1、專題特寫：馬達與控制基于GAL16V8和ULN2003的步進電機驅動器的設計利用陣列邏輯器件 GALINS!電機實現控制， 給出了8 9C單片機控制的硬件、軟件設計實例任明巖 孫金英可擦除的PL器件，可以用來構成譯碼 器、優先級編碼器、多路開關、比較器、3 4今日電子 ？2007年6月專題特寫：馬達與控制引言在醫學檢驗中經常用到微孔板作為 測量載體，為提高測量的定位準確度和 運行的平穩性，需要進行 Y方向及X方 向順序運動，采用步進電機進行驅動是 很好的選擇。AT89C和5GAL16 簡介AT89C是 Atm（公司的低電壓、中斷口，2個1位可編程定時計數器，2 個全雙工串行通信口， 2個讀寫口

2、線，片 內時鐘電路。AT89C采用兩種軟件控 制其進入省電睡眠模式的靜態邏輯工作 閑置方式設計，可以用RAM、定時/計數器、串行口和外部中斷喚醒睡眠狀態 而繼續工作，在睡眠模式下，RAM 被凍 結，其他功能全部停止，直至下個外中斷觸發或硬件復位方可開始運行。特別 移位寄存器、計數器、總線仲裁器等。采 用GAL16器件對兩相和四相混和式 步進電機進行控制，不僅簡化了系統的 結構，降低了成本，而且編程靈活方便， 提高了系統的可靠性，使系統具有更強 的適應性。硬件設計本設計選用 GAL16為環形脈沖3 #今日電子 ？2007年6月專題特寫：馬達與控制分配器，ULN 2 0 0 3 （國產型號為5G1

3、413）是七路達林頓驅動器陣列，是個集電極高性能8位單片機，兼容標準MCS-5 1是可反復擦寫的F lash存儲器可有效地指令系統，引腳兼容工業標準 8 9C和1 降低開發成本。3 #今日電子 ？2007年6月專題特寫：馬達與控制3 #今日電子 ？2007年6月專題特寫：馬達與控制8 9C 芯片。AT89C有450個引腳，32通用陣列邏輯GAL（Generica開路aQC）輸出的反向器.最大驅動電流3 #今日電子 ？2007年6月專題特寫：馬達與控制3 #今日電子 ？2007年6月專題特寫：馬達與控制個外部雙向1/端口，同時內含 2個外圖1硬件驅動電路圖X 'IE 理?乜Logic）是

4、美國Lattice公司研制的一種電到5 0 0 m通常應用時是把負載3 5今日電子 ？2007年6月專題特寫：馬達與控制1 3 6今日電子 ？2007年6月專題特寫：馬達與控制1 步進電機的一端接到VDD(12V)上，另F6 =D1&D2&! D3&D4;匯編原碼如下一端接到輸岀引腳上,如16腳。為了防F5 =D1&D2&! D3&! D4;MOV12O:MOVR3,#5止程序進入死循環，增加了外部的硬件F4 =D1&! D2&D3&D4;MOV121:LCALLMOV12看門狗定時器 MAX8 13L,其內部的看F3 =

5、D1&! D2&D 3&! D4;12行前進程序1門狗定時器監控 UP/UC的工作。如果F2 =D1&! D2 & D3&D4;DJNZ R3,MOV121在1 .6s內未檢測到其工作，內部的定時F1 =D1& !D2 &!D3&!D4; MO VP1,#OH ;電機失電器將使看門狗輸岀WDO處于低電平狀endmotor。MOV RO, # 1O O設置軟件陷阱RDO 8:4態，WDO將保持低電平直到在 WDI檢LCALL DELY測到UP/UC的工作。將 WR和WDO當程序進入到非程序區，只要在非DJNZRO, RDO8

6、連接可使看門狗超時產生復位。采用兩程序區設置攔截措施，使程序進入陷M0V8 O:MOVR3, #13H片U LN2O分別驅動X、Y方向的步進阱，然后強迫程序回到初始狀態。如對MOV2CH, # 8列前進程序1電機。具體硬件電路如圖 1所示。CPU的R ST指令對應的字節碼為MOV81 :LCALL MOV84軟件設計步進電機的脈沖控制通常是由邏輯電路實現的。在計算機控制的系統中,可以通過編制程序，由擴展1/口輸岀脈沖來決定電機的運行方式、方向及轉速，但這種方式占用 CPU的時間過多。GA器件有多種型號，根據設計的需要,同時從經濟的角度考慮，選用GALl來實現四相混和式步進電機進行控制。使用ab

7、eL言編程，源碼如下。modulmottitleOperaof thedevtcesi thmotoDATAorp.FBIdevtD1,D2,D3,D4 pF1,F2,F3,F4,F5,OFFH如果不用的程序存儲區預先寫入OFFH,則當程序因干擾而“飛”到該區域執行代碼時，就相當于執行RS指令，從而達到系統復位的目的。程序流程如圖2所示。1smuV8F6,DJNZ R3 , MOV8 1MO V P 1, #OH ;電機失電MOV RO, # 1OHRDO9:單孔程序lcall ；測量Elyn列前進程序21O 2OO2DJNZRO, RDO 9setbeto ;開定時器oLCALL CQT單孔

8、測量程序CLRET O關定時器OLCALLQUITINC2 DHLCALLD1 OMS;延時 1msLCALLD1 OMS;延時 1msMOV8 5:MOVR4, #OCH;8,3,4,5； 如F7,F8 pin19,18,17,16,15,14,13,12;i；L-l fl titr 書”equationsF8 = D1&D2&D3&D4;F 7 = D1&D2&D3&! D4;MOV8 3: LCALL MOV8 6DJNZR4, MOV8 3MOVP1, #OHMOVRO, # 1 OHRDO 3:LCALLDELYDJNZRO, RDO

9、3SETBETO;開定時器OLCALL COTP;單孔測量程序3 #今日電子 ？2007年6月專題特寫：馬達與控制1 3 #今日電子 ？2007年6月專題特寫：馬達與控制1 （下轉第4 4頁）3 7今日電子 ？2007年6月專題特寫：馬達與控制CLRET關定時器0LCALLBK12 0MOV2DH, #0LCALLQUITLCALLLOCKOFFINC2EHINC2DHRD0 2:LCALL; BK列后 0DJNZR7, MOV8 0;循環行數次LCALLD 1 0MS;延時 1ms退程序LCALLD1 0MSMOVR0, #25 0結論DJNZ2CH,MO測量,5循環RD0A:LCALL D

10、ELY采用此設計的步進電機驅動系統具7次，LCALLDELY有運動平穩、速度快、控制精度高等優CJNER7, #1, RD02 ;判斷測DJNZR0, RD0A點，已應用于單光子分析計數儀的驅動量是否完畢RD0 1:MOV R5, #0BH系統。POP0 7HMOV123:LCALLMO1212C5行前進程序2參考文獻SETBP3. 3; P 3. 3=1 h i gh1石亞和.單片計算機接口技術.東北大voltage =450VDJNZR5,MOV123學自動化儀表教研室.LCALL BK0測量行列完畢，MOVP 1, #0H;電機矢電2美國LatticeGA的16V8 da3美國Alleg

11、roU公司的2 0 0t ashe返回初始位置程丿予MOVA, R74 4今日電子?2007 年6月（上接第3頁）asheet.圈嗟書障瀟斌電遵酒離即Rl:1 3K，1%R2:1 0K，1%R3 :1K,1%R4、R5 :1 0KR 6R7:0.3仗，1W, 1%Cl:4 70 0P%，5C2、C3:100 0PFC4:4 7F，50 VC5:0. |1 FD 1D 2、D3、D4D1FS4斬波頻率理論值：f = 1/0. 72?4 7 0 0 ?1013 ? 1 03= 2 2.7 kHz;驅動電流理論值：I p= (5 X1)/(10+1 )X50%X(1/0.3 3)實際測量結果如圖6,斬波頻率為0.68馬達能夠平穩加速到一定的速度，或者減速到停止。加減速曲線一般有 2種：漸進式和 階梯式。在汽車電動車窗的應用中， 階 梯式在實際使用中效果更好。階梯式加減速曲線見圖5。應用實例應用實例的