2.2 單片機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)控制器的核心采用89C51單片機(jī)，具有4K的可擦除程序存儲(chǔ)器，易于系統(tǒng)的擴(kuò)展和程序的改進(jìn)。采用P1口的四位作為鍵盤(pán)輸入控制，用K1，K2， K3控制延時(shí)狀態(tài)，K1按下延時(shí)3秒，K2按下延時(shí)4秒，K3按下延時(shí)5秒。K4控制運(yùn)行方向選擇，在順時(shí)針和逆時(shí)針之間進(jìn)行切換。數(shù)碼管采用串行顯示方式，對(duì)運(yùn)行狀態(tài)給以顯示，LED1顯示顯示方向選擇，“-”表示順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，“|”表示逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。LED2顯示的是延時(shí)時(shí)間，可顯示3，4，5三種狀態(tài)。參見(jiàn)圖3電氣控制框圖。

圖3 電氣控制框圖

3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1 軟件實(shí)現(xiàn)的功能分析

控制系統(tǒng)可以按要求來(lái)設(shè)定方向選擇，延時(shí)時(shí)間等，操作者可以方便的觀(guān)察控制系統(tǒng)的工作情況。

(1) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最小步距角為1.5°，每轉(zhuǎn)的步數(shù)為240步/轉(zhuǎn);

(2) 圓盤(pán)上15°一個(gè)固定器，一共可以安放24個(gè)玻璃管;

(3) 圓盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)15°的時(shí)間為1秒;

(4) 數(shù)字顯示部分為延時(shí)時(shí)間(可以設(shè)置為3，4，5秒);

(5) 噴頭與圓盤(pán)保持垂直以減少誤差。

3.2 控制系統(tǒng)的主程序流程圖

根據(jù)系統(tǒng)所應(yīng)完成的任務(wù)，設(shè)計(jì)主程序流程圖如圖4所示:

圖4 主程序流程圖

圖4中:

左1:走一步延時(shí)10ms用來(lái)尋找定位點(diǎn)，找到定位點(diǎn)后進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài);

左2:置數(shù)，用于設(shè)置10步一停，240步一判斷;

左3:正常運(yùn)行狀態(tài)，走1步延時(shí)0.1s，10步一停，延時(shí)T(T=3，4，5);

左4:240步為一周，旋轉(zhuǎn)一周后判斷是否有干擾丟步，若有，重新尋找定位點(diǎn)。

系統(tǒng)啟動(dòng)后，首先對(duì)端口及顯示進(jìn)行初始化，顯示清零，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)三相繞組處于失電狀態(tài)，然后對(duì)數(shù)字鍵和功能鍵的掃描。當(dāng)操作通過(guò)數(shù)字鍵的一個(gè)設(shè)定值后，設(shè)定值以十六進(jìn)制存入RAM單元，再以十進(jìn)制通過(guò)動(dòng)態(tài)LED顯示出來(lái);操作者確認(rèn)后，按下左(或右)行功能鍵，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)就會(huì)帶動(dòng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，延遲的時(shí)間通過(guò)靜態(tài)LED顯示出來(lái)。