2024机械系统单片机控制训练课设指导书.docx

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1、机械系统单片机限制训练设计指导书沈阳理工高校机械学院龚民2024-10-20目录机械系统单片机限制训练任务书1第一部分设计说明书参考书目2其次部分设计题目3题目1交通灯限制器（1,2,3号同学做）3题目2中断应用设计一有急救车的交通灯限制（4,5,6号同学做）5题目3循环彩灯（7,8,9号同学做）6题目4键值识别（10,IL12号同学做）8题目5数码显示（13,14,15号同学做）10题目6A/D转换（16,17,18号同学做）11题目7D/A转换（19,20,21号同学做）13题目8波形发生器（22,23,24号同学做）15题目9串行EEPRoM读写（25,26,27号同学做）16题目10单

2、片机限制电机转速（PWM）（28,29,30号同学做）17题目118253多路定时/计数器（31,32,33号同学做）19题目12三相步进电机限制（34,35,36,37号同学做）20第三部分常用芯片引脚图24机械系统单片机限制训练任务书设计题目：依据学号选择题目，每个人依据详细题目填写设计内容：1、总体方案设计2、选择可编程接口芯片3、设计硬件电路4、编写汇编语言程序5、程序调试及验证6、编写课程设计说明书（参考书目见第一部分）时间支配：1、总体设计1天2、选择芯片及设计硬件电路1天3、编写汇编语言程序1天4、程序调试及验证1天5、编写课程设计说明书0.5天6、答辩0.5天指导老师：教研室主

3、任：主管院长：年月日第一部分设计说明书参考书目0.前言1 .课程设计的目的和要求1.1、 课程设计的目的1.2、 课程设计的基本要求2 .总体设计2.1、 基本工作原理2.2、 硬件总体设计2.2.1、 系统组成方案2.2.2、 扩展单元编址2.2.3、 键盘、显示功能的定义2.3、 软件总体设计2.3.1、 存储单元的安排、标记位的定义2.3.2、 主程序框图及清单（带有注释）3 .硬件设计介绍本系统所选用的各种芯片的功能、引脚、相应的吩咐限制字格式等。4 .软件设计介绍本系统的主要子程序、中断服务程序的框图及程序清单（带有注释）5 .结束语简述课程设计的收获、体会以及对本教学环节的看法和建

4、议6 .参考文献其次部分设计题目题目1交通灯限制器（L2,3号同学做）一、要求设计制作一个模拟的十字路口交通灯限制系统要求：1 .正常状况下东西与南北两个方向轮番点亮红、绿灯信号，每次持续时间30S,中间有2S的黄灯过度。2 .东西与南北两个方向各设一个紧急迫换按钮。某个方向按下时，该方向紧急迫换为绿灯，以便于特种车辆通过。3 .扩展试验箱上的74LS273做为输出口，限制六个发光二极管亮灭，模拟交通灯管理。二.目的1 .驾驭用定时器延时方法。2 .驾驭软件延时进行定时限制的方法。3 .驾驭定时器中断处理方法。.原理首先必需了解交通路灯的亮灭规律。本题目须要用到试验箱上八个发光二极管中的六个，

5、即红、黄、绿各两个。不妨将Ll（红）、L2（绿）、L3（黄）做为东西方向的指示灯，将L5（红）、L6（绿）、L7（黄）做为南北方向的指示灯。而交通灯的亮灭规律为：初始态是两个路口的红灯全亮，之后，东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西方向通车，延时30S后，东西路口绿灯灭，黄灯起先闪耀2s。闪耀若干次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北方向起先通车，延时30S后，南北路口的绿灯灭，黄灯起先闪耀2s。闪耀若干次后，再切换到东西路口方向，重复上述过程。各发光二极管的阳极通过爱护电阻接到+5V的电源上，阴极接到输入端上，因此使其点亮应使相应输入端为低电平。四.编程要点交通等的延时可用两

6、种方法：软件延时和定时器延时。软件延时可先编写一段延时IS的子程序，然后在主程序中反复调用，以实现30S和2S的延时。同时送出信号去限制相应的交通灯和调用相应的数码显示子程序。定时器延时可以通过单片机内部定时器TO产生中断来实现。TO可工作于方式1,每100MS产生一次中断，由中断服务程序实现30S和2S的延时，同时送出信号去限制相应的交通灯和调用相应的数码显示子程序。LE27374LS273的输出0007接发光二极管LlL8,74LS273的片选CS273接片选信号CSO.五.基本任务1.利用试验设备正确接线。画出整体原理图。2.3.4.5.调通使二极管发亮子程序。调通延时子程序或中断服务程

7、序。调通主程序。画出程序流程图题目2中断应用设计一有急救车的交通灯限制（4,5,6号同学做）一、要求在题目1的内容的基础上增加允许急救车优先通过的要求。当有急救车到达时，两个方向上的红灯亮，以便让急救车通过，假定急救车通过路口的时间为10秒，急救车通过后，交通灯复原中断前的状态。本题目以单脉冲为中断申请，表示有急救车通过。二 .目的1 .驾驭用定时器延时或软件延时进行定时限制的方法。2 .驾驭外部中断技术的基本运用方法。3 .驾驭中断处理程序的编程方法。三 .原理交通灯的亮灭规律见题目Io四 .编程要点本题目中断处理程序的应用，最主要是如何爱护进入中断前的状态，使得中断程序执行完毕后能回到交通

8、灯中断前的状态。要爱护的寄存器，除了累加器ACC、标记寄存器PSW夕卜,还要留意：（1）主程序中的延时程序和中断处理程序中的延时程序不能混用。其次，主程序中每执行一步经74LS273的端口输出数据的操作时，应先将所输出的数据保存到一个单元中。因为进入中断程序后也要执行往74LS273端口输出数据的操作，中断返回时假如没有复原中断前74LS273端口锁存器的数据，则显示往往出错，回不到中断前的状态。还要留意一点，主程序中往端口输出数据操作要先保存再输出，例如有如下操作：MOVA,#0FOH(0)MOVXR1,A(1)程序假如正好执行到MOVSAVE,A(2)（1）时发生中断，则转入中断程序，假设

9、中断程序返回主程序前须要执行一句MOV,SAVE指令，由于主程序中没有执行（2）,故SAVE中的内容事实上是前一次放入的而不是（0）语句中给出的OF0H,显示出错，将（1）、（2）两句依次颠倒一下则没有问题。发生中断时两方向的红灯一起亮10秒，然后返回中断前的状态。五 .基本任务1 .利用试验设备正确接线。画出整体原理图。2 .调通使二极管发亮子程序。3 .调通延时子程序或中断服务程序。4 .调通主程序。5 .画出程序流程图题目3循环彩灯（7,8,9号同学做）一.要求由8031内部定时器1按方式1工作，即作为16位定时器运用，每0.1秒钟TI溢出中断一次。PI口的PLoPL7分别接发光二极管的

10、LlL8。要求编写程序模拟一循环彩灯。彩灯变更花样可自行设计。例程给出的变更花样为：LI、L2、L8依次点亮；LI、L2、L8依次熄灭；LI、L2、L8全亮、全灭。各时序间隔为0.5秒。让发光二极管按以上规律循环显示下去。二.目的1 .驾驭用定时器延时或软件延时进行定时限制的方法。2 .驾驭外部中断技术的基本运用方法。3 .驾驭中断处理程序的编程方法。三.原理1 .定时常数的确定定时器/计数器的输入脉冲周期与机器周期一样，为振荡频率的12。本试验中时钟频率为6.OMHZ,现要采纳中断方法来实现0.5秒延时，要在定时器1中设置一个时间常数，使其每隔0.1秒产生一次中断，CPU响应中断后将RO中计

11、数值减一，令RO=O5H,即可实现0.5秒延时。时间常数可按下述方法确定：机器周期:12晶振频率=12/（6X106）=2us设计数初值为X,则（2e+16-X）210=0.1,可求得X=15535化为十六进制则X=3CAFH,故初始值为TH1=3CH,TLl=AFH2 .初始化程序包括定时器初始化和中断系统初始化，主要是对IP、IE、TCON、TMOD的相应位进行正确的设置，并将时间常数送入定时器中。由于只有定时器中断，IP便不必设置。3 .运用电路11111111111111试验板连接：PLOPL7分别接发光二极管L1L8即可四.编程要点中断服务程序除了要完成计数减一工作外，还要将时间常数

12、重新送入定时器中，为下一次中断做打算。主程序则用来限制发光二极管按要求依次亮灭。五.基本任务1 .利用试验设备正确接线。画出整体原理图。2 .调通使二极管发亮子程序。3 .调通延时子程序或中断服务程序。4 .调通主程序。5 .画出程序流程图一.要求利用试验箱上的8255A可编程并行接口芯片和矩阵键盘，编写程序，做到在键盘上每按一个数字键(0-F),用发光二极管将该代码显示出来。二.目的1. 驾驭8255A编程原理。2. 了解键盘电路的工作原理。3. 驾驭键盘接口电路的编程方法。三.原理1 .识别键的闭合，通常采纳行扫描法和行反转法。行扫描法是使键盘上某一行线为低电平，而其余行接高电平，然后读取

13、列值，如所读列值中某位为低电平，表明有键按下，否则扫描下一行，直到扫完全部行。行反转法识别键闭合时，要将行线接一并行口，先让它工作于输出方式，将列线也接到一个并行口，先让它工作于输入方式，程序使CPU通过输出端口往各行线上全部送低电平,然后读入列线值，如此时有某键被按下，则必定会使某一列线值为0。然后，程序对两个并行端口进行方式设置，使行线工作于输入方式，列线工作于输出方式，并将刚才读得的列线值从列线所接的并行端口输出，再读取行线上的输入值，那么，在闭合键所在的行线上的值必定为0。这样，当一个键被按下时，必定可以读得一对唯的行线值和列线值。2 .试验电路tlz -I-T-El试验板连接：将键盘

14、RLloRL17接8255A的PB0PB7;KA10KA12接8255A的PA0PA2；PeoPC7接发光二极管的LlL8；8255A芯片的片选信号8255CS接CSOo四.编程要点1 .程序设计时，要学会敏捷地对8255A的各端口进行方式设置。2 .程序设计时，可将各键对应的键值（行线值、列线值）放在一个表中，将要显示的O-F字符放在另一个表中，通过查表来确定按下的是哪一个键并正确显示出来。五.基本任务1 .利用试验设备正确接线。画出整体原理图。2 .设计键值识别程序并调试运行正确（可以运用一种方法）。3 .将键值在LED上显示出来。4 .回出程序流程图。一.要求做成一个电子钟，利用试验箱上

15、的六个数码管显示分、秒，做成一个电子钟。二.目的1 .进一步驾驭定时器的运用和编程方法。2 .了解七段数码显示数字的原理。3 .驾驭用一个段锁存器，一个位锁存器同时显示多位数字的技术。.原理1 .动态显示就是一位一位地轮番点亮显示器的各个位(扫描)。将803ICPU的Pl口当作一个位锁存器运用，74LS273作为段锁存器。2 .利用定时器1定时中断，限制电子钟走时，利用试验箱上的六个数码管显示分、秒,做成一个电子钟。显示格式为：XX分XX秒定时时间常数计算方法为：定时器1工作于方式1,晶振频率为6MHZ,故预置值TX为：(2e+16-Tx)xl2xl(6xl0e+6)=0.IsTx=15535

16、D=3CAFH,故TH1=3CH,TLl=AFH3 .运用电路试验板连接：将Pl口的PL0PL5与数码管的输入LEDlLED6相连,74LS273的0007与LED-A-LED-Dp相连,片选信号CS273与CSO相连。去掉短路子连接。四 .编程要点1 .编制LED子程序2 .主程序包括初始化和调用显示分和秒程序3 .定时器1中断服务程序五 .基本任务1 .利用试验设备正确接线。画出整体原理图。2 .编制显示程序并调试运行正确。3 .IHll出程序流程图。一.要求利用试验台上的ADCO809做A/D转换器，试验箱上的电位器供应模拟电压信号输入，编制程序，将模拟量转换成数字量，用数码管显示模拟量

17、转换的结果。二.目的1 .驾驭A/D转换与单片机的接口方法。2 .了解A/D芯片ADCo809转换性能及编程方法。3 .通过设计了解单片机如何进行数据采集。.原理1 .ADCO809读写原理A/D转换器大致有三类：一是双积分A/D转换器，优点是精度高，抗干扰性好，价格便宜，但速度慢；二是逐次靠近法A/D转换器，精度、速度、价格适中；三是并行A/D转换器,速度快，价格也昂贵。ADCO809属其次类，是八位A/D转换器。每采集一次需IOoUs。ADC0809START端为A/D转换启动信号，ALE端为通道选择地址的锁存信号。试验电路中将其相连，以便同时锁存通道地址并起先A/D采样转换，故启动A/D

18、转换只需如下两条指令：MOVDPTR,#PORTMOVXDPTR,AA中为何内容并不重要，这是一次虚拟写。在中断方式下，A/D转换结束后会自动产生EOC信号，将其与8031CPU板上的INTO相连接。在中断处理程序中，运用如下指令即可读取A/D转换的结果：MOVDPTR,#PORTMOVXA,DPTR2 .电路原理71 4VCCH=Vcc嘲 12 3OI 234567 KNnnnnnnnk工_=Q (-2-3-4-5石-7C 60CO0HVK-) NNNNNNNNEoremsb2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 2-6 2-7Isb23 碌(+) ADD-A ADD-B ADD-CALEE

19、NABLE START CLOCKIO 98354725432 O 2211811112222961E76543210 ROI 2DdddddddvaaaOc E试验板连接:将ADC0809的片选信号CS0809接CSO；电位器的输出信号ANo接0809的ADlNO；EOC接CPU板的INTO.四.编程要点学习ADCO809原理（参考教材第8章内容），了解本试验电路原理，数码管显示模拟量参照题目5。五.基本任务1 .利用试验设备正确接线。画出整体原理图。2 .编制采集模拟电压信号及显示程序，并调试运行正确。3 .回出程序流程图。题目7D/A转换（19,20,21号同学做）一.要求利用DAC08

20、32,编制程序产生锯齿波、三角波、正弦波。三种波形轮番显示。二.目的1. 了解D/A转换的基本原理。2. 了解D/A转换芯片0832的性能及编程方法。3. 了解单片机系统中扩展D/A转换的基本方法。.原理1 .DACO832读写原理D/A转换是把数字量转换成模拟量的变换，从D/A输出的是模拟电压信号。产生锯齿波和三角波只需由A存放的数字量的增减来限制；要产生正弦波，较简洁的手段是造一张正弦数字量表。取值范围为一个周期，采样点越多，精度就越高。在试验板上，输入寄存器占偶地址端口，DAC寄存器占较高的奇地址端口。两个寄存器均对数据独立进行锁存。因而要把一个数据通过0832输出，要经两次锁存。典型程

21、序段如下：MOVDPTR,#PORTMOVA,#DATAMOVXDPTR,INCDPTRMOVXWPTR,A其中其次次I/O写是一个虚拟写过程，其目的只是产生一个WR信号。启动D/A。2 .正弦波的波形数据如下：DATAO:DB80H.83H,86H,89H,8DH,90H,93H,96HDB99H,9CH,9FH,0A2H,0A5H,0A8H,OABH,OAEHDBOB1H.0B4H,0B7H,OBAH,OBCH,OBFH,0C2H,0C5HDB0C7H,OCAH,OCCH,OCFH,ODIH,0D4H,0D6H,0D8HDBODAH,ODDH,ODFH,OElH,0E3H,0E5H,0E7

22、H,0E9HDBOEAH,OECH,OEEH,OEFH,OF1H,0F2H,0F4H,0F5HDB0F6H,0F7H,0F8H,0F9H,OFAH,OFBH,OFCH.OFDHDBOFDHOFEH,OFFH,OFFH,OFFH,OFFH,OFFH,OFFHDBOFFH.OFFH,OFFH,OFFH,OFFH.OFFH,OFEH,OFDHDB0FDH,0FCH,0FBH,0FAH.0F9H,0F8H,0F7H,0F6HDB0F5H,0F4H,0F2H,0F1H,OEFH,OEEH,OECH,OEAHDB0E9H.0E7H,0E5H,0E3H,0E1H,0DEH,0DDH,0DAHDB0D8H.0

23、D6H,0D4H,0DIH,OCFH,OCCH,OCAH,0C7HDB0C5H.0C2H,OBFH,OBCH,OBAH,0B7H,0B4H,0BlHDB0AEH,0ABH,0A8H,0A5H,0A2H,9FH,9CH,99HDB96H,93H,90H,8DH,89H,86H,83H,80HDB80H,7CH,79H,76H,72H,6FH.6CH,69HDB66H,63H,60H,5DH,5AH,57HJ5H,51HDB4EH,4CH,48H,45H,43H,40H,3DH,3AHDB38H,35H,33H,30H,2EH,2BH,29H,27HDB25H,22H,20H,lEH,1CH,1A

24、H,18H,16HDB15H,13H,11H,1OH,OEH,ODH,OBH,OAHDB09H,8H,7H,6H,5H,4H,3H,2HDB02H,1H,OH,OH,OH,OH,OH,OHDBOOH,OH,OH,OH,OH,OH,1H,2HDB02H,3H,4H,5H,6H,7H,8H,9HDBOAH,OBH,ODH,OEHJOH,11H,I3H,15HDB16H,18H,IAH,1CH,IEH,20H,22H,25HDB27H,29H,2BH,2EH,3OH,33H,35H,38HDB3AH,3DH,40H,43H,45H,48H,4CH,4EHDB51H,51H,55H,57H,5AH,5

25、DH,60H,63HDB69H,6CH,6FH,72H,76H,79H7CH,80H3.电路原理试验板连接：将DACo832的片选CS0832接CSO,输出端OUT接示波器探头；将短路端子DS的1、2短路。四.编程要点学习ADC0809原理（参考教材第8章内容），深化了解本试验电路原理。杳阅有关产生锯齿波、三角波、正弦波。三种波形方法。五.基本任务1.利用试验设备正确接线。画出整体原理图。2 .编制采集模拟电压信号及显示程序，并调试运行正确。3 .画出程序流程图。题目8波形发生器（22,23,24号同学做）一.要求编程实现用DAa）832进行数/模转换，依据选择输出正弦波（正弦波的波形数据见题

26、目7）、三角波、锯齿波、方波，频率可以调整。二.目的1. 了解D/A转换的基本原理。2. 了解D/A转换芯片0832的性能及编程方法。3. 了解单片机系统中扩展D/A转换的基本方法。.原理及手段见题目7四.编程要点学习ADCO809原理（参考教材第8章内容），深化了解本试验电路原理。查阅有关产生锯齿波、三角波、正弦波、方波四种波形方法。能够实现频率可调整。五.基本任务1 .利用试验设备正确接线。画出整体原理图。2 .编制采集模拟电压信号及显示程序，并调试运行正确。3 .画出程序流程图。题目9串行EEPRoM读写（25,26,27号同学做）一.要求将16位数据写入93C56的28H地址单元，然后

27、从相同的地址单元将数据读入8OC31内部RAM50H、51H并显示。查看二 .目的1 .驾驭8OC31单片机外部串行EEPRoM扩展的方法。2 .熟识93C56芯片的接口及读写方法。三 .原理单片机CS93系列CLK串行DIEEPROMDO.93C56与80C31的接口方式如上图所示。CS、CLK、DLDo均接至80C31的I/O口。当EEPROM芯片为93C46时，ORG为读写方式选择，ORG为高时为16位读写方式，反之则为8位读写方式。而对93C56,ORG为空脚，读写方式始终为16位。试验接线：CS接PI.0,CLK接PLLDl接PL2,DO接PL3。四 .编程要点1 .自行查阅93C5

28、6芯片原理及应用的方法。2 .由于各信号均由软件产生，编程时要留意其时序关系。五 .基本任务1 .利用试验设备正确接线。画出整体原理图。2 .编制程序，并调试运行正确。3 .画出程序流程图一.要求1 .通过ADC0809采样05V的电压值（由电位器产生）。2 .依据采样值产生占空比不同的脉冲信号，限制电机转速。二.目的1 .了解直流电机PWM调速的原理。2 .学习ADCO809的工作原理，驾驭其编程方法。.原理及手段1 .所需设备：CPU挂箱（CPU模块80C31*、接口挂箱、对象挂箱、8位并行A/D、DZA模块、PWM电机调速模块2 .PWM电机调速模块原理图所示（参考教材A/D、D/A部分

29、及机电传动教材3 .试验连线：（I）ADO809模块的AQUT接ADIN0,CS0809选择CS3,CLK接CPU挂箱时钟发生电路的CLK3。（2）CPU模块的PLO接PWM调速模块的PWMJN插孔，并将PWM调速模块的S端跳线短接。4.运行自编程序PWM,调整A.ADJ电位器，视察电机转速的变更。四.编程要点启动0809；调延时，读0809,高四位送R4,用0FH-高四位送R5（认为FH为高）R4中是PLO高的延时次数，R5为PLO低的延时次数，或者反之。重复上述步骤。五.基本任务1 .查资料学习直流电机调速原理。2 .利用试验设备正确接线。画出整体原理图。3 .编程调试程序。4 .画出程序

30、流程图一 .要求将三个定时/计数器分别设为不同的工作方式，对同一输入信号计数，在三个输出端分别对输入信号进行2分频、4分频、8分频，用示波器视察其波形。设定+、-键确定分频大小（初值自定）。二 .目的1 .了解8253定时/计数器的的工作原理,驾驭其编程方法。2 .驾驭读取键盘信息的方法。三 .原理及手段1 .所需设备：CPU挂箱、接口挂箱、CPU模块（8OC31）定时器及并行I/O扩展模块2 .8253应用原理图所示。CS) Cfl C C DCSO DCfl LCg 陵，C斑J3D)DlD2D5DIDJDtD7CcccccccOUIOGZEO CLKOOUIl OAIElCLKlOUI2G

31、NE2CLK2119 II一 D 8255CLK0 GNHo OUIOTF-IJ I 一 17 &J3CLK1 GNEl OUIl TiI18 54I一S82J3CLK2 GKIE OUI2CS8253接CS2,8253CLK08253CLK2接CPU挂箱的CLK2,GATE0GATE2接Kl（高电平）。4.自编程序运行，用示波器分别视察OUT1、OUT2、0UT3的波形。变更输入信号的频率，视察输出信号的变更。四.编程要点1 .编读键盘子程序，确定分频大小。2 .8253初始化。3 .调用读键盘子程序，存储分频值。4 .依据分频值设定计数器0,计数器1,计数器2初值。5 .等待。五.基本任务

32、1 .学习8253定时器工作原理。2 .依据试验设备正确连接键盘和8253,画出整体原理图。3 .调通读键盘子程序。4 .调通主程序。5 .回出程序流程图。题目12三相步进电机限制（34,35,36,37号同学做）一.要求1 .连接两个键表示电机正反转。再连接两个键表示电机转动的步数（初值自定）。2 .连接一个LED显示正反转的状态。E表示正转，F表示反转。3 .接收从键盘传来的步数及方向信息，驱动步进电机按相应的方向前进相应的步数。二.目的1 .驾驭步进电机的工作原理和限制方法。2 .驾驭读取键盘信息的方法。.原理及手段1 .硬件资源：本试验设备由45BC340C型步进电机及其驱动电路组成。

33、2 .步进电机原理：一般电动机都是连续旋转，而步进电动却是一步一步转动的，故叫步进电动机。每输入一个脉冲信号，该电动机就转过肯定的角度（有的步进电动机可以干脆输出线位移，称为直线电动机）。因此步进电动机是一种把脉冲变为角度位移（或直线位移）的执行元件。步进电动机的转子为多极分布，定子上嵌有多相星形连接的限制绕组，由特地电源输入电脉冲信号，每输入一个脉冲信号，步进电动机的转子就前进一步。由于输入的是脉冲信号,输出的角位移是断续的，所以又称为脉冲电动机。随着数字限制系统的发展，步进电动机的应用将渐渐扩大。步进电动机的种类许多，按结构可分为反应式和激励式两种；按相数分则可分为单相、两相和多相三种。反

34、应式步进电动机的结构示意图图7是反应式步进电动机结构示意图，它的定子具有匀称分布的六个磁极，磁极上绕有绕组。两个相对的磁极组成一组，联法如图所示。模块中用到的45BC340型步进电机为三相反应式步进电机，下面介绍它单三拍、六拍及双三拍通电方式的基本原理。1）单三拍通电方式的基本原理设A相首先通电（B、C两相不通电），产生A-A，轴线方向的磁通，并通过转子形成闭合回路。这时A、A,极就成为电磁铁的N、S极。在磁场的作用下，转子总是力图转到磁阻最小的位置，也就是要转到转子的齿对齐A、A极的位置（图8a）；接着B相通电（A、C两相不通电），转了便顺时针方向转过30,它的齿和C、L极对齐（图8c）O不

35、难理解,当脉冲信号一个一个发来时，假如按AfCfBfAf的依次通电，则电机转子便逆时针方向转动。这种通电方式称为单三拍方式。（a）AIH通电（b）B相通电（cC相通电单三拍通电方式时转子的位置2）六拍通电方式的基本原理设A相首先通电，转子齿与定子A、A对齐（图9a）。然后在A相接着通电的状况下接通B相。这时定子B、B，极对转子齿2、4产生磁拉力，使转子顺时针方向转动，但是A、A,极接着拉住齿1、3,因此，转子转到两个磁拉力平衡为止。这时转子的位置如图3b所示，即转子从图（a）位置顺时针转过了15。接着A相断电，B相接着通电。这时转子齿2、4和定子B、B极对齐（图9c）,转子从图（b）的位置又转

36、过了15。其位置如图9d所示。这样，假如按AfA、B-*BfBCfCfC、AfA的依次轮番通电，则转子便顺时针方向一步一步地转动，步距角15。电流换接六次，磁场旋转一周，转子前进了一个齿距角。假如按AfA、CfCfC、B-*B-B.AfA的依次通电，则电机转子逆时针方向转动。这种通电方式称为六拍方式。d)a.A相通电b.A、B相通电c.B相通电d.B、C相通电六拍通电时转子位置3）双三拍通电方式的基本原理假如每次都是两相通电，即按A、B-B、CfC、A-A、Bf的依次通电，则称为双三拍方式，从图3b,和图3d可见，步距角也是30。因此，采纳单三拍和双三拍方式时转子走三步前进了一个齿距角，每走一

37、步前进了三分之一齿距角；采纳六拍方式时，转子走六步前进了一个齿距角，每走一步前进了六分之一齿距角。因此步距角0可用下式计算：0=360o/ZrXm式中Zr是转子齿数；m是运行拍数。一般步进电动机最常见的步距角是3。或1.5。由上式可知，转子上不只4个齿（齿距角90。）,45BC340C有40个齿（齿距角为9。）。为了使转子齿与定子齿对齐，两者的齿宽和齿距必需相等。因此，定子上除了6个极以外，在每个极面上还有5个和转子齿一样的小齿。步进电动机的结构图如图10所示。三相反应式步进电动机的结构图由上面介绍可知，步进电动机具有结构简洁、维护便利、精确度高、起动灵敏、停车精确等性能。此外，步进电动机的转

38、速确定于电脉冲频率，并与频率同步。4）驱动电路本模块采纳星型接发，三相绕阻的公共端接+12V,另三端限制信号先经74HC04反相后驱动NPN三极管2N2222A,由三极管输出驱动步进电机，原理如图11所示：三相步近电机驱动电路3.连线CSo273OOAOlB02CCo四.编程要点1 .编制读键盘子程序。2 .编制LED显示子程序。3 .编制驱动三相步进电机转动子程序。可参考下列流程图：五.基本任务1 .学习驾驭三相步进电机工作原理2 .调通读键盘子程序。3 .调通LED显示子程序。4 .调通限制三相步进电机转动程序。5 .利用试验设备正确接线。画出整体原理图。6 .画出程序流程图。PLO 14

39、0一VccPl. 1 239PO. 0/ADPl.2 338PO. 1/ADPl. 3 437PO. 2/ADPl. 4 536PO. 3/ADPl 5 6 35PO 4 / ADPl. 6 一78031PO. 5/A13Pl. 7 833PO. 6/AURST 一9805132PO. 7/A0RXD/P3.01031EA*pTXD/P3.1H 875130ALE/PR0GINT0/P3. 21229丽lNP3. 31328P2. 7/A5T0/P3.41427P2. 6/A4T1/P3. 51526一P2. 5AW/P3. 61625P2. 4/A2T)P3. 71724P2. 3/A1XT

40、AL2一1823P2. 2/AoXTALl1922P2. 1/AVss 一2021P2. 0/ARXD/P2,1-148RESETTXD/P2.0-247一 EXTlNT 必 2HSI .0346-VpdHSIl-445-VREFHSI.2/HSO.4544-ANGNDHSI.3/HSO.5-643一ACH4/PO4H3O.0742-ACH5/PO5HSOl-841-ACH7/PO7HSO .2940-ACH6/PO5H9D.3-1039Vss 1138-VccVPP一1237-VssPWM/P2.51336-XTAIl-XTAL2-ALE/ADVIRI WR- N.C READY-14153

41、5341633-RDA15P4.71732-AD0/P3.0A14T4.61831-AD1/P3.1A13P4.51930-AD2/P32-AD3/P3 3A12T4.4 2029A1VP4.32128-AD4/P3.4A10T4.22227-AD5/P3 5A9/P4.12326-AD6/P3.6A8/P4.02425-AD7/P3.7MCS96男列片机系列。它含有比较丰富的软、硬件资源，适 用于要求较高的实时限制场合。它分为48引脚和 68引脚两种,以48引脚居多。引脚说明：RXDP2.1 TXD/P2.0：串行数据传出分发送和接受 引脚，同时也作为P2 口的两条口线HS 1.0HS 1.

42、3：高速输入器的输入端HSO.0HS0.5：高速输出器的输出端（有两个和 HSl共用）Vcc：主电源引脚（+5V）Vss:数字电路地引脚（OV）Vpd:内部RAM备用电源引脚（+5V）第三部分常用芯片引脚图一、单片机类1、MCS-51芯片介绍:MCS-51系列单片机是美国Intel公司开发的8位单片机,又可以分为多个子系列。MCS-5I系列单片机共有40条引脚，包括32条I/O接口引脚、4条限制引脚、2条电源引脚、2条时钟引脚。引脚说明：P0.0-P0.7：PO口8位口线，第一功能作为通用I/O接口，其次功能作为存储器扩展时的地址/数据兔用口。PI.0-P1.7：Pl口8位口线，通用I/O接口

43、无其次功能。P2.0P2.7：P2口8位口线，第一功能作为通用1/0接口，其次功能作为存储器扩展时传送高8位地址。P3.0P3.7：P3口8位口线，第一功能作为通用I/O接口，其次功能作为为单片机的限制信号。ALE/PROG：地址锁存允许/编程脉冲输入信号线（输出信号）PSEN：片外程序存储器开发信号引脚（输出信号）EA/Vpp：片外程序存储器运用信号引脚/编程电源输入引脚RST/VPD：身位/备用电源引脚2、MCS-96芯片介绍：MCS-96系列单片机是美国Intel公司继MCS-5I系列单片机之后推出的16位单VREF：A/D转换器基准电源引脚(+5V)AGND：A/D转换器参考地引脚XT

44、ALkXTAL2：内部振荡器反相器输入、输出端，常外接晶振。CLKOUT：内部时钟发生器的输出引脚，供应频率位晶振频率的1/3的脉冲供外部运用。PWM/P2.5：脉宽调制信号输出端/P2口的一位口线WR：写信号N.C：未用READY：片外存储器就绪信号A8/P4.0A15/P4.7：高8位地址线/P4口口线RST：复位引脚EXTINT/P2.2：外部中断/P2口口线ACH4P0.4ACH7P0.7:A/D转换器通道47/P0口高4位EA?片外程序存储器运用信号ALE/ADV：地址锁存允许信号/地址有效RD：读信号AD0/P3.0AD7/P3.7：地址低8位、数据/P3口8位口线。二、可编程接口芯片1、8155芯片介绍：8155内部带有256字节的静态RAM,两个可编程的8位并行I/O口PA、PB口PCsJ40VaPO2PC2TIMERIH3PCiRESETPCs45PCoFB;TIMEROUT10/M67PB&PBs