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时间:2018-12-14
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1、23目录步进电机原理及硬件设计21单片机电路21.1AT89C51单片机的组成结构21.2AT89C51单片机的引脚及功能42步进电机62.1步进电机的工作原理62.2步进电机的驱动73电源114软件程序设计114.1三相六拍环形分配......................................................................114.2主程序的设计12总结19参考文献2123231步进电机原理与硬件设计1单片机电路本系统采用A89C51单片机产生控制信号单片机内部的内存即可满足要求。如需要扩展较多的外部RAM和ROM可加上数
2、据缓冲器。步进电机控制信号通过AT89C51单片机其中一个口进行扩充。为了增加步进电机工作的灵活性,在启动步进电机工作之后,当有键按下,设置产生外部中断,达到灵活控制电机的目的。下面介绍一下AT89C51单片机。1.1AT89C51单片机的组成结构AT89C51单片机内部硬件结构框图如图2所示。它由一个8位中央处理器(CPU)、一个256B片内RAM及4KBFlashROM、21个特殊功能寄存器、4个8为并行I/O口以及中断系统等部分组成,各功能部件通过片内单一总线连成一个整体,集成在一块芯片上。(1)CPUCPU是单片机的核心部分,CPU包括两个基本部分:运算器和控制
3、器。①运算器运算器即算术逻辑单元ALU,是进行算术或逻辑运算的部件。可实现算术运算和逻辑运算。操作的结果一般送回累加器ACC,而其状态信息送至程序状态寄存器PSW。②控制器控制器是用来控制计算机工作的部件。控制器接收来自存储器的指令,使各部件协调工作,完成指令所规定的操作。2323图2AT89C51单片机内部结构示意图(2)内部存储器①内部数据存储器AT89C51芯片内共有256B(地址为00H-FFH)的数据存储器,其中高128B(地址为:80H-FFH)被专用寄存器占用,能作为寄存器供用户使用的只是低128B(地址为:00H-7FH),用于存放可读写的数据,如程序执
4、行过程中的变量。②内部程序存储器AT89C51共有(地址为:0000H-0FFFH)的flash程序存储器,用于存放程序、原始数据或表格常数。(3)定时/计数器AT89C51共有两个16位的定时/计数器都可以设置成计数方式,用于对外部事件进行计数;也可设置成定时方式,并可以根据计数或定时的结果实现对单片机运行的控制。(4)并行I/O口2323用于进行单片机内外的传输,4个8位的I/O口(P0、P1、P2、P3)。每个8位的口,既可用作输入口,也可用作输出口,每个口即可以8位同步读写,又可对每一位进行单独的操作。标准I/O口的主要功能相当于一个8位锁存器,能存储一个字节的
5、二进制数据,以保持与之相连接的8条口线各自电位的高低状态。1.2AT89C51单片机的引脚及功能AT89C51共有40个引脚,下面介绍一下它们的主要功能。(1)P0口P0口某一位的结构图如图3所示,一个输出锁存器、两个三态缓冲器、一图3P0口的结构示意图个转换开关MUX、一个输出驱动电路(T1和T2)和一个与门及一个非门组成。(2)P1,P2,P3口P1口是唯一的单功能口,位结构图如图4所示,仅能作为通用I/O口使用,P1口是8位准双向口,作通用输入/输出口使用,Pl口有别于P0口,它接有内部上拉电阻。P1口的每以一位可以独立地定义为输人或者输出,因此,P1口既可作为8
6、位并行输入/输出口,又可作为8位输入/输出端。CPU既可以对P1口进行字节操作,又可以进行位操作。当作输入方式时,该位的锁存器必须顶写1。P2口是8位准双向输入/输出接口,当外接程序存储据时,P2口给出地址的高8位,此时不能用作通用,I/O口。当外按数据存储器时,若RAM小于256KB,用R0、R1作间址寄存器,只需要P0口送出地址低8位,P2口可以用2323图4P1口的位结构图作通用I/O;若RAM大于256KB,必须用16位寄存器DPTR作间址寄存器.则P2口只能在一定限度内作一股I/O口使用。P3口是多功能口,同P0口一样,当做输入口时,必须先向锁存器写“1”,使
7、场效应管T截止。(3)主电源引脚GND和VccGND(20):接地;Vcc(40):正常操作时接十5V电源(4)外接晶体引脚XTAL1和XTAL2当外接晶体振荡器时,XTAL1和XTAL2分别接在外接晶体两端,当采用外部时钟方式时,XTAL1接地,XTAL2接外来振荡信号。(5)控制引脚RST/Vpp(9):当振荡器正常运行时,在此引脚上出现二个机器周期以上的高电平使单片机复位。Vcc掉电期间,此引脚可接备用电源,以保持内部RAM的数据。当Vcc下降掉到低于规定的水平,而VPD在其规定的电压范围内,VPD就向内部RAM提供备用电源。ALE
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