引言 在醫(yī)學(xué)檢驗中經(jīng)常用到微孔板作為測量載體，為提高測量的定位準(zhǔn)確度和運行的平穩(wěn)性，需要進(jìn)行Y方向及X方向順序運動，采用步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動是很好的選擇。 AT89C55和GAL16V8簡介 AT89C55是Atmel公司的低電壓、高性能8位單片機(jī)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，引腳兼容工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)89C51和89C52芯 片。AT89C55有40個引腳，32個外部雙向I/O端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，2個16位可編程定時計數(shù)器，2個全雙工串行通信口，2個讀寫口線， 片內(nèi)時鐘電路。AT89C55采用兩種軟件控制其進(jìn)入省電睡眠模式的靜態(tài)邏輯工作閑置方式設(shè)計，可以用RAM、定時/計數(shù)器、串行口和外部中斷喚醒睡眠狀 態(tài)而繼續(xù)工作，在睡眠模式下，RAM被凍結(jié)，其他功能全部停止，直至下個外中斷觸發(fā)或硬件復(fù)位方可開始運行。特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲器可有效地 降低開發(fā)成本。 通用陣列邏輯GAL（Generic Array Logic）是美國Lattice公司研制的一種電可擦除的PLD器件，可以用來構(gòu)成譯碼器、優(yōu)先級編碼器、多路開關(guān)、比較器、移位寄存器、計數(shù)器、總線 仲裁器等。采用GAL16V8器件對兩相和四相混和式步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制，不僅簡化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，降低了成本，而且編程靈活方便，提高了系統(tǒng)的可靠性，使系 統(tǒng)具有更強(qiáng)的適應(yīng)性。 硬件設(shè)計 本設(shè)計選用GALl6V8為環(huán)形脈沖分配器，ULN2003（國產(chǎn)型號為5G1413）是七路達(dá)林頓驅(qū)動器陣列，是個集電極開路（OC）輸 出的反向器.最大驅(qū)動電流可以達(dá)到500mA。通常應(yīng)用時是把負(fù)載步進(jìn)電機(jī)的一端接到VDD（12V）上，另一端接到輸出引腳上，如16腳。為了防止程序 進(jìn)入死循環(huán)，增加了外部的硬件看門狗定時器MAX813L，其內(nèi)部的看門狗定時器監(jiān)控UP/UC的工作。如果在1.6s內(nèi)未檢測到其工作，內(nèi)部的定時器將 使看門狗輸出WDO處于低電平狀態(tài)，WDO將保持低電平直到在WDI檢測到UP/UC的工作。將WR和WDO連接可使看門狗超時產(chǎn)生復(fù)位。采用兩片 ULN2003分別驅(qū)動X、Y方向的步進(jìn)電機(jī)。具體硬件電路如圖1所示。 軟件設(shè)計 步進(jìn)電機(jī)的脈沖控制通常是由邏輯電路實現(xiàn)的。在計算機(jī)控制的系統(tǒng)中，也可以通過編制程序，由擴(kuò)展I/O口輸出脈沖來決定電機(jī)的運行方式、方 向及轉(zhuǎn)速，但這種方式占用CPU的時間過多。GAL器件有多種型號，根據(jù)設(shè)計的需要，同時從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，選用GALl6V8來實現(xiàn)四相混和式步進(jìn)電機(jī) 進(jìn)行控制。使用ABEL語言編程，源碼如下。 module motor title Operation of the simulator on devices with motor DATA I/O Corp. 21 10 2002 FB1 device ‘P16V8R‘; D1,D2,D3,D4 pin 2,3,4,5; F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7,F8 pin 19,18,17,16,15,14,13,12; equations F8 = D1&D2&D3&D4; F7 = D1&D2&D3&!D4; F6 = D1&D2&!D3&D4; F5 = D1&D2&!D3&!D4; F4 = D1&!D2&D3&D4; F3 = D1&!D2&D3&!D4; F2 = D1&!D2&!D3&D4; F1 = D1&!D2&!D3&!D4; end motor。 設(shè)置軟件陷阱 當(dāng)程序進(jìn)入到非程序區(qū)，只要在非程序區(qū)設(shè)置攔截措施，使程序進(jìn)入陷阱，然后強(qiáng)迫程序回到初始狀態(tài)。如對CPU的RST指令對應(yīng)的字節(jié)碼為 0FFH，如果不用的程序存儲區(qū)預(yù)先寫入0FFH，則當(dāng)程序因干擾而“飛”到該區(qū)域執(zhí)行代碼時，就相當(dāng)于執(zhí)行1條RST指令，從 而達(dá)到系統(tǒng)復(fù)位的目的。程序流程如圖2所示。 匯編原碼如下 MOV120: MOV R3,#51H MOV121: LCALL MOV124 ；12行前進(jìn)程序1 DJNZ R3,MOV121 MOV P1,#0H ；電機(jī)失電 MOV R0,#100 RD08: LCALL DELY DJNZ R0,RD08 MOV80: MOV R3,#13H MOV 2CH,#7 ；8列前進(jìn)程序1 MOV81: LCALL MOV84 DJNZ R3,MOV81 MOV P1,#0H ；電機(jī)失電 MOV R0,#10H RD09: LCALL DELY；測量單孔程序 DJNZ R0,RD09 SETB ET0；開定時器0 LCALL COTP； 單孔測量程序 CLR ET0 ；關(guān)定時器0 LCALL QUIT INC 2DH LCALL D10MS；延時1ms LCALL D10MS；延時1ms MOV85: MOV R4,#0CH；8列前進(jìn)程序2 MOV83: LCALL MOV86 DJNZ R4, MOV83 MOV P1,#0H MOV R0,#10H RD03: LCALL DELY DJNZ R0,RD03 SETB ET0；開定時器0 LCALL COTP；單孔測量程序 CLR ET0 ；關(guān)定時器0 LCALL QUIT INC 2DH LCALL D10MS；延時1ms LCALL D10MS DJNZ 2CH,MOV85；測量,循環(huán)7次, CJNE R7,#1,RD02 ；判斷測量是否完畢 POP 07H SETB P3.3 ；P3.3=1 high voltage = 450V LCALL BK080 ；測量行列完畢,返回初始位置程序 LCALL BK120 LCALL LOCKOFF RD02: LCALL BK080；8列后退程序 MOV R0,#250 RD0A: LCALL DELY LCALL DELY DJNZ R0,RD0A RD01: MOV R5,#0BH MOV123: LCALL MOV125 ；12行前進(jìn)程序2 DJNZ R5,MOV123 MOV P1,#0H；電機(jī)矢電 MOV A,R7 MOV 2DH,#0 INC 2EH DJNZ R7,MOV80；循環(huán)行數(shù)次 結(jié)論 采用此設(shè)計的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)具有運動平穩(wěn)、速度快、控制精度高等優(yōu)點，已應(yīng)用于單光子分析計數(shù)儀的驅(qū)動系統(tǒng)。