFLAG;
初始化系统复位标志
CLRRIGHTSHOWFLAG;
初始化版权显示标志位
CLRSPEEDSHOWFLAG;
初始化速度显示标志位
CLRPULSE;
初始脉冲置高
CLRDIR;
初始转向
执行LCD初始化工作
INITIAL_LCD:
MOVA,#30H;
功能设定
LCALLW_COMMAND
MOVA,#01H
LCALLW_COMMAND;
清屏
MOVA,#06H
进入模式设定
MOVA,#0CH
显示器控制，游标不显示，字闪烁
检查LCD忙碌标志
CHKBUSY_LCD:
PUSHACC
CLRRS
SETBRW
SETBE
MOVP0,#0FFH;
准备读P0口
CHK:
MOVA,P0;
P0口读到A
JBACC.7,CHK;
BF为1则CHK，再次查BF
CLRE
POPACC
写命令到LCD
W_COMMAND:
CALLCHKBUSY_LCD
CLRRW
MOVP0,A
写资料到LCD
W_DATA:
SETBRS
固定显示
GUDINGSHOW:
MOVADDR1,#00H
MOVN1,#08H
MOVDPTR,#DHZTAB1
LCALLDHZ
MOVADDR1,#10H
MOVDPTR,#DHZTAB2
MOVADDR1,#08H
MOVDPTR,#DHZTAB3
MOVADDR1,#18H
MOVDPTR,#DHZTAB4
DHZTAB1:
DB"
电机控制界面"
DHZTAB2:
转速:
000转／分钟"
DHZTAB3:
速度档:
1"
DHZTAB4:
转向:
正"
RIGHTSHOW:
MOVDPTR,#DHZTAB5
MOVDPTR,#DHZTAB6
MOVDPTR,#DHZTAB7
MOVDPTR,#DHZTAB8
DHZTAB5:
卢胜军：
机械架构"
DHZTAB6:
李俊生：
电路设计"
DHZTAB7:
胡啸峰：
软件设计"
DHZTAB8:
版权所有"
显示16*16点阵汉字
DHZ:
MOVADDR,ADDR1
MOVB,N1
DHZ1:
MOVA,ADDR
ORLA,#80H
DHZ2:
CLRA
INCDPTR
LCALLW_DATA
DJNZB,DHZ2
正反转显示子程序
FORBACKSHOW:
MOVA,#9CH
JBSTATUS1,FOR
BACK:
MOVA,#0B7H;
显示反
MOVA,#0B4H
LJMPEXIT6
FOR:
MOVA,#0D5H;
显示正
MOVA,#0FDH
EXIT6:
*********************************************************************
速度档显示子程序
SPEEDLEVELSHOW:
MOVA,#8CH
MOVA,#20H
转速显示子程序
SPEEDSHOW:
MOVA,R3
ANLA,#0FH
ORLA,#30H
MOVGEWEI,A;
准备个位显示
SWAPA
MOVSHIWEI,A;
准备十位显示
MOVA,R2
MOVBAIWEI,A;
准备百位显示
MOVA,#92H
MOVA,#3AH
MOVA,BAIWEI;
显示百位
MOVA,SHIWEI;
显示十位
MOVA,GEWEI;
显示个位
CLRSPEEDSHOWFLAG
速度切换
SPEEDSHIFT:
MOVDPTR,#TIMTAB
十六进制到BCD码转换结果存R1,R2,R3,最高位存在R1中
HEX2BCD:
MOVR4,#02H
AGAIN1:
CLRC;
除以4
MOVA,COUNTERH
RRCA
MOVCOUNTERH,A
MOVA,COUNTERL
MOVCOUNTERL,A
DJNZR4,AGAIN1
HB2:
CLRA;
ＢＣＤ码初始化
CLRC
MOVR1,A
MOVR2,A
MOVR3,A
MOVR0,#10H;
转换双字节十六进制整数
HB20:
MOVA,COUNTERL;
从高端移出待转换数的一位到CY中
RLCA
MOVA,R3;
ＢＣＤ码带进位自身相加，相当于乘２
ADDCA,R3
DAA;
十进制调整
ADDCA,R2
DAA
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