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由此可以算出每个站点之间的需要走的步数，即需要总的脉冲个数。例如一个步距角为1.8°的步进电机，从供料站到加工站的距离为470mm，需要总的脉冲个数为1709个【11】。各站点之间的距离如表2.2所示。
表2.2各站点距离
序号 1 2 3 4 站点 供料站—加工站 加工站—装配站 装配站—分拣站 分拣站—返回工作原点 距离 470mm 286mm 235mm 925mm 选用的步进电机的步距角越小，定位精度就越高。步进电机需要走的步数可以根据不同距离预先计算好，然后在单片机程序里设定好，也可以通过上位机进行控制。
2.7 本章小结
本章首先分析了步进电机的原理，并总结步进电机控制系统的特点；其次根据步进电机的控制特点，设计步进电机的驱动电路和环形脉冲分配器；为了使控制系统快以最短时间到达控制终点，并根据步进电机的矩频特性设计步进电机的变速控制的方法。最后根据步进电机的优点，介绍步进电机在自动生产线中的应用。
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第三章 控制系统硬件设计
3.1 硬件系统设计原则
系统的扩展和模块设计应遵循下列原则【12】：
（1）尽可能选择标准化、模块化的典型电路，提高设计的成功率和结构的灵活性。
（2）硬件结构应结合应用软件方案一并考虑。硬件结构与软件方案会产生相互影响，考虑的原则是：软件能实现的功能尽可能由软件来实现，以简化硬件结构。但必须注意，由软件实现的硬件功能，其响应时间要比直接用硬件的长，而且占用CPU时间。所以选择软件方案时，要考虑到这些因素。
（3）整个系统中相关的器件要尽可能做到性能匹配，例如选用晶振频率较高时，存贮器的存取时间有限，应选择允许存取速度较高的芯片；选择CMOS芯片单片机构成低功耗系统时，系统中的所有芯片都应该选择低功耗的产品。
（4）可靠性及抗干扰性设计是硬件系统设计不可缺少的部分，它包括芯片、器件选择，去耦滤波等。
（5）单片机外接电路较多时，必须考虑其驱动能力。驱动能力不足时，系统工作不可靠，解决的办法是增加驱动能力，增设线驱动器或减少芯片功耗，降低总线负载。
（6）系统的扩展及各功能模块的设计在满足系统功能要求的基础上，应适当留有余地，以备将来修改、扩展的需要。
3.2 控制系统组成
控制系统硬件电路主要由键盘显示电路、工作状态显示电路、环形脉冲分
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配器、步进电机驱动电路、51单片机、电源及复位六部分组成。系统硬件框图如图3.1所示。
图3.1 系统硬件框图
3.3 主要元件的选择
3.3.1 单片机的选择
随着微电子工艺水平的提高，近十年来单片微型计算机有了飞速的发展。在MCS-51系列单片机系列内核8051/80C51的基础上，Intel公司、Philips公司、Siemens公司等很多大公司纷纷推出了名目繁多的派生芯片。而 ATMEL公司的AT89C51系列单片机是当今具有较高性能的单片微型计算机系列产品之一，特别适用于要求实时处理、实时控制的各类自动控制系统，如工业过程控制系统、伺服系统、分布式控制系统、变频调速电机控制系统等。
其主要特点有：
（1） CPU内核完全和MCS-51系列兼容，具有MCS-51系列单片机的一切功能。
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（2） 内部集成了4K字节的在线可编程FlashROM，可满足大部分系统扩展的需求，编程方更快捷。
（4） 可在0～24MHz的晶振频率范围内可靠工作，加快了系统的工作速度，可用在某些高速实时处理控制系统中。
（5） 内部具有256个字节的RAM和3个16位定时器，可以存放系统运行中的数据和满足定时或计数功能扩展的需要。
（6） 具有6个中断源，完全可以满足一般设计的中断系统扩展需要。 因此，AT89C51系列单片机以其优越的性能在控制系统设计中得到了广泛的应用，由于其内部功能完善，可以大大减少扩展系统外围电路，而且性能稳定，因此在本控制系统的设计中，选用了AT89C51单片机作为中央控制单元。
3.3.2 EPROM的选择
只读存储器(ROM)的特点是：其内容是预先写入的且一旦写入，使用时就只能读出不能改变，掉电时也不会丢失，ROM器件还具有结构简单、信息度高，价格低，非易失性和可靠性高等特点。
EPROM是以浮栅型MOS管作存储单元，它里面存储的内容可以通过紫外线光的照射而被擦除，而且又可再用电流脉冲对其重新编程写入程序或数据，而且还可多次进行擦除和重写，故称为可擦除可编程ROM，因而EPROM得到了广泛的应用。
Intel 2716是2K×8的EPROM存储器。2716的管脚排列如图3.2所示。它有读方式、未选中方式、编程方式、程序检验方式、编程禁止方式5种工作方式如表3.1所示【13】。
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图3.2 2716 管脚排列
2716管脚定义如下：
A0—A10：地址线，11位(对应2K存储单元)地址信号输入引脚； O7—O0：8位双向数据线，编程时作数据输入线，读出时作数据输出线；
CE：片选允许输入端，低电平有效；
OE：数据输出允许控制信号引脚，低电平有效；
Vpp：+25V电源，用于专用装置上进行写操作；
表3.1 2716工作方式
引脚 方式 CE/PGN OE Vpp O7 — O0 读出 未选中 编程 程序校验 编程禁止 低 高 正脉冲 低 低 低 X 高 低 高 +5V +5V +25V +25V +25V 程序读出 高阻 程序写入 程序读出 高阻
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