一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?br/>

　　了解步進(jìn)電機(jī)的工作原理，學(xué)習(xí)用單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方法，掌握定時(shí)器和中斷系統(tǒng)的應(yīng)用，熟悉單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試方法。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

　　單片機(jī)測控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
　　步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)?zāi)K
　　Keil開發(fā)環(huán)境
　　STC-ISP程序下載工具

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

　　編制MCS-51程序使步進(jìn)電機(jī)按照規(guī)定的轉(zhuǎn)速和方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并將已轉(zhuǎn)動(dòng)的步數(shù)顯示在數(shù)碼管上。

　　步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速分為兩檔，當(dāng)按下S1開關(guān)時(shí)，加速旋轉(zhuǎn)，速度從10轉(zhuǎn)/分加速到60轉(zhuǎn)/分。當(dāng)松開開關(guān)時(shí)，減速旋轉(zhuǎn)，速度恢復(fù)為10轉(zhuǎn)/分。當(dāng)按下S2開關(guān)時(shí)，按照逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；當(dāng)松開時(shí)，按照順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

　　本程序要求使用定時(shí)器中斷來實(shí)現(xiàn)，不準(zhǔn)使用程序延時(shí)的方式。

四、實(shí)驗(yàn)步驟

1、 預(yù)習(xí)

　　參考輔助材料，學(xué)習(xí)C51編程語言使用和步進(jìn)電機(jī)原理。

2、 簡單程序錄入和調(diào)試

（1）關(guān)于C51的中斷

　　本程序需要使用定時(shí)器定時(shí)，并使用中斷來同步。中斷程序的典型例子如下：
　　格式：void 函數(shù)名()interrupt 中斷號(hào) using 工作組
　　{
　　中斷服務(wù)程序內(nèi)容
　　}
　　注意：中斷不能返回任何值，所以前面是 void 后面是函數(shù)名，名字可以自己起，但不要與c語言的關(guān)鍵字相同；中斷函數(shù)不帶任何參數(shù)，所以 函數(shù)名后面的（）內(nèi)是 空的，中斷號(hào)是指單片機(jī)的幾個(gè)中斷源的序號(hào)。這個(gè)序號(hào)是單片機(jī)識(shí)別不同中斷的唯一標(biāo)志。所以一定要寫正確。
　　后面的using 工作組 是指這個(gè)這個(gè)中斷使用單片機(jī)內(nèi)存中 4 個(gè)工作寄存器的哪一組，c51 編譯后會(huì)自動(dòng)分配工作組，因此最后這句話我們通常省略不寫。

c51 中斷寫法實(shí)例：
　　void T1-time() interrupt 3
　　{
　　TH1=(65536-50000)/256;
　　TL1=（65536-50000）%256;
　　}
　　上面的意思是定時(shí)器 1 的中斷服務(wù)程序，定時(shí)器 1 的中斷服務(wù)序號(hào)是 3 ，因此我們要寫成 interrupt 3 ，服務(wù)程序的內(nèi)容是給 兩個(gè)初值寄存器裝入新值。。
　　寫中斷前的準(zhǔn)備：

　　A、TMOD 賦值 確定工作方式。T0 還是T1 的工作方式。
　　B、計(jì)算初值 裝入 TH0 TL0 或者 TH1 TL1
　　C、中斷方式時(shí) ，對(duì) IE 賦值，開放中斷。
　　D、使 TR0 和 TR1 置位，啟動(dòng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 定時(shí)/計(jì)數(shù)。

（2）關(guān)于定時(shí)器中斷的賦值

　　使用定時(shí)器時(shí)，首先應(yīng)由外部條件得到要定時(shí)的時(shí)間長度t，如本實(shí)驗(yàn)中，就是根據(jù)要求的速度計(jì)算出的每一步之間的間隔。然后選擇適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)器工作方式，去計(jì)算想要設(shè)定的計(jì)數(shù)器初值s，使用如下方程：

　?。?定時(shí)器最大位數(shù) － s）× 定時(shí)周期 =t 【定時(shí)周期 = 12/CPU晶振頻率】

　　得到的s需要分成高8位和低8位，分別放入計(jì)數(shù)器THx和TLx中（x為0或1）。如果s為負(fù)數(shù)，說明需要的定時(shí)時(shí)間太長，即使定時(shí)器的最大時(shí)間也無法滿足要求。這種情況下，需要加入軟件循環(huán)才能實(shí)現(xiàn)。我們可以將需要的定時(shí)時(shí)間分成n份，利用定時(shí)器達(dá)到t/n的時(shí)間長度，然后在定時(shí)器處理程序中，累計(jì)某一變量，如果到達(dá)n，說明總的時(shí)間t已經(jīng)達(dá)到。

　　要想使用定時(shí)器中斷，除了上面的定時(shí)器初值設(shè)定外，還需要將其他相關(guān)的特殊功能寄存器也都設(shè)置好。如果使用方式0和方式1，不要忘記在計(jì)數(shù)結(jié)束后重新恢復(fù)計(jì)數(shù)器初值。

3、 程序調(diào)試

　　用單步、斷點(diǎn)、連續(xù)方式調(diào)試程序，觀察狀態(tài)指示燈及電機(jī)狀態(tài)，檢查運(yùn)行結(jié)果。如果需要，可以將四個(gè)輸出信號(hào)的狀態(tài)同時(shí)輸出到P0口的某些位上，便于觀察。

4、 編寫程序，完成功能

五、實(shí)驗(yàn)原理

1、我們使用的單片機(jī)系統(tǒng)的頻率是12M；步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一周需要24步。

2、本步進(jìn)電機(jī)實(shí)驗(yàn)板，使用FAN8200作為驅(qū)動(dòng)芯片。CPU通過如下4個(gè)引腳與FAN8200相連，即：

3、本實(shí)驗(yàn)使用簡單的雙四拍工作模式即可，這也是FAN8200比較方便的工作方式。只要將CE1和CE2分別置為高，然后IN1和IN2按照預(yù)定的脈沖輸出，即01->11->10->00->01這個(gè)循環(huán)構(gòu)成一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)的輸出脈沖，將此序列翻轉(zhuǎn)，就是相反方向的輸出脈沖。

六、實(shí)驗(yàn)代碼

1 #include

2 typedef unsigned int uint;

3 sfr P4=0xC0;

4 sfr P4SW=0xBB;

5

6 sbit s1=P3^6;

7 sbit s2=P3^7;

8 sbit CE1=P1^1;

9 sbit CE2=P1^4;

10 sbit IN1=P3^2;

11 sbit IN2=P1^0;

12 sbit CLK=P4^4;

13 sbit DAT=P4^5;

14

15 uint count=0; //用于計(jì)已轉(zhuǎn)動(dòng)的步數(shù)

16 int flag=0; //用于給IN1、IN2傳值

17 //二極管顯示碼，存放在code區(qū)

18 uint code tab[] = {0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90};

19 int main()

20 {

21 P4SW=0x70;

22 TMOD=0x01;

23 EA=1;

24 ET0=1;

25 TR0=1;

26 CE1=CE2=1;

27

28 while(1);

29 }

30 void rotateShun(int flag)

31 {

32 //01 11 10 00

33 switch(flag)

34 {

35 case 0: IN1=0;

36 IN2=1;

37 break;

38 case 1: IN1=1;

39 IN2=1;

40 break;

41 case 2: IN1=1;

42 IN2=0;

43 break;

44 case 3: IN1=0;

45 IN2=0;

46 break;

47 }

48 }

49 /*01 11 10 00

50 * 反方向輸出為

51 * 00 10 11 01

52 * 摁下按鍵后，需向后走一位，所以為

53 * 10 11 01 00

54 */

55 void rotateNi(int flag)

56 {

57 //10 11 01 00

58 switch(flag)

59 {

60 case 0: IN1=1;

61 IN2=0;

62 break;

63 case 1: IN1=1;

64 IN2=1;

65 break;

66 case 2: IN1=0;

67 IN2=1;

68 break;

69 case 3: IN1=0;

70 IN2=0;

71 break;

72 }

73 }

74

75 void show(uint cnt){ //顯示一個(gè)數(shù)字

76 uint m, c,n;

77 m = tab[cnt];

78 for (n = 0; n < 8; n++){

79 CLK = 0;

80 //按位邏輯與，和1000 0000與，最高位保留，其他位置0，此處也可以與0x80比較大小來判斷

81 c= m & 0x80; //每次取一位，送往DAT

82 if(c==0)

83 DAT=0;

84 else

85 DAT=1;

86 CLK = 1;

87 m<<= 1;

88 }

89 }

90

91 void display(uint cnt){ //顯示

92 show(cnt%10); //個(gè)位

93 cnt /= 10;

94 show(cnt%10); //十位

95 show(cnt/10); //百位

96 }

97

98 void timeInt0() interrupt 1

99 {

100 if(s1==1)

101 {

102 /*不按s1，10r/min=240pace/min=960次/min，

103 *即每分鐘給IN1和IN0送值960次，每次間隔60/960=0.0625s=62.5ms

104 */

105 TH0=(65536-62500)/256;

106 TL0=(65536-62500)%256;

107 if(s2==1)

108 {

109 rotateShun(flag);

110 }

111 if(s2==0)

112 {

113 rotateNi(flag);

114