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专题特写：马达与控制 基于GAL16V8 和ULN2003 的步进电机 驱动器的设计 任明岩 孙金英 利用阵列逻辑器件GAL16V8对步进电机实现控制，给出了 89C55单片机控制的硬件、软件设计实例 可擦除的PLD器件，可以用来构成译码 器、优先级编码器、多路开关、比较器、 引言 中断口，2个16位可编程定时计数器，2 移位寄存器、计数器、总线仲裁器等。采 在医学检验中经常用到微孔板作为 个全双工串行通信口，2个读写口线，片 用GAL16V8器件对两相和四相混和式 测量载体，为提高测量的定位准确度和 内时钟电路。AT89C55采用两种软件控 步进电机进行控制，不仅简化了系统的 运行的平稳性，需要进行Y方向及X方 制其进入省电睡眠模式的静态逻辑工作 结构，降低了成本，而且编程灵活方便， 向顺序运动，采用步进电机进行驱动是 闲置方式设计，可以用RAM、定时/计 提高了系统的可靠性，使系统具有更强 很好的选择。 数器、串行口和外部中断唤醒睡眠状态 的适应性。 而继续工作，在睡眠模式下，RAM被冻 AT89C55和GAL16V8简介 结，其他功能全部停止，直至下个外中 硬件设计 AT89C55是Atmel公司的低电压、 断触发或硬件复位方可开始运行。特别 本设计选用GALl6V8为环形脉冲 高性能8位单片机，兼容标准MCS-51是可反复擦写的Flash存储器可有效地 分配器，ULN2003(国产型号为5G1413) 指令系统，引脚兼容工业标准89C51和 降低开发成本。 是七路达林顿驱动器阵列，是个集电极 89C52芯片。AT89C55有40个引脚，32 通用阵列逻辑GAL(Generic Array开路(OC)输出的反向器.最大驱动电流 个外部双向I/O端口，同时内含2个外 Logic)是美国Lattice公司研制的一种电 可以达到500mA。通常应用时是把负载 图1硬件驱动电路图 3 4 今日电子 · 2 00 7 年6 月 专题特写：马达与控制 步进电机的一端接到VDD(12V)上，另 F6 = D1D2!D3D4;汇编原码如下 一端接到输出引脚上，如16脚。为了防 F5 = D1D2!D3!D4; 止程序进入死循环，增加了外部的硬件 F4 = D1!D2D3D4; ； 看门狗定时器MAX813L，其内部的看 F3 = D1!D2D3!D4;12行前进程序1 门狗定时器监控UP/UC的工作。如果 F2 = D1!D2!D3D4;DJNZR3,MOV121 在1.6s内未检测到其工作，内部的定时 F1 = D1!D2!D3!D4;MOV P1,#0H；电机失电 器将使看门狗输出WDO处于低电平状 end motor。 MOV R0,#100 态，WDO将保持低电平直到在WDI检 设置软件陷阱 RD08:LCALL DELY 测到UP/UC的工作。将WR和WDO 当程序进入到非程序区，只要在非 DJNZR0,RD08 连接可使看门狗超时产生复位。采用两 程序区设置拦截措施，使程序进入陷 MOV80: 片ULN2003分别驱动X、Y方向的步进 阱，然后强迫程序回到初始状态。如对 MOV 2CH,#7；8列前进程序1 电机。具体硬件电路如图1所示。 CPU的RST指令对应的字节码为 MOV81:LCALL MOV84 0FFH，如果不用的程序存储区预先写