1、<p><b>　　1緒論</b></p><p>　　1.1發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢</p><p>　　隨著現(xiàn)代城建的發(fā)展，在大中城市的中心建筑上安置塔鐘已越來越常見。塔鐘控制系統(tǒng)的核心部件是步進電機，早期的步進電機驅(qū)動電路多采用分立元件或CMOS集成電路的構(gòu)成、電路復雜，成本高，抗干擾能力弱，適應(yīng)溫度范圍窄，在各種惡劣環(huán)境下不能確?？煽康毓ぷ鳎邥r調(diào)整及調(diào)整顯示

2、也往往采用機械的方法，不僅調(diào)整困難，而且顯示也不夠直觀方便。這些建筑鐘所使用的電機容易出現(xiàn)誤觸發(fā)而快走，因為步距太大產(chǎn)生失步故障，解決上述問題的方法之一是采用小步距角高頻率驅(qū)動的步進電機，并用單片機加以控制。其后出現(xiàn)的以微電腦為核心的步進控制器有取代邏輯控制器的趨勢，但由于其微電腦多采用Z80單片機，故硬件較復雜，抗干擾能力差。再后來出現(xiàn)的MCS——96系列單片機，如8098內(nèi)部具有高速輸出口HSO，特別適合于步進電機控制，用8098單

3、片機作為步進電機控制器，使得系統(tǒng)具有硬件電路簡單可靠，軟件編程容易靈活，抗干擾能力強，性能，價格比高等優(yōu)點，通過簡單的編程就可以靈活地改變控制方式，具有很強的通用性。近年來出現(xiàn)的MCS——51系列單片機比MCS——96系列又有了更大發(fā)展。</p><p>　　1.2 本論文主要內(nèi)容</p><p>　　論文的第一章為緒論，介紹了國內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀以及論文研究的目的和意義等內(nèi)容；第二章介紹系統(tǒng)

4、總體方案以及塔鐘的相關(guān)知識——步進電機；第三章介紹了硬件部分設(shè)計；第四章進行了軟件部分編程；第五章是Proteus仿真圖。</p><p><b>　　2.建筑塔鐘的研究</b></p><p>　　2.1建筑塔鐘的總體方案設(shè)計</p><p>　　本設(shè)計的目的就是利用AT89C51系列單片機所開發(fā)的塔鐘控制系統(tǒng)來實現(xiàn)整點報時，斷電后啟用備用電

5、源記錄時間，恢復供電后快速調(diào)節(jié)正確時間等功能。比之以前的各種塔鐘系統(tǒng)具有更高的精準性，更高的抗干擾能力，性價比高，通用性強等優(yōu)點。下圖是總體設(shè)計框圖：</p><p>　　圖2.1 總體設(shè)計框圖</p><p>　　2.2建筑塔鐘相關(guān)知識——步進電機</p><p>　　2.2.1步進電機概述及控制原理 </p><p>　　步進

6、電機是一種能夠?qū)㈦娒}沖信號轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的機電元件，它實際上是一種單相或多相同步電動機。單相步進電動機有單路電脈沖驅(qū)動，輸出功率一般很小，其用途為微小功率驅(qū)動。多相步進電動機有多相方波脈沖驅(qū)動，用途很廣。</p><p>　　使用多相步進電動機時，單路電脈沖信號可先通過脈沖分配器轉(zhuǎn)換為多相脈沖信號，在經(jīng)功率放大后分別送入步進電動機各相繞組。每輸入一個脈沖到脈沖分配器，電動機各相的通電狀態(tài)就發(fā)生變化，轉(zhuǎn)子會轉(zhuǎn)

7、過一定的角度（稱為步距角）。</p><p>　　正常情況下，步進電機轉(zhuǎn)過的總角度和輸入的脈沖數(shù)成正比；連續(xù)輸入一定頻率的脈沖時，電動機的轉(zhuǎn)速與輸入脈沖的頻率保持嚴格的對應(yīng)關(guān)系，不受電壓波動和負載變化的影響。由于步進電動機能直接接收數(shù)字量的輸入，所以特別適合于微機控制。</p><p>　　步進電機區(qū)別于其他控制電機的最大特點是，它是通過輸入脈沖信號來進行控制的，即電機的總轉(zhuǎn)動角度由輸入脈

8、沖數(shù)決定，而電機的轉(zhuǎn)速由脈沖信號頻率決定。 </p><p>　　步進電機的驅(qū)動電路根據(jù)控制信號工作，控制信號由單片機產(chǎn)生。其基本原理作用如下： </p><p><b>　　1．控制換相順序 </b></p><p>　　通電換相這一過程稱為脈沖分配。例如：三相步進電機的三拍工作方式，其各相通電順序為A-B-C-

9、A,通電控制脈沖必須嚴格按照這一順序分別控制A,B,C相的通斷。</p><p>　　2．控制步進電機的轉(zhuǎn)向 </p><p>　　如果給定工作方式正序換相通電，步進電機正轉(zhuǎn)，如果按反序通電換相，則電機就反轉(zhuǎn)。 </p><p>　　3．控制步進電機的速度 </p><p>　　如果給步進電機發(fā)一個控制脈沖，它就

10、轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個脈沖，它會再轉(zhuǎn)一步。兩個脈沖的間隔越短，步進電機就轉(zhuǎn)得越快。調(diào)整單片機發(fā)出的脈沖頻率，就可以對步進電機進行調(diào)速。</p><p>　　雖然步進電機已被廣泛地應(yīng)用，但步進電機并不能象普通的直流電機，交流電機在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進電機卻非易事，它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業(yè)知識。 </p><p>　　

11、2.3步進電機種類及原理</p><p>　　步進電機可分為反應(yīng)式步進電機（簡稱VR）、感應(yīng)子式步進電機和混合式步進電機（簡稱HB）等。 </p><p>　　2.3.1反應(yīng)式步進電機原理</p><p>　　由于反應(yīng)式步進電機工作原理比較簡單。下面先敘述三相反應(yīng)式步進電機原理。</p><p><b>　　1.結(jié)構(gòu)：&l

12、t;/b></p><p>　　電機轉(zhuǎn)子均勻分布著很多小齒，定子齒有三個勵磁繞阻，其幾何軸線依次分別與轉(zhuǎn)子齒軸線錯開。0、1/3て、2/3て,（相鄰兩轉(zhuǎn)子齒軸線間的距離為齒距以て表示），即A與齒1相對齊，B與齒2向右錯開1/3て，C與齒3向右錯開2/3て，A'與齒5相對齊，（A'就是A，齒5就是齒1）下面是定轉(zhuǎn)子的展開圖：</p><p>　　圖2.2 定轉(zhuǎn)子展開圖&

13、lt;/p><p><b>　　2.旋轉(zhuǎn)：</b></p><p>　　如A相通電，B，C相不通電時，由于磁場作用，齒1與A對齊，（轉(zhuǎn)子不受任何力以下均同）。如B相通電，A，C相不通電時，齒2應(yīng)與B對齊，此時轉(zhuǎn)子向右移過1/3て，此時齒3與C偏移為1/3て，齒4與A偏移（て-1/3て）=2/3て。如C相通電，A，B相不通電，齒3應(yīng)與C對齊，此時轉(zhuǎn)子又向右移過1/3て，此時

14、齒4與A偏移為1/3て對齊。如A相通電，B，C相不通電，齒4與A對齊，轉(zhuǎn)子又向右移過1/3て這樣經(jīng)過A、B、C、A分別通電狀態(tài)，齒4（即齒1前一齒）移到A相，電機轉(zhuǎn)子向右轉(zhuǎn)過一個齒距，如果不斷地按A，B，C，A……通電，電機就每步（每脈沖）1/3て,向右旋轉(zhuǎn)。如按A，C，B，A……通電，電機就反轉(zhuǎn)。</p><p>　　由此可見：電機的位置和速度由導電次數(shù)（脈沖數(shù)）和頻率成一一對應(yīng)關(guān)系。而方向由導電順序決定。&l

15、t;/p><p>　　不過，出于對力矩、平穩(wěn)、噪音及減少角度等方面考慮。往往采用A-AB-B-BC－C-CA-A這種導電狀態(tài)，這樣將原來每步1/3て改變?yōu)?/6て。甚至于通過二相電流不同的組合，使其1/3て變?yōu)?/12て，1/24て，這就是電機細分驅(qū)動的基本理論依據(jù)。</p><p>　　不難推出：電機定子上有m相勵磁繞阻，其軸線分別與轉(zhuǎn)子齒軸線偏移1/m,2/m……(m-1)/m,1。并且導

16、電按一定的相序電機就能正反轉(zhuǎn)被控制——這是步進電機旋轉(zhuǎn)的物理條件。只要符合這一條件我們理論上可以制造任何相的步進電機，出于成本等多方面考慮，市場上一般以二、三、四、五相為多。 </p><p><b>　　3.力矩：</b></p><p>　　電機一旦通電，在定轉(zhuǎn)子間將產(chǎn)生磁場（磁通量Ф）當轉(zhuǎn)子與定子錯開一定角度產(chǎn)生力F與（dФ/dθ）成正比 </p>

17、<p>　　其磁通量Ф=Br*S Br為磁密，S為導磁面積， F與L*D*Br成正比L為鐵芯有效長度，D為轉(zhuǎn)子直徑 Br=N·I/R N·I為勵磁繞阻安匝數(shù)（電流乘匝數(shù)）R為磁阻。</p><p><b>　　力矩=力*半徑</b></p><p>　　力矩與電機有效體積*安匝數(shù)*磁密 成正比（只考慮線性狀態(tài)）因此，電機有效體積越大，勵

18、磁安匝數(shù)越大，定轉(zhuǎn)子間氣隙越小，電機力矩越大，反之亦然。</p><p>　　2.3.2感應(yīng)子式步進電機原理</p><p><b>　　1.特點：</b></p><p>　　感應(yīng)子式步進電機與傳統(tǒng)的反應(yīng)式步進電機相比，結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)子加有永磁體，以提供軟磁材料的工作點，而定子激磁只需提供變化的磁場而不必提供磁材料工作點的耗能，因此該電機效率高，電

19、流小，發(fā)熱低。因永磁體的存在，該電機具有較強的反電勢，其自身阻尼作用比較好，使其在運轉(zhuǎn)過程中比較平穩(wěn)、噪音低、低頻振動小。</p><p>　　感應(yīng)子式步進電機某種程度上可以看作是低速同步電機。一個四相電機可以作四相運行，也可以作二相運行。（必須采用雙極電壓驅(qū)動），而反應(yīng)式電機則不能如此。例如：四相，八相運行（A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A）完全可以采用二相八拍運行方式.不難發(fā)現(xiàn)其條件為C=A,D=B

20、。</p><p>　　一個二相電機的內(nèi)部繞組與四相電機完全一致，小功率電機一般直接接為二相，而功率大一點的電機，為了方便使用，靈活改變電機的動態(tài)特點，往往將其外部接線為八根引線（四相），這樣使用時，既可以作四相電機使用，可以作二相電機繞組串聯(lián)或并聯(lián)使用。</p><p><b>　　2.分類</b></p><p>　　感應(yīng)子式步進電機以相數(shù)

21、可分為：二相電機、三相電機、四相電機、五相電機等。以機座號（電機外徑）可分為：42BYG(BYG為感應(yīng)子式步進電機代號）、57BYG、86BYG、110BYG、（國際標準），而像70BYG、90BYG、130BYG等均為國內(nèi)標準。</p><p>　　2.4步進電機的靜態(tài)指標術(shù)語</p><p>　　相數(shù)：產(chǎn)生不同對極N、S磁場的激磁線圈對數(shù)。常用m表示。</p><p

22、>　　拍數(shù)：完成一個磁場周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)用n表示，或指電機轉(zhuǎn)過一個齒距角所需脈沖數(shù)，以四相電機為例，有四相四拍運行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍運行方式即 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A。</p><p>　　步距角：對應(yīng)一個脈沖信號，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移用θ表示。θ=360度/（轉(zhuǎn)子齒數(shù)J*運行拍數(shù)），以常規(guī)二、四相，轉(zhuǎn)子齒為50齒電機為例。四拍運行時步距角為θ=3

23、60度/（50*4）=1.8度（俗稱整步），八拍運行時步距角為θ=360度/（50*8）=0.9度（俗稱半步）。</p><p>　　定位轉(zhuǎn)矩：電機在不通電狀態(tài)下，電機轉(zhuǎn)子自身的鎖定力矩（由磁場齒形的諧波以及機械誤差造成的）</p><p>　　靜轉(zhuǎn)矩：電機在額定靜態(tài)電作用下，電機不作旋轉(zhuǎn)運動時，電機轉(zhuǎn)軸的鎖定力矩。此力矩是衡量電機體積（幾何尺寸）的標準，與驅(qū)動電壓及驅(qū)動電源等無關(guān)。<

24、;/p><p>　　雖然靜轉(zhuǎn)矩與電磁激磁安匝數(shù)成正比，與定齒轉(zhuǎn)子間的氣隙有關(guān)，但過份采用減小氣隙，增加激磁安匝來提高靜力矩是不可取的，這樣會造成電機的發(fā)熱及機械噪音。</p><p>　　2.5步進電機動態(tài)指標及術(shù)語：</p><p><b>　　1.步距角精度：</b></p><p>　　步進電機每轉(zhuǎn)過一個步距角的實際值

25、與理論值的誤差。用百分比表示：誤差/步距角*100%。不同運行拍數(shù)其值不同，四拍運行時應(yīng)在5%之內(nèi)，八拍運行時應(yīng)在15%以內(nèi)。</p><p><b>　　2.失步：</b></p><p>　　電機運轉(zhuǎn)時運轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。稱之為失步。</p><p><b>　　3.失調(diào)角：</b></p>

26、<p>　　轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機運轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差，采用細分驅(qū)動是不能解決的。</p><p>　　4.最大空載起動頻率：</p><p>　　電機在某種驅(qū)動形式、電壓及額定電流下，在不加負載的情況下，能夠直接起動的最大頻率。</p><p>　　5.最大空載的運行頻率：</p><p>　　電機在

27、某種驅(qū)動形式，電壓及額定電流下，電機不帶負載的最高轉(zhuǎn)速頻率。6.運行矩頻特性：</p><p>　　電機在某種測試條件下測得運行中輸出力矩與頻率關(guān)系的曲線稱為運行矩頻特性，這是電機諸多動態(tài)曲線中最重要的，也是電機選擇的根本依據(jù)。如下圖所示：</p><p>　　圖2.3 運行矩頻特性圖</p><p>　　其它特性還有慣頻特性、起動頻率特性等。</p>

28、<p>　　電機一旦選定，電機的靜力矩確定，而動態(tài)力矩卻不然，電機的動態(tài)力矩取決于電機運行時的平均電流（而非靜態(tài)電流），平均電流越大，電機輸出力矩越大，即電機的頻率特性越硬。</p><p><b>　　如下圖所示：</b></p><p>　　圖2.4 力矩與頻率關(guān)系圖</p><p>　　其中，曲線3電流最大、或電壓最高;曲線

29、1電流最小、或電壓最低，曲線與負載的交點為負載的最大速度點。 要使平均電流大，盡可能提高驅(qū)動電壓，使采用小電感大電流的電機。</p><p>　　7.電機的共振點： </p><p>　　步進電機均有固定的共振區(qū)域，二、四相感應(yīng)子式步進電機的共振區(qū)一般在180-250pps之間（步距角1.8度）或在400pps左右（步距角為0.9度），電機驅(qū)動電壓越高，電機電流越大，負載越輕，電機體積越小

30、，則共振區(qū)向上偏移，反之亦然，為使電機輸出電矩大，不失步和整個系統(tǒng)的噪音降低，一般工作點均應(yīng)偏移共振區(qū)較多。 </p><p>　　8、電機正反轉(zhuǎn)控制： </p><p>　　當電機繞組通電時序為AB-BC-CD-DA時為正轉(zhuǎn)，通電時序為DA-CA-BC-AB時為反轉(zhuǎn)。</p><p>　　2.6驅(qū)動控制系統(tǒng)組成</p><p>　　使用、控

31、制步進電機必須由環(huán)形脈沖，功率放大等組成的控制系統(tǒng)，其方框圖如下：</p><p>　　圖2.5 驅(qū)動控制系統(tǒng)方框圖</p><p><b>　　1、脈沖信號的產(chǎn)生</b></p><p>　　脈沖信號一般由單片機或CPU產(chǎn)生，一般脈沖信號的占空比為0.3-0.4左右，電機轉(zhuǎn)速越高，占空比則越大。</p><p><

32、;b>　　2、信號分配</b></p><p>　　感應(yīng)子式步進電機以二、四相電機為主，二相電機工作方式有二相四拍和二相八拍二種，具體分配如下：二相四拍為,步距角為1.8度；二相八拍為,步距角為0.9度。四相電機工作方式也有二種，四相四拍為AB-BC-CD-DA-AB,步距角為1.8度；四相八拍為AB-B-BC-C-CD-D-AB,(步距角為0.9度）。</p><p>

33、<b>　　3、功率放大</b></p><p>　　功率放大是驅(qū)動系統(tǒng)最為重要的部分。步進電機在一定轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩取決于它的動態(tài)平均電流而非靜態(tài)電流（而樣本上的電流均為靜態(tài)電流）。平均電流越大電機力矩越大，要達到平均電流大這就需要驅(qū)動系統(tǒng)盡量克服電機的反電勢。因而不同的場合采取不同的的驅(qū)動方式，到目前為止，驅(qū)動方式一般有以下幾種：恒壓、恒壓串電阻、高低壓驅(qū)動、恒流、細分數(shù)等。</p&g

34、t;<p>　　為盡量提高電機的動態(tài)性能，將信號分配、功率放大組成步進電機的驅(qū)動電源。SH系列二相恒流斬波驅(qū)動電源與單片機及電機接線圖如下：</p><p>　　圖2.6 單片機與驅(qū)動及電機接線圖</p><p>　　說明：CP 接CPU脈沖信號（負信號，低電平有效）OPTO 接CPU+5VFREE 脫機，與CPU地線相接，驅(qū)動電源不工作DIR 方向控制，與CPU地線相

35、接，電機反轉(zhuǎn)VCC 直流電源正端GND 直流電源負端 A 接電機引出線紅線</p><p>　　接電機引出線綠線 B 接電機引出線黃線接電機引出線藍線 </p><p>　　步進電機一經(jīng)定型，其性能取決于電機的驅(qū)動電源。步進電機轉(zhuǎn)速越高，力距越大則要求電機的電流越大，驅(qū)動電源的電壓越高。電壓對力矩影響如下：</p><p>　　圖2.7 電壓與力矩關(guān)系圖&

36、lt;/p><p><b>　　4.細分驅(qū)動器</b></p><p>　　在步進電機步距角不能滿足使用的條件下，可采用細分驅(qū)動器來驅(qū)動步進電機，細分驅(qū)動器的原理是通過改變相鄰（A，B）電流的大小，以改變合成磁場的夾角來控制步進電機運轉(zhuǎn)的。</p><p>　　圖2.8 合成磁場夾角圖</p><p>　　2.7步進電機的應(yīng)

37、用</p><p>　　2.7.1步進電機的選擇</p><p>　　步進電機有步距角（涉及到相數(shù)）、靜轉(zhuǎn)矩、及電流三大要素組成。一旦三大要素確定，步進電機的型號便確定下來了。</p><p><b>　　1.步距角的選擇</b></p><p>　　電機的步距角取決于負載精度的要求，將負載的最小分辨率（當量）換算到電機

38、軸上，每個當量電機應(yīng)走多少角度（包括減速）。電機的步距角應(yīng)等于或小于此角度。目前市場上步進電機的步距角一般有0.36度/0.72度（五相電機）、0.9度/1.8度（二、四相電機）、1.5度/3度 （三相電機）等。</p><p><b>　　2.靜力矩的選擇</b></p><p>　　步進電機的動態(tài)力矩一下子很難確定，我們往往先確定電機的靜力矩。靜力矩選擇的依據(jù)是電

39、機工作的負載，而負載可分為慣性負載和摩擦負載二種。單一的慣性負載和單一的摩擦負載是不存在的。直接起動時（一般由低速）時二種負載均要考慮，加速起動時主要考慮慣性負載，恒速運行進只要考慮摩擦負載。一般情況下，靜力矩應(yīng)為摩擦負載的2-3倍內(nèi)好，靜力矩一旦選定，電機的機座及長度便能確定下來（幾何尺寸）</p><p><b>　　3.電流的選擇</b></p><p>　　靜

40、力矩一樣的電機，由于電流參數(shù)不同，其運行特性差別很大，可依據(jù)矩頻特性曲線圖，判斷電機的電流（參考驅(qū)動電源、及驅(qū)動電壓）</p><p>　　綜上所述選擇電機一般應(yīng)遵循以下步驟：</p><p>　　圖2.8 選擇電機步驟</p><p><b>　　4.力矩與功率換算</b></p><p>　　步進電機一般在較大范圍內(nèi)

41、調(diào)速使用、其功率是變化的，一般只用力矩來衡量，力矩與功率換算如下：</p><p><b>　　P= Ω·M </b></p><p>　　Ω=2π·n/60 </p><p><b>　　P=2πnM/60</b></p><p>　　其P為功率單位為瓦，Ω為每秒角速度，單位為

42、弧度，n為每分鐘轉(zhuǎn)速，M為力矩單位為牛頓·米</p><p>　　P=2πfM/400(半步工作）</p><p>　　其中f為每秒脈沖數(shù)（簡稱PPS)</p><p>　　2.7.2應(yīng)用中的注意點</p><p>　　1、步進電機應(yīng)用于低速場合---每分鐘轉(zhuǎn)速不超過1000轉(zhuǎn)，（0.9度時6666PPS)，最好在1000-3000

43、PPS(0.9度）間使用，可通過減速裝置使其在此間工作，此時電機工作效率高，噪音低。</p><p>　　2、步進電機最好不使用整步狀態(tài)，整步狀態(tài)時振動大。</p><p>　　3、由于歷史原因，只有標稱為12V電壓的電機使用12V外，其他電機的電壓值不是驅(qū)動電壓伏值 ，可根據(jù)驅(qū)動器選擇驅(qū)動電壓（建議：57BYG采用直流24V-36V，86BYG采用直流50V,110BYG采用高于直流80

44、V），當然12伏的電壓除12V恒壓驅(qū)動外也可以采用其他驅(qū)動電源， 不過要考慮溫升。</p><p>　　4、轉(zhuǎn)動慣量大的負載應(yīng)選擇大機座號電機。</p><p>　　5、電機在較高速或大慣量負載時，一般不在工作速度起動，而采用逐漸升頻提速，一電機不失步，二可以減少噪音同時可以提高停止的定位精度。</p><p>　　6、高精度時，應(yīng)通過機械減速、提高電機速度,或采用

45、高細分數(shù)的驅(qū)動器來解決，也可以采用5相電機，不過其整個系統(tǒng)的價格較貴，生產(chǎn)廠家少，其被淘汰的說法是外行話。</p><p>　　7、電機不應(yīng)在振動區(qū)內(nèi)工作，如若必須可通過改變電壓、電流或加一些阻尼的解決。</p><p>　　8、電機在600PPS（0.9度）以下工作，應(yīng)采用小電流、大電感、低電壓來驅(qū)動。</p><p>　　9、應(yīng)遵循先選電機后選驅(qū)動的原則。<

46、;/p><p>　　2.8步進電機的特性</p><p>　　步進電機轉(zhuǎn)動使用的是脈沖信號，而脈沖是數(shù)字信號，這恰是計算機所擅長處理的數(shù)據(jù)類型。從20世紀80年代開始開發(fā)出了專用的IC驅(qū)動電路，今天，在打印機、磁盤器等的OA裝置的位置控制中，步進電機都是不可缺少的組成部分之一?？傮w上說，步進電機有如下優(yōu)點：</p><p>　　1．不需要反饋，控制簡單。</p&g

47、t;<p>　　2．與微機的連接、速度控制（啟動、停止和反轉(zhuǎn)）及驅(qū)動電路的設(shè)計比較簡單。</p><p>　　3．沒有角累積誤差。</p><p>　　4．停止時也可保持轉(zhuǎn)距。</p><p>　　5．沒有轉(zhuǎn)向器等機械部分，不需要保養(yǎng)，故造價較低。</p><p>　　6．即使沒有傳感器，也能精確定位。</p>&

48、lt;p>　　7．根椐給定的脈沖周期，能夠以任意速度轉(zhuǎn)動。但是，這種電機也有自身的缺點。</p><p>　　8．難以獲得較大的轉(zhuǎn)矩</p><p>　　9.不宜用作高速轉(zhuǎn)動</p><p>　　10．在體積重量方面沒有優(yōu)勢，能源利用率低。</p><p>　　11．超過負載時會破壞同步，高速工作時會發(fā)出振動和噪聲。</p>

49、<p><b>　　3 硬件部分設(shè)計</b></p><p><b>　　3.1電源設(shè)計</b></p><p>　　交流220V輸入電源經(jīng)變壓、整流、濾波產(chǎn)生+12v直流電壓供給步進電機；交流220V輸入電源經(jīng)變壓、整流、濾波產(chǎn)生+5v直流電壓提供單片機工作所需要的工作電源。備用電池在遭遇停電時，和單片機電源進行電壓比較然后供給單

50、片機繼續(xù)運行，保證停電時單片機正常運行記錄時間，當恢復供電后，單片機改變提供給步進電機的脈沖，加快步進電機轉(zhuǎn)速，當時間調(diào)節(jié)準確以后恢復正常轉(zhuǎn)速。</p><p>　　圖3.1供電系統(tǒng)工作原理框圖</p><p>　　3.1.1掉電保護系統(tǒng)</p><p>　　在本設(shè)計中，時鐘電路在遭遇停電時需要切換到備用電源繼續(xù)供電，時鐘電路就能持續(xù)工作，繼續(xù)記錄時間信息。<

51、/p><p>　　當然現(xiàn)在已有將微型電池集成到電路模塊的中的解決方案，但在考慮本設(shè)計只是一個模擬設(shè)計，所以選擇使用普通和簡單的模擬元器件來實現(xiàn)。</p><p>　　掉電保護原理，在此模塊中使用了一塊6264隨機存儲器來進行數(shù)據(jù)保護，6264中記錄的時鐘信息，每隔1分鐘反饋給AT89C51，以此來校對時間。當遭遇停電時，備用電池通過二極管自動接替供電，時鐘電路繼續(xù)運行。</p>

52、<p>　　圖3.2掉電保護系統(tǒng)工作原理圖</p><p>　　誤差分析：當主電源斷電時，這個端子上的電壓在總體下降的過程中會發(fā)生波動，顯然這會擾亂芯片的工作狀態(tài) 芯片的各管腳電壓會處于不穩(wěn)定狀態(tài)。若此時發(fā)生寫動作，很可能產(chǎn)生錯誤，即時鐘信息數(shù)據(jù)丟失。在恢復主電源供電的時候，有完全類似的問題，即電源電壓的瞬間波動導致片選信號和讀寫信號的波動，從而發(fā)生誤寫動作。</p><p>　

53、　考慮各種原因后，即使在遭遇停電狀況時，啟動備用電源后，單片機還能正常運行，繼續(xù)記錄時間信息，因此在恢復供電后可以采用LED數(shù)碼管顯示的時間來調(diào)整步進電機的轉(zhuǎn)速，使塔鐘的指針指向正確的時間。</p><p><b>　　3.1.2濾波電路</b></p><p>　　濾波電路的作用是濾除整流電壓中的紋波。常用的濾波電路有電容濾波、電感濾波、復式濾波及有源濾波。這里僅討

54、論電容濾波。</p><p>　　電容濾波電路是最簡單的濾波器，它是在整流電路的負載上并聯(lián)一個電容C。電容為帶有正負極性的大容量電容器，如電解電容、鉭電容等，電路形式如圖（a）所示。</p><p><b>　　1.濾波原理</b></p><p>　　電容濾波是通過電容器的充電、放電來濾掉交流分量的。圖（b）的波形圖中虛線波形為橋式整流的波形

55、。并入電容C后，在u2>0時，D1、D3導通，D2、D4截止，電源在向RL供電的同時，又向C充電儲能，由于充電時間常數(shù)τ1很小（繞組電阻和二極管的正向電阻都很?。?，充電很快，輸出電壓uo隨u2上升，當uC =后，u2開始下降u2<uC，t1~t2時段內(nèi)，D1~D4全部反偏截止，由電容C向RL放電，由于放電時間常數(shù)τ2較大，放電較慢，輸出電壓uo隨uC按指數(shù)規(guī)律緩慢下降，如圖中的ab實線段。b點以后，負半周電壓 u2>

56、uC，D1、D3截止，D2、D4導通，C又被充電至c點，充電過程形成uo = u2的波形為bc實線段。c點以后，u2<uC，D1~D4又截止，C又放電，如此不斷的充電、放電，使負載獲得如圖（b）中實線所示的uo波形。由波形可見，橋式整流接電容濾波后，輸出電壓的脈動程度大為減小。</p><p><b>　　3.3（a）電路</b></p><p><b&g

57、t;　?。╞）波形</b></p><p>　　圖3.3橋式整流電容濾波電路及波形</p><p>　　2.U0的大小與元件的選擇</p><p>　　由上討論可見，輸出電壓平均值U0的大小與τ1、τ2的大小有關(guān)，τ1越小，τ2越大，U0也就越大。當負載RL 開路時，τ2無窮大，電容C無放電回路，U0達到最大，即Uo=；若RL很小時，輸出電壓幾乎與無濾波

58、時相同。因此，電容濾波器輸出電壓在范圍內(nèi)波動，在工程上一般采用經(jīng)驗公式估算其大小，RL愈小，輸出平均電壓愈低，因此輸出平均電壓可按下述工程估算取值</p><p>　　對于單相橋式整流電路而言，無論有無濾波電容，二極管的最高反向工作電壓都是U2。關(guān)于濾波電容值的選取應(yīng)視負載電流的大小而定。一般在幾十微法到幾千微法，電容器耐壓應(yīng)大于。</p><p>　　圖3.4 220V變壓整流濾波后轉(zhuǎn)換

59、成5V原理圖</p><p>　　圖3.5 220V變壓整流濾波后轉(zhuǎn)換成12V原理圖</p><p>　　3.2步進電機的選擇</p><p>　　在理論上而言，為了提高塔鐘的精度，應(yīng)盡量降低機械運動速度，提高電機速度，采用高細分數(shù)的驅(qū)動器，但五相電機整個系統(tǒng)價格貴，生產(chǎn)廠家少，故不選用，二相和四相電機脈沖數(shù)不好計算，為了簡化參數(shù)計算，通過以上考慮，本設(shè)計選用75B

60、F003三相反應(yīng)式步進電機，其參數(shù)為：工作電壓12V，轉(zhuǎn)子齒數(shù)40，步距角1.5度，即240個脈沖1周，設(shè)轉(zhuǎn)速4轉(zhuǎn)/分，則960脈沖/分，及62.5ms/脈沖，空載頻率1250Hz，工作電流為4A，轉(zhuǎn)矩0.882N·M,線圈電阻0.82Ω,外徑為75mm。由于線圈內(nèi)阻極小，故必須在每個繞組上竄聯(lián)大功率限流電阻。在長期運行過程中，該電阻極易燒毀，如無適當電阻更換，可用混聯(lián)方法將眾多水泥電阻組成電阻組，并用散熱器冷卻散熱。驅(qū)動板上

61、含有三路相同的驅(qū)動電路，每一路驅(qū)動步進電機的一相，來自AT89C51輸出口的一路步進脈沖信號，在經(jīng)過二極管和電阻放大以及ULN2004A專用驅(qū)動芯片，驅(qū)動步進電機的一相。步進電機的驅(qū)動脈沖采用三相六拍制，即A—AB—B—BC—C—CA正轉(zhuǎn)。步進電機驅(qū)動脈沖代碼存于AT89C51的EEPROM內(nèi)，單片機順序取出脈沖代碼，以2轉(zhuǎn)/分的速度送入驅(qū)動板，驅(qū)</p><p>　　用AT89C51的P2.0,P2.1,P2.

62、2分別控制步進電機的A相,B相和,C相線圈.以A相為例,其控制過程為, 當P2.0輸出為高電平時，光電耦合器的發(fā)光二極管發(fā)光,光敏三極管導通，使擔負驅(qū)動任務(wù)的CMOS功率管T1導通,A相繞組通電.按照類似的邏輯分析,不難知道,當P2.0輸出低電平時,使A相繞組不通電,采用光電耦合器可以把工作在較大的脈沖電流狀態(tài)下的驅(qū)動電路與單片機隔離開來，還可避免單片機與步進電機功率回路的其他干擾。此外，它還具有在驅(qū)動電路發(fā)生故障時不致于讓功放部分較高

63、的電平串人單片機側(cè)招致?lián)p壞的功能。</p><p>　　圖3.6步進電機驅(qū)動電路原理圖</p><p><b>　　3.3時鐘顯示電路</b></p><p>　　時鐘顯示電路采用LED數(shù)碼管（也稱半導體數(shù)碼管），是目前數(shù)字電路中最常用的顯示器件。</p><p>　　數(shù)碼管是一種半導體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管。

64、數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點顯示）；按能顯示多少個“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到+5V，當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點亮。當某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。。共陰

65、數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應(yīng)字段就點亮。當某一字段的陽極為低電平時，相應(yīng)字段就不亮。</p><p>　　數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。</p><

66、p>　　1. 靜態(tài)顯示驅(qū)動：靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機的I/O端口進行驅(qū)動，或者使用如BCD碼二-十進制譯碼器譯碼進行驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O端口多，如驅(qū)動5個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要5×8＝40根I/O端口來驅(qū)動，要知道一個89S51單片機可用的I/O端口才32個呢：），實際應(yīng)用時必須增加譯碼驅(qū)動器進行驅(qū)動，增加了硬件電路的復雜性。</p

67、><p>　　2. 動態(tài)顯示驅(qū)動：數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的8個顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的I/O線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機對位選通COM端電路的控制，所以我們

68、只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的COM端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮時間為1～2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低

69、。</p><p>　　LED數(shù)碼管是以發(fā)光二極管作筆段并按共陰極方式或共陽極方式連接后封裝而成的。有兩種LED數(shù)碼管的外形與內(nèi)部結(jié)構(gòu)——公共陽極和公共陰極，a～g是7個筆段電極，DP為小數(shù)點。LED數(shù)碼管型號較多，規(guī)格尺寸也各異，顯示顏色有紅、綠、橙等。LED數(shù)碼管分共陽極與共陰極兩種，共陽極工作特點是，當筆段電極接低電平，公共陽極接高電平時，相應(yīng)筆段可以發(fā)光。共陰極LED數(shù)碼管則與之相反，它是將發(fā)光二極管的陰

70、極(負極)短接后作為公共陰極。當驅(qū)動信號為高電平才能發(fā)光。使用LED數(shù)碼管時，工作電流一般選10mA左右／段，既保證亮度適中，又不會損壞器件。本設(shè)計采用的是7SEG-MPX6-CA7SEG-MPX6-CA是集成了的六位七段共陽極數(shù)碼管。</p><p><b>　　3.4 按鍵控制</b></p><p>　　當遇到停電情況，步進電機停止運行，當恢復供電后，需要改變步

71、進電機轉(zhuǎn)速或者轉(zhuǎn)動方向來調(diào)整塔鐘指針指示到正確時間，因此需要按鍵來控制。</p><p>　　一共設(shè)置了5個按鍵，它們的名稱與功能分別如下所述：</p><p>　　1.正轉(zhuǎn)——使步進電機正轉(zhuǎn)，同時具有啟動電機功能</p><p>　　2.反轉(zhuǎn)——使步進電機反轉(zhuǎn)，同時具有啟動電機功能</p><p>　　3.加速——使步進電機轉(zhuǎn)速加快<

72、/p><p>　　4.減速——使步進電機轉(zhuǎn)速減慢</p><p>　　5.停止——使步進電機停止轉(zhuǎn)動，同時具有復位電機初始狀態(tài)功能</p><p>　　3.5各部分芯片選擇</p><p>　　主控制電路芯片選用AT89C51，步進電機驅(qū)動選用二極管和電阻以及專用驅(qū)動芯片ULN2004A，報時系統(tǒng)選用蜂鳴器報警。</p><p

73、>　　AT89C51單片機特性</p><p>　　AT89C51是一種低功耗,高性能的8位的CMOS微處理器芯片，片內(nèi)帶有4K字節(jié)的閃速可編及可擦除只讀存儲器,簡寫為PEROM。該芯片的制造采用了ATEML公司的高密度非易揮發(fā)存儲器的生產(chǎn)技術(shù)，并與工業(yè)標準的80C51指令集與管腳分布相兼容。片上的允許在線對程序存儲器重新編程，也可用常規(guī)的非易揮發(fā)存儲芯片編程器編程。AT89C51將功能多樣的8位CPU與P

74、EROM結(jié)合在同一個芯片上 為許多嵌人式控制應(yīng)用提供了高度靈活并且價格適宜的方案。</p><p>　　這種AT89C51具有以下標準特性:4K字節(jié)的PEROM,128字節(jié)的RAM,32條I/O線,兩個16位定時器/計數(shù)器,一個五源兩級的中斷結(jié)構(gòu),一個全雙I的串行口,片內(nèi)振蕩器與時鐘電路。AT89C51為PEROM陣列的編程提供了所有必需的時序與高電壓,不需要任何外部支持電路。此外,AT89C51還支持兩種軟件可

75、選的省電模式。其中閑置模式下,CPU停止工作,但RAM、定時器計數(shù)器、串行口與中斷系統(tǒng)仍然在起作用。在掉電模式下,只保存RAM的內(nèi)容,振蕩器停振,關(guān)閉芯片的所有其它功能,直到下一次硬件復位到來。</p><p><b>　　4 軟件部分編程</b></p><p>　　4.1時鐘電路主程序</p><p>　　所謂時鐘計時，就是以秒，分，時為單

76、位進行的計時，廣泛用于日常生活中。</p><p>　　選用的AT89C51的定時器/計數(shù)器來實現(xiàn)計時，是一個非常普遍的應(yīng)用。首先對幾個相關(guān)問題進行說明。</p><p>　　1.要計算計數(shù)初值。時鐘計時的關(guān)鍵問題是秒的產(chǎn)生，因為秒是最小的時鐘單位，但使用AT89C51的定時器/計數(shù)器進行定時，即使按做工作方式1，其最大定時也只能達到131ms，離1s還很遠。因此，把秒計時用硬件定時和軟件

77、計數(shù)想結(jié)合的方法實現(xiàn)，例如把定時器的定時設(shè)定為125ms，這樣計數(shù)8次就可以得到1s，而8次計數(shù)可用軟件方法實現(xiàn)。</p><p>　　為得到125ms定時，可以使用定時器/計數(shù)器0，以工作方式1進行，假定單片機為12MHz晶振，設(shè)計數(shù)初值為X，則有如下等式：</p><p>　　65536—X=125000</p><p>　　計算得計數(shù)初值X=3036，二進制表

78、示為101111011100，十六進制表示為0BDCH。</p><p>　　2.采用中斷方式，即通過中斷服務(wù)程序進行計數(shù)器溢出次數(shù)（每次125ms）的累計，計滿8次即得到秒計時。</p><p>　　3.通過程序中的數(shù)值累加和數(shù)值比較來實現(xiàn)從秒到分到時的計時。例如，秒計數(shù)單元每次加1，都要比較判斷是否計滿60.若未計滿60，則繼續(xù)計數(shù)；若計滿60，則轉(zhuǎn)去對分計數(shù)單元加1.</p&g

79、t;<p>　　4．設(shè)置時鐘顯示緩沖區(qū)。假定時鐘時間在6位LED顯示器上顯示（時，分，秒各占兩位）。因此，要在內(nèi)部RAM中設(shè)置6個單元的顯示緩沖區(qū)，從左向右依次存放時，分，秒的數(shù)值。顯示單元與LED顯示位的對應(yīng)關(guān)系如下：</p><p>　　4.1.1主程序MAIN</p><p>　　主程序的主要功能是進行定時器/計數(shù)器的初始化編程，然后通過反復調(diào)用顯示子程序的方法，等待1

80、25ms定時中斷的出現(xiàn)。其流程如下圖所示。</p><p>　　圖4.1 MAIN程序流程圖</p><p><b>　　程序如下：</b></p><p>　　ORG 8000H</p><p>　　START:AJMP MAIN</p><p>　　ORG 800BH</

81、p><p>　　AJMP PITO</p><p>　　ORG 8100H</p><p>　　MAIN:MOV R0,#70H 顯示緩沖首地址</p><p>　　MOV R7,#06H 顯示位數(shù)</p><p>　　ML1:MOV @R0,#00H

82、 顯示緩沖清0</p><p><b>　　INC R0</b></p><p>　　DJNZ R7,ML1</p><p>　　MOV 7AH,#0AH ;放入"熄滅符"數(shù)據(jù)</p><p>　　MOV TMOD,#01H 定時器0，工作方式

83、1</p><p>　　MOV TL0,#0DCH 裝計數(shù)初值</p><p>　　MOV TH0,#0BH</p><p>　　SETB TR0 TR0置1，定時開始</p><p>　　MOV IE,#01H 允許中斷</p><

84、p>　　MOV 30H,#08H 設(shè)置循環(huán)次數(shù)</p><p>　　ML0:LCALL DISPLAY 調(diào)用顯示子程序</p><p>　　SJMP ML0</p><p>　　4.1.2中斷服務(wù)程序PITO</p><p>　　中斷服務(wù)程序的主要功能是進行計時操作。程序開始先

85、判斷計數(shù)溢出是否滿了8次，若不滿8次表明還沒有到達最小計時單位秒，則中斷返回；若滿8次表明已到達最小計時單位秒，則程序繼續(xù)向下執(zhí)行，同理進行分和時的計時。其中計時到1小時的時候跳轉(zhuǎn)到報時子程序。其流程如下圖所示。</p><p>　　圖4.2 PITO程序流程圖</p><p><b>　　程序如下：</b></p><p>　　PITO:MO

86、V TL0,#0DCH 計數(shù)器重新加載</p><p>　　MOV TH0,#0BH</p><p>　　MOV A,30H</p><p>　　DEC A 循環(huán)次數(shù)減1</p><p>　　MOV 30H,A</p><p>　　J

87、NZ RET0 不滿8次，轉(zhuǎn)RETO返回</p><p>　　MOV 30H,#08H 滿8次，開始計時操作</p><p>　　MOV R0,#70H 秒顯示緩沖單元地址</p><p>　　ACALL DAAD1 秒加1</p

88、><p>　　MOV A,R2 加1后秒值在R2中</p><p>　　XRL A,#60H 判斷是否到60S</p><p>　　JNZ RET0 不到，則轉(zhuǎn)RETO返回</p><p>　　ACALL CLR0

89、 到60S,則秒顯示緩沖單元清0</p><p>　　MOV R0,#72H 分顯示緩沖單元地址</p><p>　　ACALL DAAD1 分加1</p><p>　　MOV A,R2</p><p>　　XRL A,#60H

90、 判斷是否到60MIN</p><p>　　JNZ RET0</p><p>　　ACALL CLR0 到60MIN，則分顯示緩沖單元清0</p><p>　　MOV R0,#74H 時顯示緩沖單元地址</p><p>　　ACALL DAAD1

91、 時加1</p><p><b>　　INC R3</b></p><p>　　MOV R4,R3</p><p>　　ACALL ABC 跳轉(zhuǎn)到報時程序</p><p>　　MOV A,R2</p><p>　　

92、XRL A,#24H 判斷是否到24H</p><p>　　JNZ RET0</p><p>　　ACALL CLR0 到24H，則時顯示緩沖單元清0</p><p><b>　　RET0:RETI</b></p><p>　　CLR

93、0:CLR A 清緩沖單元子程序</p><p>　　MOV @R0,A 10位數(shù)緩沖單元清0</p><p><b>　　DEC R0</b></p><p>　　MOV @R0,A 個位數(shù)緩沖單元清0</p>

94、<p><b>　　RET </b></p><p>　　4.1.3加1子程序DAAD1</p><p>　　加1子程序用于完成對秒，分，時的加1操作，中斷服務(wù)程序中在秒，分，時加1共有3處調(diào)用次子程序。流程圖如下：</p><p>　　加1子程序的操作共包括以下3項內(nèi)容：</p><p>　　1．合數(shù)。

95、由于每位LED顯示器對應(yīng)一個8位緩沖單元，因此，由兩位BCD碼表示的時間值各占用一個緩沖單元，且只占其低4位。所以在加1運算前需要把兩個緩沖單元中存放的數(shù)值合起來，構(gòu)成一個字節(jié)，然后才能進行加1運算。所以也稱為“合字”。</p><p>　　2．十進制調(diào)整。加1后須進行十進制調(diào)整。</p><p>　　3.分數(shù)。把加1后的時間值再拆分成兩個字節(jié)，送回各自的緩沖單元中。</p>

96、<p>　　圖4.3 加1子程序DAAD1程序流程圖</p><p><b>　　程序如下：</b></p><p>　　DAAD1:MOV A,@R0 加1子程序</p><p><b>　　DEC R0</b></p><p>&l

97、t;b>　　SWAP A</b></p><p>　　ORL A,@R0</p><p>　　ADD A,#01H 加1</p><p>　　DA A 10進制調(diào)整</p><p>　　MOV R2,A

98、 全值暫存R2中</p><p>　　ANL A,#0FH</p><p>　　MOV @R0,A</p><p>　　MOV A,R2</p><p><b>　　INC R0</b></p><p>　　ANL A,#0F0H&l

99、t;/p><p><b>　　SWAP A</b></p><p>　　MOV @R0,A</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　4.1.4報時子程序</p><p>　　報時子程序的功能是用于自動報時，每個1個小時便報一次時間，時間到了幾點就

100、響幾聲。</p><p><b>　　程序如下：</b></p><p>　　ABC:MOV TMOD,#00H 設(shè)置T1工作方式0</p><p>　　MOV TH1,#0FCH 設(shè)置計數(shù)初值</p><p>　　MOV TL1,#03H<

101、;/p><p>　　MOV IE,#00H 禁止中斷</p><p>　　SETB TR1 定時開始</p><p>　　LOOP:JBC TF1,LOOP1 查詢計數(shù)溢出</p><p>　　AJMP LOOP &

102、lt;/p><p>　　LOOP1:MOV TH1,#0FCH 重新設(shè)置計數(shù)初值</p><p>　　MOV TL1,#03H</p><p>　　CPL P2.7 輸出取反</p><p>　　DJNZ R3,ABC</p><p&g

103、t;　　MOV R3,R4</p><p>　　4.1.5顯示程序 </p><p>　　顯示數(shù)據(jù)在70H-75H單元內(nèi)，用六位七段LED共陽極數(shù)碼管顯示，P0口輸出段碼數(shù)據(jù)，P3口作掃描控制，每個LED數(shù)碼管亮1MS時間再逐位循環(huán)。</p><p><b>　　程序如下：</b></p><p>　　DISPLA

104、Y: MOV R1,#70H ;指向顯示數(shù)據(jù)首址</p><p>　　MOV R5,#0FEH ;掃描控制字初值</p><p>　　PLAY: MOV A,R5 ;掃描字放入A</p><p>　　MOV P3,A ;從P3口輸出</p><p>　　MOV A,

105、@R1 ;取顯示數(shù)據(jù)到A</p><p>　　MOV DPTR,#TAB ;取段碼表地址</p><p>　　MOVCA,@A+DPTR ;查顯示數(shù)據(jù)對應(yīng)段碼</p><p>　　MOV P0,A ;段碼放入P0口</p><p>　　LCALL DL1MS ;顯

106、示1MS</p><p>　　INC R1 ;指向下一地址</p><p>　　MOV A,R5 ;掃描控制字放入A</p><p>　　JNB ACC.5,ENDOUT ;ACC.5=0時一次顯示結(jié)束</p><p>　　RL A ;A中數(shù)據(jù)循環(huán)左

107、移</p><p>　　MOV R5,A ;放回R5內(nèi)</p><p>　　AJMP PLAY ;跳回PLAY循環(huán)</p><p>　　ENDOUT: MOV P3,#0FFH ;一次顯示結(jié)束，P3口復位</p><p>　　MOV P0,#0FFH ;P0

108、口復位</p><p>　　RET ;子程序返回</p><p>　　TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H;</p><p>　　1MS延時程序，LED顯示程序用</p><p>　　DL1MS: MOV R6,#14H</p

109、><p>　　DL1: MOV R7,#19H</p><p>　　DL2: DJNZ R7,DL2</p><p>　　DJNZ R6,DL1</p><p><b>　　RET0</b></p><p><b>　　4.2步進電機程序</b></p>

110、<p>　　該程序是三相反應(yīng)式步進電機程序，選用AT89C51作為控制芯片，12M晶振。P2口為輸出，P2.0為A相輸出， P2.1為B相輸出，P2.2為C相輸出。P1.0 是啟動；P1.4是停止。</p><p>　　圖4.4步進電機三相六拍正轉(zhuǎn)程序流程圖</p><p><b>　　程序如下：</b></p><p>　　OR

111、G 0000H       LJMP CLS      ORG 0030H      CLS: MOV A,#00H       MOV P1,#0FFH       M

112、OV R5,A      INC R5       DJNZ R6,CLS      AJMP STOP  跳到暫停程序處運行，電機處于停止狀態(tài)          

113、;X1: MOV R6,#240  步進電機步數(shù)送R6，電機為1.5度240，</p><p>　　START: MOV R5,#00H      START1: MOV A,R5      MOV DPTR,#TABLE  裝入電機正轉(zhuǎn)代碼A-AB-B-BC-C-CA到DPTR 

114、;    MOVC A,@A+DPTR      JZ START      CPL A      MOV P2,A  輸出到P2口電機運行       

115、0;  ACALL DELAY  調(diào)用延時，就是電機速度          INC R5  取下一代碼      DJNZ R6,START1  判斷代碼是否取完，如果沒有取完，就跳到START1\w   

116、;       JNB P1.0,STOP  判斷P1.0是否按下，如果按下為0電平，就轉(zhuǎn)到STOP 運行暫停           AJMP X1  如果P1.0為1電平就循環(huán)運行X1    

117、 k1: ACALL DELAY  消除P1.0按下前的毛刺                JNB P1.0,$  判斷P1.0是否放開,如果放開就運行下一調(diào)指令       

118、         ACALL DELAY  消除P1.</p><p><b>　　4.3按鍵控制程序</b></p><p>　　當遇到停電情況，步進電機停止運行，當恢復供電后，需要改變步進電機轉(zhuǎn)速或者轉(zhuǎn)動方向來調(diào)整塔鐘指針指示到正確時間，因此需要按鍵來控制。</p>