机械文献综述论文翻译

机械文献综述论文翻译含质量分布弹性连杆机构动态特性的调查研究G.G.Lowen、W.G.Jandrasits摘要本文对含质量分布弹性连杆机构动态特性的研究文献进行了调查。文章对多名作者的理论推导过程,解决方案和数值结果给与了特别关注。文章对引起参数化激励系统机构问题的选定参考文献也进行了深入讨论。一、背景随着现代对机械的需求增加，刚体分析可能不足以描述他们的性能。由速度和载荷的增加引起的弹性变形，除了会引起噪声和疲劳，还会导致位置的不准确。下列有关文献综述主要描述连续系统中的弹性连杆机构。对整个控制微分方程的推导给与了特别关注。作者以机构的加速度和承载力进行分组，不考虑横向力，以轴向加速度和连接销的力作为方程的系数，推导出偏微分方程，此方程为周期函数。文章对链接的横向振动和轴向振动进行了重点分析，因为参量的不稳定性可能发生共振。文章对解决的方法进行了讨论，并在可能的情况下，给出样本问题的机构尺寸，刚体运动所产生的偏差的大小可以适当的变化。这篇评论报告作者描述了弹性机构的系统分布，即在引用方面没做要求时，此方法被选为离散系统的代表。后面的这些出版物评论认为数学公式是有益的，大多数作者均用线性微分方程处理周期系数。当系统分布偏微分方程降低普通链接时，相同类型的Hill的方程被得出。补充的参考书目列出了一些工程和应用数学的相关文献，但评论者发现这些有用的题材，依然不具完整性。二、文献研究概况2.1只考虑横向作用O.Heck[5]是第一个处理连杆机构横向变形问题的人。19xx年他分析了曲柄滑块机构连杆的稳态振动，同时对两种方法的解决方案的准确性作了比较。该耦合器视为简支梁，惯性负载为刚体横向加速度分量。这个加速度表示傅立叶级数。解决方案考虑所产生的线性非齐次偏微分方程的第一种形式是无限双傅立叶级数。这个级数收敛很慢，第二种方法是弯曲的积分方程，采用静态偏转，横向加速度的影响作为一个功能描述。利用一三项求和的Gauss-Lobatto的配方帮助近似积分方程的求解。这提供了相同的结果，却少了很多的劳动。一个示例：制定了31.500英寸长的钢钩（近似尺寸：0.6英寸到1.6英寸，具有较大的机构平面的那个）。曲柄10-500英寸长，机构运行在3220转。连杆的中点挠度是0-007。（参见B.dizioglu[9]。）F.Geiger[12]研究了四连杆机构的摇臂，得出横向振动是由于这个链接的正弦变化的角位移引起。惯性载荷限制刚性体的切向加速度，不考虑所有的承载力，当所施加的力和力矩平衡时，得到四阶线性非齐次偏微分方程，不考虑转动惯量的元素，又是相当于随时间变化的横向负载梁。各次谐波的共振频率是截面以及链路长度函数的计算依据，它表明，共振的危险只存在于长且细的连杆。在单一的产品形式中可获得偏微分方程的特解，其中一部分时间被假定为正弦。它进一步示出弯曲应力如何计算。（参见V.Panferov的下面。）这些理论结果是通过实验验证得到，采用了约0-063长钢板，在弯曲方向的厚度和宽度为0.75英寸。大的振动，对应于预测的固有频率发生在约135转。Geiger指出，具有优良的照片显示，从上面的角速度开始，第二个模式下的振动（在约每分钟500转）的外观，偏转明显的衰减。出现这个奇怪的现象是因为Geiger没有考虑轴向力。V.Panferov[40]利用同样的推导方法，描述一四连杆机构的任意链接的横向弹性运动。转动惯量，刚体横向加速度的时间部分表示的傅立叶级数。由此产生的线性非齐次偏微分方程的解为双无穷级数。这是因为促进的方式略有不同而使上述加速度的位置部分以适当的傅立叶级数形式展开。作者指出，他的解决方案比Geiger的更准确。众所周知的Rayleigh的理论[46]：通过测定一些四连杆机构输出环节，及对固有频率的测定，得出结论转动惯量并不会影响结果。S.N.Kozhevnikov[30]解释了Panferov的有关耦合器的四连杆工作，并延伸考虑到简单的加速输入链接情况下的解决方案，得出机构的速度和加速度不是时间的周期函数。这个问题进一步被作者N.M.Dolgov[31]再次研究，即只有刚体加速度引起的强迫作用。作者指出，如果假定只有加速度的重大改变，则没有额外的表达框架。本文的主要贡献是探索第二加速度所产生的变形的影响。通过对时间的积分，帮助解决特别的部件，并整合一部分，实现一二项解决方案。第一项的总横向加速度的函数，第二个包含此加速度的导数。为了获得更深入的关于这些加速度项的相对大小，把他们都表示为指数系列。这最终导致了无量纲的关系，这是对耦合器的连杆点的反射影响的衡量。它表明，对于给定的加速功能，第二加速度随着连杆的第一固有频率的减小而影响逐渐降低。V.S.Vinogradov[50]测试了由含有中心点质量的四连杆机构的连杆横向挠度对承载力的影响。在例子的帮助下显示，不考虑弹性得到很多链接。同Panferov一样，他假设了一个刚体横向的耦合器的加速度，一个正弦项帮助一个差动元件。通过引入广义质量的概念，能够表达Dirac函数项对任意集中质量的链接的影响。假设一个单一的产品解决方案，形式上，他得到一个四阶线性常微分方程偏转的位置坐标作为独立变量。一个单独的整合得出了剪切力沿链路的表达。积分中的常量表示横向销曲柄末端的效果。为了评估这一点，需要必要的时刻以及进一步整合位移方程。由此在数字计算机上通过线性积分方程求解得到横向偏转的表达式。一个附加的数值程序测定上述引脚反应。并通过静态平衡得到摇臂端对应的销的反应式。该示例的链接长度0.47英寸，曲轴9.84英寸，耦合器7.87英寸，摇臂11.81英寸。从作者的惯性矩的数据来看，耦合器的矩形横截面的尺寸为0.125和0.250英寸之间。轴承负荷是那些单独计算刚体的1.07到2.22倍，机构的输入速度的变化在600到1800rpm之间。L.Hamburger[14]考虑了纵向和横向的汽车连接杆的固有频率。他考虑了楔横截面，以及将轴承杆放大。当与上述几何均匀截面杆的固有频率作比较，他发现一个锥形5左右的截面积不受任何纵向振动频率的影响。同时，钢筋端（习惯比）增加相同的运动频率10%至15%。横向振动的固有频率是变截面钢筋端部的约百分之4，由于增加，导致这个频率增加10-15%。而数学不关心任何共振条件，他指出，由于强迫频率比第一频率低得多，所以共振的危险不存在。R.C.Winfrey[55，56]应用有限元方法，采用分布式协同坐标来分析平面和空间机构。研究中的部分或全部链接可视为有弹性。这是一个用于结构分析的技术，假定弹性偏转和模态单元偏转引起产品某些部件的特定点坐标随时间变化，最终得到这些坐标的总和。最后，这些坐标表示每个固定接头机构的最终位置，由两个正交的线性位移和两个旋转组成。但只用接地面的旋转接头。利用R.Hartenberg和J.Denavit运动学分析技术测定刚体运动，用拉格朗日法得到微分方程中的应用。解耦的线性方程组的最后一集不包含周期系数的坐标，不考虑附加弯矩随轴向荷载。借助于数字计算机得到的假设和解决方案是，两者的质量和刚度矩阵成正比。三连杆机构，并联杆机构，班尼特机构，和曲柄摇杆机构，所有含0.100直径铝链接，均被选为示例。并联杆机构输出链路连接的耦合器的最大斜率被发现是大约0.3度，联动运行在1000转，以及以下方面：曲柄输出链接=5.656英寸，耦合器和地面连接=4英寸。作者发现当机器运行在相同的转速与包含类似的连接尺寸时，几乎相同的偏转的班尼特机构的坐标相同。曲柄摇杆机构的输入转速400转。大约17度的最大斜率被发现于摇在杆枢轴上。在这种情况下的尺寸分别为：曲柄=5.000英寸耦合器=11英寸，摇臂=10.500英寸，地面耦合器的平行连杆=10英寸，同时作者指出获得横向变形和弯曲应力的各个环节的计算非常复杂。2.2考虑横向和轴向双向作用W.MeyerzurCapellen[33]是承认的对轴向力横向弯矩贡献的首位研究者。应用此研究，他获得了周期系数偏微分方程的一个四连杆连接器的横向偏转表达式。最终表达的第四次序和非均质，乃力和力矩平衡的一个重要差分元素。忽略转动惯量，由Coriolis加速度，以及切向弹性变形所产生的加速度，得到一个线性方程。由于销轴力与摇臂耦合器联合，所以周期系数是有限的，只包含刚体摇臂不是耦合器。作者没有决解他的不同问题，但是，通过设置周期系数等于零简化了它。这减少了一个描述随时间变化的横向载荷作用下梁的挠度的表达。这种研究方法同O.Heck[15]的相同（见上文）。W.MeyerzurCapellen提供共振准则，同时表明对于某些关键的输入角速度，在没有阻尼下，耦合器的多个自然频率可以在同一时间激发。在结论中，作者指出，其结果是问题的唯一近似值，这与普通的周期系数微分方程相似，人们应要求待共振区，而不是共振点。A.H.Neubauer，Jr.，R..Cohen和A.S.Hall,Jr.[38]他们关心有关曲柄滑块机构的连杆的无阻尼的横向变形。用非线性，非齐次偏微分积分方程推导出，力和力矩的有限的链接部分平衡。同W.WeyerzurCapellen[33]一样，作者忽略了相同的加速度分量。但是他们最初的方程是较为完整的，因为它不仅包括总刚体引脚的力量，而且有弹性变形对他们效果的影响。进一步化简作用于连杆的轴向销力分量发现，将活塞的近似一次谐波同连杆组合，得到本文的第一个工作的线性微分方程。这表示一个简支梁不仅受销轴横向振动产生的附加弯矩的作用，同时还受轴向惯性力的作用。第二运算式忽略了后者的影响。解决方案由两个不同的途径获得：偏微分方程的有限差分法求解，及第二运算式-Mathieu方程，它是由Runge-Kutta法求解。当比较两种方法的结果时，作者发现，有限差分法的精度更高，因为它承认更多模式的偏转。所有的数值的例子给出了一个机构包含2英寸曲柄，12英寸连杆，以及一定的速度和机构参数。如果这些参数代表钢连杆厚度0.5英寸，机构的平面宽度1英寸，以及活塞的重量13.6磅，机构运行速度4330转。利用这些数据，用第一运算式的有限差分法，得到最大偏转约0.120英寸。当上述数据被用于第二运算式，并应用有限差分法，得出轴向惯性项导致的变形得到抑制。另一个数值的例子，是基于Mathieu方程，只改变一些速度参数。如果该机构尺寸被假定为跟上面的相同，活塞的重量变成8.5磅，其速度从1935转到5360转不同。同样，改变连杆中点挠度标绘的曲柄角度，作者发现，偏角变得无限接近这些周转率的上线范围。虽然他们没有提到具体的参数不稳定的可能性，但是目前的研究者进行的计算表明，5360转点位于StruttChart的不稳定区。第二篇：步进电机概述论文翻译文献综述26500字步进电机概述中英文资料对照外文翻译文献综述外文文献：KnowledgeofthesteppermotorWhatisasteppermotor：Thesteppingmotorasexecutingcomponents,electromechanicalintegrationisoneofthekeyproducts,widelyusedinavarietyofautomaticcontrolsystems.Withthedevelopmentofmicroelectronicsandcomputertechnology,thesteppermotordemandgrowwitheachpassingday,hasbeenappliedinvariousfieldsofthenationaleconomy.Steppingmotorisakindofelectricalpulsesintoangulardisplacementoftheimplementingagencies.Whensteppingdrivereceivesapulsesignal,itdrivessteppermotorrotateinthedirectionsetbyafixedangle(calledthe"step"),itistherotationatafixedanglestepbystepoperation.Thenumberofpulsestocontroltheamountofangulardisplacementthroughthecontrol,soastoachievethepurposeofaccuratepositioning;alsocancontrolthepulsefrequencytocontrolmotorrotationspeedandacceleration,soastoachievethepurposeofspeed.Specialmotorsteppermotorcontrolcanbeusedasa,usingitsnoaccumulationoferror(accuracyof100%)characteristics,widelyusedinallkindsofopen-loopcontrol.Nowmorecommonlyusedstepmotorcomprisessteppermotor(VR),permanentmagnetsteppermotor(PM),hybridsteppingmotor(HB)andsingle-phasesteppingmotor.Permanentmagnetsteppermotorforgeneraltwo-phase,torqueandsmallvolume,thestepangleis7.5degreeor15degree;Reactionsteppingmotorisgenerallythree-phase,canachieveahightorqueoutput,stepangleis1.5degrees,butthenoiseandvibrationaregreat.Therotormagneticcircuitmadeofsoftmagneticmaterialreactionsteppermotor,amulti-phaseexcitationwindingstator,usingmagnetic-1-torquechanges.Hybridsteppingmotorismixedtheadvantagesofpermanentmagnettypeandreactiontype.Itisdividedintotwophaseandfivephase:two-phasestepperangleis1.8degreeandfivephasestepperangleis0.72degrees.Applicationofthesteppingmotoristhemostwidely,isalsothissubdivisiondrivingofsteppermotorselectionscheme.Someofthebasicparametersofstepmotor:Thenaturalstepmotor:Itsayseveryhairasteppulsesignalcontrolsystem,motorrotationangle.Motorfactoryisastepanglevalues,suchastype86BYG250Amotorisgivenavalueof0.9°/1.8°(saidahalfstepofworkis0.9°,thewholestepofworkis1.8°),thisstepcanbecalled'motorfixedstep',itdoesn'thavetobetheactualmotorworkwhentherealstepangle,angleanddrivetherealsteps.Steppermotorphasenumber:Isthenumberofcoilsinsidethemotor,commonlyusedinatwo-phase,three-phase,fourphase,fivephasesteppermotor.Thenumberofmotorphaseisdifferent,thestepangleisalsodifferent,thegeneraltwo-phasemotorstepangleis0.9°/1.8°,three-phase0.75°/1.5°,fivephaseof0.36°/0.72°.Intheabsenceofsubdivisiondrive,usersmainlyrelyondifferentphasesofthesteppermotortomeettheirownrequirementsofstepangle.Ifyouuseasubdivisiondriver,is'phase'willbecomemeaningless,usersonlyneedtochangethefinefractioninthedrive,youcanchangethestepangle.Keepthetorque(HOLDINGTORQUE):Isthesteppermotorpowerbutthereisnorotation,thestatorlockedrotortorque.Itisoneofthemostimportantparametersofstepmotor,usuallysteppermotorinthelow-speedtorquetokeepthetorque.Becauseofthelargeroutputtorquesteppermotorwithspeedandcontinuousdecay,increasestheoutputpowerwiththespeedofchange,sokeepthetorquebecomesoneofthemostimportantparametersofstepmotor.Forexample,whenpeoplesay2N.msteppermotor,intheabsenceofexceptionalcircumstancesdescribedinthatreferstokeepthetorquemotorforthe2N.mstep.-2-DETENTTORQUE:DETENTTORQUE:Referstothesteppermotorisnotenergizedcondition,thestatorlockedrotortorque.DETENTTORQUEdoesnothaveaunifiedwayoftranslationinChina,easytomakepeoplemisunderstand;astherotorreactionsteppermotorisnotpermanentmagneticmaterial,soithasnoDETENTTORQUE.Someofthecharacteristicofstepmotor:The1steppermotorstepangleaccuracyfor3-5%,andnoaccumulation.2steppermotorappearanceallowsthemaximumtemperature.Steppermotortemperatureistoohighwillfirstmakethemotormagneticmaterialdemagnetization,resultinginlowertorqueandloss,sothehighesttemperatureofmotorappearanceallowsshoulddependonthedifferentmotordemagnetizationmagneticmaterials;generallyspeaking,demagnetizationpointmagneticmaterialin130degreesCelsiusabove,someevenashighas200degreesCelsiussteppingmotor,sothesurfacetemperatureat80-90degreesCelsiuscompletelynormal.3steppermotortorquewilldecreasewiththeincreaseofrotationalspeed.Whenthesteppermotorrotates,theelectricalinductanceofthewindingwillformareverseelectromotiveforce;thehigherthefrequency,thegreaterthereverseemf.Undertheinfluenceofit,themotorwithfrequency(orspeed)increaseandthephasecurrentisreduced,resultinginlowertorque.4steppermotorspeedcanbenormaloperation,butifitismorethanacertainspeedwillnotstart,andaccompaniedbyhowling.Steppermotorisatechnicalparameter:no-loadstartfrequency,namelythesteppermotorunderno-loadconditioncanpulsefrequencystart,ifthepulsefrequencyishigherthanthevalue,themotorcannotstartproperly,mayhaveloststeporstall.Inundertheconditionoftheload,startfrequencyshouldbeless.Ifyouwanttoenablethemotortorotateathighspeed,pulse-3-frequencyshouldacceleratetheprocessisstarted,thelowerfrequency,andthenaccordingtocertainaccelerationuptohighfrequencydesired(motorspeedfromlowspeedtohighspeed).Characteristicsofsteppermotorwithitssignificant,playanimportantpurposeintheeraofdigitalmanufacturing.Withthedifferentdevelopmentofdigitaltechnologyandsteppermotoritselftechnologyimproves,thesteppermotorwillbeappliedinmorefields.HowtodeterminethesteppermotordriverDCpowersupply：A.DeterminationofthevoltageHybridsteppingmotordriverpowersupplyvoltageisgenerallyawiderange(suchastheIM483supplyvoltageof12~48VDC),thesupplyvoltageisusuallybasedontheworkofthemotorspeedandresponsetotherequesttochoose.Ifthemotoroperatingspeedhigherorfasterresponsetotherequest,thenthevoltagevalueishigh,butnotethattheripplevoltagecannotexceedthemaximuminputvoltageofthedrive,oritmaydamagethedrive.B.DeterminationofCurrentPowersupplycurrentisgenerallybasedontheoutputphasecurrentdriveItodetermine.Ifalinearpowersupply,powersupplycurrentisgenerallypreferable1.1to1.3timestheI;ifweadopttheswitchingpowersupply,powersupplycurrentisgenerallypreferabletoI,1.5to2.0times.Themaincharacteristicsofsteppingmotor：Asteppermotordrivecanbeaddedoperatepulsedrivesignalmustbenopulsewhenthesteppermotoratrest,suchasIfaddingtheappropriatepulsesignal,itwilltoacertainangle(calledthestepangle)rotation.Rotationspeedandpulsefrequencyisproportionalto.2Dragonstepanglesteppermotorversionis7.5degrees,360degreesaround,takes48pulsestocomplete.3steppermotorhasinstantstartandrapidcessationofsuperiorcharacteristics.Changethepulseoftheorderof4,youcaneasilychangethedirectionofrotation.Therefore,thecurrentprinters,plotters,robotics,andsodevicesarethecoreofthesteppermotorasthedrivingforce.Steppermotorcontrolexample-4-Weusefour-phaseunipolarsteppermotorasanexample.ThestructureshowninFigure1:Fourfour-phasewindingleads(asopposedtophaseA1A2B1phasephaseB2)andtwopubliclines(tothepowerofpositive).Thewindingsofonephasetothepoweroftheground.Sothatthewindingswillbeinspired.Weusefour-phaseeight-beatcontrol,ie,1phase2phasealternatingturn,wouldenhanceresolution.0.9°perstepcanbetransferredtocontrolthemotorexcitationistransferredinorderasfollows:Iftherequirementsofmotorreversal,thetransmissionexcitationsignalcanbereversed.2controlschemeControlsystemblockdiagramisasfollowsTheprogramusesAT89S51asthemaincontroldevice.ItiscompatiblewiththeAT89C51,butalsoincreasedtheSPIinterfaceandthewatchdogmodule,whichnotonlymakesthedebuggingprocessbecomeseasyandalsomorestable.Themicrocontrollerintheprogrammainlyforfieldsignalacquisitionandoperationofthesteppermotortocalculatethedirectionandspeedinformation.ThensenttotheCPLD.CPLDwithEPM7128SLC84-15,EPM7128programmablelogicdeviceoflarge-scale,fortheALTERAcompany'sMAX7000family.Highimpedance,electricallyerasableandothercharacteristics,canbeusedforthe2500unit,theworkingvoltageof+5V.CPLDreceivesinformationsentfromthemicrocontrollerafterconvertedtothecorrespondingcontrolsignaloutputtothesteppermotordrive.Putthecontrolsignaldrivesthemotorwindingsaftertheinput,toachieveeffectivecontrolofthemotor.2.1ThehardwarestructureofthemotordriveMotordriveusingthefollowingcircuit:R1-R8inwhichtheresistancevalueof320Ω.R9-R12resistancevalue2.2KΩ.Q1-Q4asDarlingtonD401A,Q5-Q8fortheS8550.J1,J2andthesteppermotorconnectedtothesix-lead。AdvantagesanddisadvantagesofsteppermotorAdvantages1.Themotorrotationangleisproportionaltothenumberofpulses;2.Whenthemotorstoppedwithamaximumtorque(whenthewindingexcitationtime);3.Sincetheaccuracyofeachstepinthethreepercenttofivepercent,andtheerrorwillnotaccumulatetothenextstepandthushasbetterpositionalaccuracyandrepeatabilityofmovement;4.Excellentresponsefromthestopandreverse;-5-5.Intheabsenceofbrush,highreliability,itjustdependsonthelifeofthemotorbearinglife;6.Motorresponseonlydeterminedbythenumberofinputpulses,whichcanbeusedopenloopcontrol,whichmakesthemotorandcontrolstructurecanberelativelysimpleSystemcost7.Justloaddirectlyconnectedtothemotorshaftcanalsobeextremelyslowsynchronousrotation.8.Speedisproportionaltothepulsefrequency,andthusarelativelywidespeedrange.Shortcomings1.Ifnotproperlycontrolledpronetoresonance;2.Difficultoperationtoahigherspeed.3.Difficulttoobtainhightorque4.Thereisnoadvantageintermsofvolumeweight,lowenergyefficiency.5.Overloadwilldestroythesynchronization,theworkwillbeissuedwhenhigh-speedvibrationandnoise.Steppermotordriverequirements(1)toprovidefastriseandfallofcurrentspeed,thecurrentwaveformascloseaspossiblerectangle.Fortheperiodendedwiththereleaseoftheloopcurrentflow,toreducethewindingendsofthebackelectromotiveforce,toacceleratethecurrentdecay.(2)rhymewithhigherpowerandefficiency.Steppermotordriver,whichisthecontrolpulsesignalemittedintotheangulardisplacementofthesteppermotor,or:thecontrolsystemsendsapulsesignaleachthroughthesteppermotordrivetorotateastepangle.Thatisthesteppermotorspeedisproportionaltothefrequencyandpulsesignals.Therefore,thefrequencycontrolpulsesignal,tobeprecisemotorspeedcontrol;controlthenumberofsteppulsestoconnectthemotoraccurately.Steppermotordrivetherearemany,weshouldtakeareasonablechoiceofpowerrequirementsofthedrive,thefollowingwereintroducedvarioustypesoftypicaldrive.ThelatesttechnologicaldevelopmentsDomesticandinternationalresearchonthesub-drivetechnologyisveryactive,high-performancesub-drivercircuitcanbebrokendownintothousandsorevenanysubdivision.Nowabletodo-6-complicatedcalculationstomakeafterthebreakdownofuniformstepangle,whichgreatlyimprovestheresolutionofsteppermotorpulses,reduceoreliminatethevibration,noiseandtorqueripple,thesteppermotorismore"classserver"feature.Theactualroleofstepangle:intheabsenceofsub-drive,theuserselectadifferentnumberofphasesdependsmainlyonthesteppermotortomeettheirownrequirementsonthestepangle，Ifyouusethesub-drive,theusercanchangethedrivenumberofsegments,candramaticallychangetheactualstepanglesteppermotor'phases'ofchangeintheroleoftheactualstepangleisalmostnegligible.IntroductionofAT89S51DescriptionTheAT89S51isalow-power,high-performanceCMOS8-bitmicrocomputerwith4KbytesofFlashprogrammableanderasablereadonlymemory(PEROM).ThedeviceismanufacturedusingAtmel’shigh-densitynonvolatilememorytechnologyandiscompatiblewiththeindustry-standardMCS-51instructionsetandpinout.Theon-chipFlashallowstheprogrammemorytobereprogrammedin-systemorbyaconventionalnonvolatilememoryprogrammer.Bycombiningaversatile8-bitCPUwithFlashonamonolithicchip,theAtmelAT89S51isapowerfulmicrocomputerwhichprovidesahighly-flexibleandcost-effectivesolutiontomanyembeddedcontrolapplications.FunctioncharacteristicTheAT89S51providesthefollowingstandardfeatures:4KbytesofFlash,128bytesofRAM,32I/Olines,two16-bittimer/counters,afivevectortwo-levelinterruptarchitecture,afullduplexserialport,on-chiposcillatorandclockcircuitry.Inaddition,theAT89S51isdesignedwithstaticlogicforoperationdowntozerofrequencyandsupportstwosoftwareselectablepowersavingmodes.TheIdleModestopstheCPUwhileallowingtheRAM,timer/counters,serialportandinterruptsystemtocontinuefunctioning.ThePower-downModesavestheRAMcontentsbutfreezestheoscillatordisablingallotherchipfunctionsuntilthenexthardwarereset.PinDescriptionVCC：Supplyvoltage.GND：Ground.-7-Port0：Port0isan8-bitopen-drainbi-directionalI/Oport.Asanoutputport,eachpincansinkeightTTLinputs.When1sarewrittentoport0pins,thepinscanbeusedashighimpedanceinputs.Port0mayalsobeconfiguredtobethemultiplexedloworderaddress/databusduringaccessestoexternalprogramanddatamemory.InthismodeP0hasinternalpullups.Port0alsoreceivesthecodebytesduringFlashprogramming,andoutputsthecodebytesduringprogramverification.Externalpullupsarerequiredduringprogramverification.Port1Port1isan8-bitbi-directionalI/Oportwithinternalpullups.ThePort1outputbufferscansink/sourcefourTTLinputs.When1sarewrittentoPort1pinstheyarepulledhighbytheinternalpullupsandcanbeusedasinputs.Asinputs,Port1pinsthatareexternallybeingpulledlowwillsourcecurrent(IIL)becauseoftheinternalpullups.Port1alsoreceivesthelow-orderaddressbytesduringFlashprogrammingandverification.Port2Port2isan8-bitbi-directionalI/Oportwithinternalpullups.ThePort2outputbufferscansink/sourcefourTTLinputs.When1sarewrittentoPort2pinstheyarepulledhighbytheinternalpullupsandcanbeusedasinputs.Asinputs,Port2pinsthatareexternallybeingpulledlowwillsourcecurrent,becauseoftheinternalpullups.Port2emitsthehigh-orderaddressbyteduringfetchesfromexternalprogrammemoryandduringaccessestoexternaldatamemorythatuse16-bitaddresses.Inthisapplication,itusesstronginternalpullupswhenemitting1s.Duringaccessestoexternaldatamemorythatuse8-bitaddresses,Port2emitsthecontentsoftheP2SpecialFunctionRegister.Port2alsoreceivesthehigh-orderaddressbitsandsomecontrolsignalsduringFlashprogrammingandverification.Port3Port3isan8-bitbi-directionalI/Oportwithinternalpullups.ThePort3outputbufferscansink/sourcefourTTLinputs.When1sarewrittentoPort3pinstheyarepulledhighbytheinternalpullupsandcanbeusedasinputs.Asinputs,Port3pinsthatareexternallybeingpulledlowwillsourcecurrent(IIL)becauseofthepullups.Port3alsoservesthefunctionsofvariousspecialfeaturesoftheAT89S51aslistedbelow:-8-Port3alsoreceivessomecontrolsignalsforFlashprogrammingandverification.RSTResetinput.Ahighonthispinfortwomachinecycleswhiletheoscillatorisrunningresetsthedevice.ALE/PROGAddressLatchEnableoutputpulseforlatchingthelowbyteoftheaddressduringaccessestoexternalmemory.Thispinisalsotheprogrampulseinput(PROG)duringFlashprogramming.InnormaloperationALEisemittedataconstantrateof1/6theoscillatorfrequency,andmaybeusedforexternaltimingorclockingpurposes.Note,however,thatoneALEpulseisskippedduringeachaccesstoexternalDataMemory.Ifdesired,ALEoperationcanbedisabledbysettingbit0ofSFRlocation8EH.Withthebitset,ALEisactiveonlyduringaMOVXorMOVCinstruction.Otherwise,thepinisweaklypulledhigh.SettingtheALE-disablebithasnoeffectifthemicrocontrollerisinexternalexecutionmode.PSENProgramStoreEnableisthereadstrobetoexternalprogrammemory.WhentheAT89S51isexecutingcodefromexternalprogrammemory,PSENisactivatedtwiceeachmachinecycle,exceptthattwoPSENactivationsareskippedduringeachaccesstoexternaldatamemory.EA/VPPExternalAccessEnable.EAmustbestrappedtoGNDinordertoenablethedevicetofetch-9-codefromexternalprogrammemorylocationsstartingat0000HuptoFFFFH.Note,however,thatiflockbit1isprogrammed,EAwillbeinternallylatchedonreset.EAshouldbestrappedtoVCCforinternalprogramexecutions.Thispinalsoreceivesthe12-voltprogrammingenablevoltage(VPP)duringFlashprogramming,forpartsthatrequire12-voltVPP.XTAL1Inputtotheinvertingoscillatoramplifierandinputtotheinternalclockoperatingcircuit.XTAL2Outputfromtheinvertingoscillatoramplifier.OscillatorCharacteristicsXTAL1andXTAL2aretheinputandoutput,respectively,ofaninvertingamplifierwhichcanbeconfiguredforuseasanon-chiposcillator,asshowninFigure1.Eitheraquartzcrystalorceramicresonatormaybeused.Todrivethedevicefromanexternalclocksource,XTAL2shouldbeleftunconnectedwhileXTAL1isdrivenasshowninFigure2.Therearenorequirementsonthedutycycleoftheexternalclocksignal,sincetheinputtotheinternalclockingcircuitryisthroughadivide-by-twoflip-flop,butminimumandmaximumvoltagehighandlowtimespecificationsmustbeobserved.Figure1.OscillatorConnectionsFigure2.ExternalClockDriveConfigurationIdleModeInidlemode,theCPUputsitselftosleepwhilealltheonchipperipheralsremainactive.Themodeisinvokedbysoftware.Thecontentoftheon-chipRAMandallthespecialfunctionsregistersremainunchangedduringthismode.Theidlemodecanbeterminatedbyanyenabled-10-interruptorbyahardwarereset.Itshouldbenotedthatwhenidleisterminatedbyahardwarereset,thedevicenormallyresumesprogramexecution,fromwhereitleftoff,uptotwomachinecyclesbeforetheinternalresetalgorithmtakescontrol.On-chiphardwareinhibitsaccesstointernalRAMinthisevent,butaccesstotheportpinsisnotinhibited.ToeliminatethepossibilityofanunexpectedwritetoaportpinwhenIdleisterminatedbyreset,theinstructionfollowingtheonethatinvokesIdleshouldnotbeonethatwritestoaportpinortoexternalmemory.Power-downModeInthepower-downmode,theoscillatorisstopped,andtheinstructionthatinvokespower-downisthelastinstructionexecuted.Theon-chipRAMandSpecialFunctionRegistersretaintheirvaluesuntilthepower-downmodeisterminated.Theonlyexitfrompower-downisahardwarereset.ResetredefinestheSFRsbutdoesnotchangetheon-chipRAM.TheresetshouldnotbeactivatedbeforeVCCisrestoredtoitsnormaloperatinglevelandmustbeheldactivelongenoughtoallowtheoscillatortorestartandstabilize.-11-中文译文：步进电机的知识什么是步进电机：步进电机作为执行元件,是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”),它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机,利用其没有积累误差(精度为100%)的特点,广泛应用于各种开环控制。步进电机的种类：现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机(VR)、永磁式步进电机(PM)、混合式步进电机(HB)和单相式步进电机等。永磁式步进电机一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为7.5度或15度;反应式步进电机一般为三相,可实现大转矩输出,步进角一般为1.5度,但噪声和振动都很大。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成,定子上有多相励磁绕组,利用磁导的变化产生转矩。混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相:两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为0.72度。这种步进电机的应用最为广泛,也是本次细分驱动方案所选用的步进电机。步进电机的一些基本参数:电机固有步距角:它表示控制系统每发一个步进脉冲信号,电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值,如86BYG250A型电机给出的值为0.9°/1.8°(表示半步工作时为0.9°、整步工作时-12-为1.8°),这个步距角可以称之为‘电机固有步距角’,它不一定是电机实际工作时的真正步距角,真正的步距角和驱动器有关。步进电机的相数:是指电机内部的线圈组数,目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同,其步距角也不同,一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72°。在没有细分驱动器时,用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动器,则‘相数’将变得没有意义,用户只需在驱动器上改变细分数,就可以改变步距角。保持转矩(HOLDINGTORQUE):是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一,通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减,输出功率也随速度的增大而变化,所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比如,当人们说2N.m的步进电机,在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2N.m的步进电机。是指步进电机没有通电的情况下,定子锁住转子的力矩。DETENTTORQUE在国内没有统一的翻译方式,容易使大家产生误解;由于反应式步进电机的转子不是永磁材料,所以它没有DETENTTORQUE。步进电机的一些特点:1.一般步进电机的精度为步进角的3-5%,且不累积。2.步进电机外表允许的最高温度。步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁,从而导致力矩下降乃至于失步,因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点;一般来讲,磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上,有的甚至高达摄氏200度以上,所以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。3.步进电机的力矩会随转速的升高而下降。当步进电机转动时,电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势;频率越高,反向电动势越大。在它的作用下,电机随频率(或速度)的增大而相电流减小,从而导致力矩下降。4.步进电机低速时可以正常运转,但若高于一定速度就无法启动,并伴有啸叫声。步进电机有一个技术参数:空载启动频率,即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率,如果脉冲频率高于该值,电机不能正常启动,可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下,启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动,脉冲频率应该有加速过程,即启动频率较低,然后按一定加速度升到所希望的高频(电机转速从低速升到高速)。-13-步进电动机以其显着的特点,在数字化制造时代发挥着重大的用途。伴随着不同的数字化技术的发展以及步进电机本身技术的提高,步进电机将会在更多的领域得到应用。如何确定步进电机驱动器直流电源A.电压确定混合式步进电机驱动器的电源电压范围较广（比如IM483的供电电压12?48VDC），电源电压通常根据电机的转速和响应要求来选择。如果要求较快的运行速度较高的响应速度就选用较高的电压，但注意电源电压的峰值不能超过驱动器的最大输入电压，否则可能会损坏驱动器。B.电流确定电源电流一般根据输出相电流I来确定。如果采用线性电源，电源电流一般可取I的1.1?1.3倍;如果采用开关电源，电源电流一般可取I的1.5?2.0倍。步进电机的主要特性在步进电机关机时要确保没有脉冲信号，当电机运行时如果加入适当的脉冲信号，它会转过一定的角度（称为步距角是）。转速与脉冲频率成正比。2龙式步进电机步距角7.5度，旋转360度，需要48个脉冲来完成。3步进电机具有快速启动和停止的优良特性。4只要改变脉冲，可以很容易地改变电机轴旋转的方向。因此，目前的打印机，绘图仪，机器人设备以步进电机作为动力核心。步进电机控制的例