最新单片机控制系统设计

4．屏蔽双绞线的接地
当采用屏蔽双绞线传送信号时，应将屏蔽 体与工作地连在一起，并应注意只能有 一个接地点，否则屏蔽体两端就会形成 回路，在屏蔽体上产生较大的噪声 .
5．接地系统
在一个完整的单片机应用系统中，存在 着三种类型的地：一是低电平电路地线， 如数字地、模拟地等；二是电动机、继 电器、电磁开关等强电设备的地(亦可称 为噪声地)；三是机壳、控制柜外壳地(也 称为金属件地)。
图8-5 程序延时控制流程图
步进电动机转速控制可由程序延时来完 成，也可由定时器延时来完成。这里以 程序延时为例。其程序流程如图8-5所示。
图8-5 程序延时控制流程图
步进电动机转速控制可由程序延时来完 成，也可由定时器延时来完成。这里以 程序延时为例。其程序流程如图8-5所示
图8-5 程序延时控制流程图
3．印刷电路板的地线分布原则 印刷电路板的地线分布一般应遵循下列 几个原则：
①TTL、CMOS器件的地线要呈辐射网状， 避免形成环状。
②线路板上的地线要根据通过电流的大小 决定其宽度，最好不小于3mm。
③旁路电容的地线不要太长
④功率地通过的电流信号一般较大，其地 线应较宽些，且必须与小信号地分开。
根据步进电动机控制方式，将环形节拍 控制字按顺序存放在一个表中，然后依 次从表中取出控制字并输出，这样即可 实现按要求对步进电动机的控制。表8-1 列出的为步进电动机工作在三相六拍时 的控制字。
2．步进电动机控制程序设计由前面的分 析可知，步进电动机控制的任务就是： ①判断旋转方向；②按顺序送出控制脉 冲；③判断脉冲是否送完。
二、步进电动机的主要参数 步进电动机的主要特性参数有： 1．步距角： 2．起动频率 : 3．连续运行频率: 4．最大静转矩： 5．静态步距角误差：
三、步进电动机的单片机控制
我们以单片机控制的三相步进电动机为 例来介绍步进电动机的单片机控制系统。 其原理图如图8-4所示。
1．系统工作原理
由前述步进电动机的工作原理可知，步 进电动机是在一定顺序的电脉冲控制下 运转的。
单片机控制系统设计
1．方案设计 (1)单片机机型和器件的选择 a．性能特点要适合所要完成的任务，避免
过多的功能闲置；
b．性能价格比要高，以提高整个系统的性 能价格比；
c．结构原理要熟悉，以缩短开发周期； d．货源要稳定，有利于批量的增加和系统
的维护。
(2)硬件与软件的功能划分
系统的硬件和软件要作统一的考虑。因 为一种功能往往是既可以由硬件实现， 又可以由软件实现。要根据系统的实时 性和系统的性能价格比进行综合确定。
①采用集成稳压块单独供电
②直流开关电源
③DC-DC变换器
（二）地线干扰及其抑制
1．一点接地wenku.baidu.com多点接地的应用
2．数字地与模拟地的连接原则
数字地指的是TTL或CMOS芯片、I/O接口电路 芯片、CPU芯片等数字逻辑电路的地端，以及 A/D、D/A转换器的数字地端。模拟地指的是 运算放大器、采样保持器等模拟器件的地和 A/D、D/A转换器中模拟信号的接地端。
2．硬件设计
(1)单片机电路设计
主要完成时钟电路、复位电路、供电电路、 I/O电路的设计
(2)扩展电路设计
主要完成程序存储器、数据存储器、I/O 接口电路的设计
(3)输入/输出通道设计
主要完成传感器电路、放大电路、多路开关、 A/D转换电路、D/A转换电路、开关量接口电 路、驱动及执行机构的设计。
POP A
RET
TPL: MOV A,R0
CLR C
SUBB A,#06H
MOV R0,A
AJMP LOOP1
DLY1：MOV A,#M1
LOOP:DEC A
DLY：MOV R2,#M
DJNZ R2,DLY1
RET
3．步进电动机变速控制
通常为了提高步进电动机的速率，使步 进电动机运行在其工作频率(此频率大于 启动频率)，需要低速启动、高速运转、 最后降速停止
接地系统示意图
（三）其它提高系统可靠性的方法
1．使用微处理器监控电路 2．软件抗干扰措施 ①输入/输出抗干扰 ②避免系统“死机”的方法
避免系统“死机”的方法有很多，除了 单片机集成的Watchdog功能外，还可以 采用软件陷阱的方法。
第三节 单片机在步进电动机控制中的应用
一、步进电动机的组成及工作原理 步进电动机种类很多，按运动方式分有旋转运 动式、直线运动式和平面运动式 错齿是促使步进电动机旋转的原因。
第二节 提高系统可靠性的常用方法
一、提高系统可靠性的常用方法 （一）电源干扰及其抑制 1．交流电源干扰及其抑制
在工业控制现场，生产负荷经常变化， 大型用电设备的启动、停止等，往往要 造成电源电压的波动，因此，我们一方 面要尽量使控制系统远离这些干扰源， 另一方面可在系统中采用干扰抑制器。
2．直流电源抗干扰措施
变频控制的方式很多，如直线方式、指 数方式、频率阶梯表法等。这里，以三 相六拍运行方式、定时器延时、直线升、 降频方式为例编写步进电动机的变速控 制程序。程序流图8-7 变频调速程序流 程图
程如图8-7所示。
图8-7 变频调速程序流程图
(3)在升、降频过程中，考虑步进电动机 的惯性，要求每改变一次频率，需持续 运行一定步数，称频率阶梯步长。采用 直线方式时，该值为常数。
(4)控制面板设计
主要完成按键、开关、显示器、报警等电路的 设计。
3．软件设计
结合硬件组成，首先明确软件部分各个模块的 功能，详细地画出各模块的流程图，然后进行 主程序设计和各模块程序设计，最后连接起来 得到完整的应用程序。
4．系统调试
将硬件和软件相结合，分模块进行调试， 修正和完善原始方案。最后进行整个系 统的调试，以达到控制系统的要求。调 试完成后将应用程序固化在程序存储器 中。
第四节 单片机在直流调速中的应用
一、直流电动机调速原理 对于直流电动机，其转速的表达式为： 式中：n为电动机的转速；U表示电动机
PUSH A
MOV R4,#N
CLR C
ORL C,D5H
JC
ROTE
MOV R0,#20H
JMPLOOP
ROTE： MOV R0,#27H
LOOP: MOV A,@R0
MOV P1,A
ACALL DLY
INC
R0
MOV A,#00H
ORL A,@R0
JZ
TPL
LOOP1:DJNZ R4,LOOP