步进电机驱动运动工作台控制系统_设计毕业论文(编辑修改稿)

步进电机驱动运动工作台控制系统_设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

中断（当INTM为 1 时输出低电平脉冲中断，参考 节和 ）。 CH452 所提供的按键代码为 7 位，位 2～位 0 是列扫描码，位 5～位 3 是行扫描码，位 6 是状态码（键按下为 1，键释放为 0）。 例如，连接 DIG3 与 SEG4 的键被按下，则按键代码是 1100011B 或者 63H，键被释放后，按键代码通常是 0100011B或者 23H（也可能是其它值，但是肯定小于40H），其中，对应 DIG3的列扫描码为 011B，对应 SEG4的行扫描码为 100B。 单片机可以在任何时候读取按 键代码，但一般在 CH452检测到有效按键而产生键盘中断时读取按键代码，此时按键代码的位 6总是 1，另外，如果需要了解按键何时释放，单片机可以通过查询方式定期读取 第 8 页 按键代码，直到按键代码的位 6为 0。 下表是在 DIG7～ DIG0 与 SEG7～ SEG0之间 8 8 矩阵的顺序编址，既是按键编址，也是数码管段位、发光管 LED 阵列以及光柱的编址。 由于按键代码是 7位，键按下时位 6总是 1，所以当键按下时， CH452 所提供的实际按键代码是表中的按键编址加上 40H，也就是说，此时的按键代码应该在 40H到 7FH之间。 表 CH452按键编址 单片机控制单元模块电路 控制原理 本次设计是以单片机为核心进行设计的。 在整个单片机控制系统中， CPU 既是运算处理中心，又是控制中心，是控制系统最关键的器件。 本系统中选用与 MCS51 系列完全兼容的AT89C52 单片机， AT89C52 可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积，提高系统可靠性，降低系统成本。 89C52 的 P2 口输出的矩形脉冲信号直接控制步进电机的正反转，两台电机需 4 个控制信号，一根信号线备用。 工作台上行程开关的检测信号经光电隔离器件后送到单片机，这样可以实现单片机与电机工作电路的隔离，起到了抗干扰和保护的作用，也有 3 个备用。 工作台工作时的指示灯则由 P14P17和 T0、 T1 控制，分别用于提示操作人员工作台是在哪个坐标上朝哪个方向运动。 第 9 页 P 101P 112X T A L 24X T A L 15P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0732P 0633P 0534P 0435P 0336P 0237P 0138P 0039P 2728P 2627P 2526P 2425P 2324P 2223P 2122P 2021A L E30P S E N29RD17WR16R S T9EA31R X D10T X D11I N T 012I N T 113T014T115 A T 8 9C 5 1V C C2PFI4MR1G N D3R E S T7W D I6W D O8PFO5R91KR 103. 3KV C CK 65C330 PC430 PY112 M1 2 3 4 5 6 7 8I N P U T12345678D r iv e rU3U4U5U6U7U2U1R 212KR 222KR 232KR 242KR 252KR 262KR 272KR 3120 0R 3220 0R 3320 0R 3420 0R 3520 0R 3620 0R 3720 0P 07P 06P 05P 04P 03P 02P 01V C C 1 2U 1A74 071 2U 2A74 071 2U 3A74 071 2U 4A74 071 2U 5A74 071 2U 6A74 07R 411KR 421KR 431KR 441KR 451KR 461K1 2 3 4 5 6 7 8O U T P U TV C CP 12P 13P 14P 15P 17P 16 图 单片机控制单元模块电路 光电耦合电路 电机的那个输入信号先经光电耦合器后送至单片机处理，这是由于步进电机的大功率、高电平会对单片机 产生较严重的干扰，不能直接把单片机产生的控制信号直接连在步进电机 第 10 页 上，需要进行强弱电隔离。 在实际运用中，对于强弱电隔离一般采用电子开关方法或光电隔离的方法，在这里我们采用光电隔离的方法，如图 所示。 光电耦合器件是把发光器件 (如发光二极管 )和光敏器件 (如光敏三极管 )集成在一起，通过光线实现耦合构成电 光和光 电的转换器件。 R1 R2H O N G W A I2 47 4A H C 1 G 141 2A7 40 4+ 5V 图 光电耦合电路 芯片 参数 本次 使用的单片机 AT89C52是美国 ATMEL 公司生产 COMS8 位单片机，如图 电路图所示。 参数如下 ： 8k Flash 闪速 ， 256 字节 RAM， 32 个 I/O， 3 个 16 位定时 /计数器，一个 6向量两级中断结构，一个全双通信口 ， 并有省电 模式。 第 11 页 图 AT89C52基本外围电路图 AT89C52 的内部逻辑框图如图 所示 图 AT89C52的内部逻辑框图 (3)控制引脚： 此类引脚提供控制信号，有的引脚还有复用功能。 (4)I/O 口引脚： P0 口：双向 8位三态 I/O 口，此口为地址总线（低 8位）及数据总线分时复用口，可驱动 8个 LS型 TTL 负载。 P1 口： 8位准双向 I/O 口，可驱动 4 个 LS 型 TTL负载。 P2 口： 8位 准双向 I/O 口，与地址总线（高 8 位）复用，可驱动 4个 LS型 TTL 负载。 P3 口： 8 位准双向 I/O 口，双功能复用口，可驱动 4 个 LS 型 TTL 负载。 除此之外， P3口还有第二功能，如表 所示： 第 12 页 表 P3口的第二功能 串行通信模块 串行通信有很多种，目前较常用的有 RS23 RS422 和 RS485，根据本设计的实际情况，RS232 串行通信可以满足要求， 232 电平与 TTL 电平的转换使用已广泛使用且效果良好的MAX232 芯片。 RS232通信协议 （ 1） RS232C 标准介绍 串行通信 接口标准中， RS232C 是目前最常用的一种串行通信接口。 RS232C 标准的全称是 EIARS232C 标准，该标准对串行通信的连接电缆和机械、电气特性、信号功能以及传输过程都进行了明确的规定，适合于数据传输速率在 020kb/s 范围内的通信。 （ 2） RS232C 中的引脚定义和电气特性 RS232C 中定义了 20根信号线，使用 25芯 D 型连接器 DB25 实现，后来为了简化串口的线路连接，出现了 9芯 D型连接器 DB9， DB9引脚的分布和信号说明分别如图 和表 所示。 162738495DB9TextDCDDSRRXDRTSTXDCTSDTRRIGND 图 DB9连接器引脚定义 表 DB9连接器信号说明 第 13 页 引脚号 符号缩写 方向 说明 1 DCD 输入 数据载波检出 2 RXD 输入 接受数据 3 TXD 输出 发送数据 4 DTR 输出 数据终端准备好 5 GND 信号地 6 DSR 输入 数据准备就绪 7 RTS 输出 请求发送 8 CTS 输入 允许发送 9 RI 输入 振铃提示 RS232C 标准的电气特性参数有带 37KΩ时驱动器的输出电平、输出开路时接受器的输出逻辑、输入经 300Ω接地时接收器的输出逻辑和驱动器转换速率等。 不同于传统的 TTL 等数 字电路的逻辑电平， RS232C 的逻辑电平以公共地为对称，其逻辑“ 0”电平规定在 +3V+25V之间，逻辑“ 1”电平规定在 3V— 25V 之间，因此需要使用正负极性的双电源供电。 本设计采用 MAX232 芯片实现单片机和上位机之间电平的转换，而且该芯片本身对电流具有一定的泵升的作用，因此广泛应用于串行通信中。 串行通信电路 RS232C 接口电路包括。