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第10章 系统应用实例10.1 步进电机控制系统10.2 红外线感应自动门控制系统10.3 通用多点温度控制系统10.1 步进电机控制系统10.1.1 步进电机控制原理10.1.2 步进电机控制程序设计10.1.3 步进电机变速控制返回本章首页图10-1 单片机控制三相步进电机原理图10.1.1 步进电机控制原理三相步进电机的通电方式有：（1）三相三拍通电方式： ABCA。（2）三相双三拍通电方式：ABBCCAAB。（3）三相六拍通电方式： AABBBCCCA。按以上顺序通电，步进电机正转。要使电机反转，将上述步进电机各相绕组的通电相序反过来即可。如三相三拍反转的通电方式为：ACB A。表10-1 三相六拍步进电机控制模型返回本节10.1.2 步进电机控制程序设计步进电机控制的任务就是：判断旋转方向按顺序送出控制脉冲判断脉冲是否送完正反转控制模型数据的存放单元见表10-2和表10-3，其中26H和2DH中存放模型结束标志，程序流程如图10-2所示。表10-2 正转控制模型数据表10-3 反转控制模型数据图10-2 程序延时控制程序流程图 返回本节10.1.3 步进电机变速控制图10-3 变速控制过程图10-4 变频控制程序流程图编写变频控制程序作如下说明：（1）利用定时器T0延时，其初值存放在EPROM的同一页中。降频是升频的逆过程。（2）步进电机控制模型数据及存放地址（如表10-210-5所示）。（3）在升、降频过程中，考虑步进电机惯性，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。 表10-4 标志位定义表 表10-5 初值分配表返回本节10.2 红外线感应自动门控制系统10.2.1 系统硬件电路10.2.2 红外线传感器集成芯片介绍10.2.3 系统软件结构返回本章首页10.2.1 系统硬件电路系统控制电路如图10-5所示。用MCS-51系列单片机与完全兼容的AT89C51作主控芯片，经扩展和接口电路构成控制系统。红外线传感器能以非接触形式检测人体中辐射出的红外线能量变化，并将此变化转变为电压信号输出。系统有自动和手动两种功能。电机选用单相交流电机，由三个控制信号P3.0、P3.1、P3.4来控制其正、反转和速度变换。 图10-5 红外线自动门控制系统原理图返回本节10.2.2 红外线传感器集成芯片介绍红外线传感器集成芯片BISS0001特点（如图10-6、10-7所示）：（1）用CMOS工艺，功耗低。（2）具有独立的高输入阻抗运算放大器，可与多种传感器匹配。（3）双向鉴幅器可有效抑制干扰信号。（4）内设延时和封锁定时器，性能稳定，调节范围宽。（5）内置参考电源。（6）工作电压范围宽（3V5V）。图10-6 BISS0001芯片引脚图图10-7 BISS0001芯片内部电路原理图返回本节10.2.3 系统软件结构整个系统软件主要由主程序、中断服务程序、门开启和关闭子程序、各种故障处理及报警子程序组成。主程序主要是完成系统进行初始化、中断设置、手动与自动切换等功能。中断服务程序包括两个外部中断和两个定时器中断（如图10-810-12所示）。 图10-8 系统主程序流程图 图10-9 T1中断服务程序流程图 图10-10 外部中断服务程序流程图图10-11 开门子程序流程图返回本节10.3 通用多点温度控制系统10.3.1 系统网络结构10.3.2 通信协议10.3.3 硬件电路10.3.4 软件设计返回本章首页10.3.1 系统网络结构图10-13 系统结构图返回本节10.3.2 通信协议1通信过程（1）写指令单片机发指令从机接收指令等待反馈接收信息 （2）读指令主机发指令从机接收指令等待从机取出参数给主机等待主机反馈接收信息2通信设定（1）从机站号 （2）通信速率（3）通信再试次数（4）校验方式3数据格式l主机到从机的通信数据格式 数据写入的格式有两种，数据写入指的是主单片机对从单片机的发送指令。格式A （读指令）格式B （写指令）l从机到主机的数据格式 不论主机发送的指令是何种格式，从机收到主机指令后都要向主机发回确认信息。格式A 格式B 返回本节10.3.3 硬件电路AT89C52单片机具有MCS-51内核，指令系统与MCS-51单片机100%兼容，片内有 8K Flash EPROM，256字节RAM，6个中断源，一个串行口，最高工作频率可达24M，完全可满足本系统的需要。主机管理各从机，负责系统的各温度测控点数据的收集与处理。从机负责现场数据的采集以及现场温度的控制。系统的主从机硬件结构原理图分别见图10-14和图10-15所示。返回本节10.3.4 软件设计1主机软件设计根据系统从机数量以及对温度控制响应实时性的要求，采取不同的时间间隔扫描各从机，读取各温度测控点的温度信息或发送控制指令。主机系统软件设计主要包括键处理模块、显示管理模块、通信读数据模块、通信写指令模块、故障处理模块等。2从机软件设计从机主要接收主机指令，完成主机规定的温度控制及相关操作。从机也配有键盘，允许用户现场控制温度。从机软件设计也包括键处理模块、温度数据采集（A/D）模块、显示模块、通信模块、输出管理模块、故障处理模块。图10-16 主机主程序流程图返回本节以下是利用TLC0832型A/D转换器进行数据采集的子程序。TLC0832引脚图及用法见从机系统图10-15。该型号A/D转换器是TI公司近年推出的新型两通道8位逐次逼近型转换器，允许差分输入方式工作。利用单片机的I/O口线进行数据的传输。TLC0832型 A/D转换器数据采集参考程序清单如下： CollectAD：PUSHPSW PUSHACC CLRCS MOVR6，#08H；计数初值，接收8位数据LOAD1：CLRCLK；产生时钟信号低电平，第1个脉冲 NOP SETBDI；发启动信号 NOP SETBCLK；产生时钟信号高电平 NOP NOP CLRCLK；第2个脉冲NOP SETBDI；SGL=1，单通道输入方式 NOP SETBCLK NOP NOP CLRCLK；第3个脉冲 NOP CLRDI；ODD=0，选择通道0 NOP SETBCLK NOP NOP CLRCLK；第4个脉冲NOP NOPLOAD2：SETBCLK NOP NOP NOP CLRCLK NOP MOVC，DO；读取TL