一、實驗目的和要求
了解步進電機的工作原理，學習用微控制器的步進電機控制系統的硬體設計方法，掌握定時器和中斷系統的應用，熟悉微控制器應用系統的設計與除錯方法。
二、實驗裝置
1.微控制器測控實驗系統
2.步進電機控制實驗模組
3.keil開發環境
三、實驗內容
1.編制mcs-51程式使步進電機按照規定的轉速和方向進行旋轉，並將已轉動的步數顯示在數碼管上。
2.步進電機的轉速分為兩檔，當按下s1開關時，進行快速旋轉，速度為60轉/分。當鬆開開關時，進行慢速旋轉，速度為10轉/分。當按下s2開關時，按照順時針旋轉；當鬆開 時，按照逆時針旋轉。
3.本程式要求使用定時器中斷來實現，不准使用程式延時的方式。
四、實驗步驟
1.預習 參考輔助材料，學習c51程式語言使用和步進電機原理。
2.簡單程式錄入和除錯
本程式需要使用定時器定時，並使用中斷來同步。
中斷程式的典型例子如下：
格式：void 函式名()interrupt 中斷號 using 工作組
中斷服務程式內容
注意：中斷不能返回任何值，所以前面是 void 後面是函式名，名字可以自己起，但不要與c語言的關鍵字相同；中斷函式不帶任何引數，所以 函式名後面的（）內是 空的，中 斷號是指微控制器的幾個中斷源的序號。這個序號是微控制器識別不同中斷的唯一標誌。所以一定要寫正確。 後面的using 工作組 是指這個這個中斷使用微控制器記憶體中 4 個工作寄 存器的哪一組，c51 編譯後會自動分配工作組，因此最後這句話我們通常省略不寫。
c51 中斷寫法例項
void t1-time() interrupt 3
th1=(65536-50000)/256;
tl1=（65536-50000）%256;
上面的意思是定時器 1 的中斷服務程式，定時器 1 的中斷服務序號是 3 ，因此我們要寫成 interrupt 3 ，服務程式的內容是給 兩個初值暫存器裝入新值。。
寫中斷前的準備:
2.1. tmod 賦值 確定工作方式。t0 還是t1 的工作方式。
2.2.計算初值 裝入 th0 tl0 或者 th1 tl1
2.3.中斷方式時 ，對 ie 賦值，開放中斷。
2.4. 使 tr0 和 tr1 置位，啟動定時器/計數器 定時/計數。
3.程式除錯及現象觀測
用單步、斷點、連續方式除錯程式，觀察狀態指示燈及電機狀態，檢查執行結果。如果需要，可以將四個輸出訊號的狀態同時輸出到p0口的某些位上，便於觀察。
五、實驗原理
1. 定時器中斷
使用定時器時，首先應由外部條件得到要定時的時間長度t，如本實驗中，就是根據要求的速度計算出的每一步之間的間隔。然後選擇適當的定時器工作方式，去計算想要設定 的計數器初值s，使用如下方程。
（2定時器最大位數 － s）× 定時週期 =t (2的多少次方)
定時週期 = 12/cpu晶振頻率
注意#1. 得到的s需要分成高8位和低8位，分別放入計數器thx和tlx中（x為0或1）。如果s為負數，說明需要的定時時間太長，即使定時器的最大時間也無法滿足要求。這 種情況下，需要加入軟體迴圈才能實現。我們可以將需要的定時時間分成n份，利用定時器達到t/n的時間長度，然後在定時器處理程式中，累計某一變數，如果到達 n，說明總的時間t已經達到。
#2.要想使用定時器中斷，除了上面的定時器初值設定外，還需要將其他相關的特殊功能暫存器也都設定好。如果使用方式0和方式1，不要忘記在計數結束後重新恢復計數器初 值。
2.我們使用的微控制器系統的頻率是12m；步進電機轉動一周需要24步。
本步進電機實驗板，使用fan8200作為驅動晶元。cpu通過如下4個引腳與fan8200相連。
cpufan8200
p1.1
ce1p1.4
ce2p3.2
in1p1.0
in2本實驗使用簡單的雙四拍工作模式即可，這也是fan8200比較方便的工作方式。只要將ce1和ce2分別置為高，然後in1和in2按照預定的脈衝輸出，即01->11->10->00- >01這個迴圈構成乙個方向旋轉的輸出脈衝，將此序列翻轉，就是相反方向的輸出脈衝。
六、思考題
1. 如採用單四拍工作模式，每次步進角度是多少，程式要如何修改？
2. 如採用單雙八拍工作模式，每次步進角度是多少，程式要如何修改？
3. 步進電機的轉速取決於那些因素？有沒有上、下限？
4. 如何改變步進電機的轉向？
5. 步進電機有那些規格引數，如何根據需要選擇型號？
以下是匯程式設計序：
org 0000h ;復位起始位址
ljmp start
org 000bh ;中間位址保留給中斷向量表
ljmp eint0 ;定時器0中斷程式入口位址
org 0040h ;程式實際起始位址
start:
p4 equ 0c0h
p4sw equ 0bbh
clk equ p4.4 ;時鐘線
dat equ p4.5 ;資料線
sw equ p3.6
mov p4sw,#70h
mov dptr,#tab ;s = 23869 --5d3e
lp:mov r3,#0 ;計數
mov r4,#0
mov r5,#0
i1: mov tmod,#01h ; 選擇工作方式，即對tmod 賦初值。t0都工作在方式1，16位的計數器 gate(gate －門控位，控制定時器的兩種啟動方式，)等於0，不受外部控制
mov ie,#82h ;全域性中斷，t0中斷允許 中斷控制字;直接對中斷允許暫存器ie 和 優先順序暫存器 ip 設定
;orl ip,#2h ;邏輯或，t0中斷優先順序高
setb p1.1 ;ce1置高
setb p1.4 ;ce2置高
next:
jb p3.7,opp ;如果p3.7等於1則轉移
mov r0,#00101101b ;按下，順時針
mov 20h,r0
ljmp ss1
opp: mov r0,#01111000b ;鬆開，逆時針
mov 20h,r0
ss1:
jb p3.6,spd
mov r2,#0h ;按下，快速 ;23870 5d3e
ljmp l0
spd: mov r2,#1h ;鬆開，慢速
l0: mov r1,#4
mov r0,20h
l1: mov a,r0
rlc a ;迴圈左移操作
mov p3.2,c ;in1
rlc a
mov p1.0,c ;in2
mov r0,a
lcall num
lcall time
djnz r1,l1
ljmp next
time:
cjne r2,#1,quick
mov r6,#6 ;慢速 ;分6次來記時
tim2: mov th0,#5dh
mov tl0,#3eh
setb tr0
mov r7,#0h
tim3: cjne r7,#1h,tim3
djnz r6,tim2
ljmp out
quick: mov th0,#5dh ;定時器0啟動;;快速,60轉/分
mov tl0,#3eh
setb tr0
mov r7,#0h
tim1: cjne r7,#1h,tim1
out:
ret
eint0:
mov r7,#1
reti
num: ;顯示已轉動的步數，每轉動一次顯示乙個數
s0: mov a,r3
call exp
mov a,r4
call exp
mov a,r5
call exp
cjne r3,#10,s1
mov r3,#0
cjne r4,#10,s2
mov r4,#0
cjne r5,#10,s3
mov r5,#0
s1: inc r3
ljmp stop
s2: inc r4
ljmp stop
s3: inc r5
ljmp stop
stop:
retexp:
mov 21h,r0
movc a,@a+dptr
mov r0,#8
cly: clr clk ;p4.4 ;時鐘線低電平
rlc a ;累加器a 的邏輯操作指令
mov dat,c
setb clk ;p4.4 ;時鐘線高電平
djnz r0,cly
mov r0,21h
rettab:
db 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90h
end
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