1 第12章 其它应用接口设计
第12章 其它应用接口设计 12.1 步进电机的控制 12.1.1 控制步进电机的工作原理 12.1.2 控制步进电机的设计案例 12.2 直流电机的控制 12.2.1 控制直流电机的工作原理 12.2.2 控制直流电机的设计案例 12.3 基于时钟/日历芯片DS1302的电子钟设计 12.3.1 DS1302的工作原理 12.3.2 DS1302的应用设计案例 2
【内容概要】 本章介绍AT89S52单片机系统中其他的常用应用接口设计 ，内容主要包括单片机与步进电机、直流电机以及时钟/日 历芯片DS1302的接口设计，供读者的应用设计参考。 3
12.1 单片机控制步进电机的设计 步进电机是将脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制 元件。 非超载的情况下，电机转速、停止位置只取决于脉冲信号 的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，给电机加一脉冲信 号，电机则转过一个步距角。因而步进电机只有周期性误差而 无累积误差，在速度、位置等控制领域有较为广泛的应用。 4
5 12.1.1 控制步进电机的工作原理 驱动步进电机由单片机通过对每组线圈中的电流的顺序切换 来使电机作步进式旋转，切换是单片机输出脉冲信号来实现。 调节脉冲信号频率就可改变步进电机转速；改变各相脉冲先 后顺序，就可改变电机旋转方向。 步进电机驱动可采用双四拍（AB→BC→CD→DA→AB）方式， 也可采用单四拍（A→B→C→D→A）方式。为使步进电机旋转平 稳，还可采用单、双八拍方式（A→AB→B→BC→C→CD→D→DA →A）。各种工作方式时序见图12-1
6 图12-1 各种工作方式时序图
7 图12-1脉冲信号是高电平有效，但实际控制时公共端是接在 VCC上，所以实际控制脉冲是低电平有效。 12.1.2 电路设计与编程 【例12-1】单片机对步进电机控制的原理电路见图12-2。编写 程序，用四路I/O口输出实现环形脉冲分配，控制步进电机按固 定方向连续转动。同时，通过“正转”和“反转”两个按键来控 制电机的正转与反转。按下“正转”按键，步进电机正转；按下 “反转”按键，步进电机反转；松开按键，电机停止转动。 ULN2003是高耐压、大电流达林顿阵列系列产品，7个NPN达 林顿管组成。多用于单片机、智能仪表、PLC等控制电路中
8 图12-2 单片机控制步进电机接口电路
9 在5V电压下能与TTL和CMOS电路直接相连,可直接驱动继电器 等负载。具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负 载能力强等特点。输入5V的TTL电平，输出可达500mA/50V。 适于各类高速大功率驱动的系统。 参考程序：
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