图3.5 AT89C52的内部逻辑框图
(3)控制引脚：
此类引脚提供控制信号，有的引脚还有复用功能。 (4)IO口引脚：
P0口：双向8位三态IO口，此口为地址总线（低8位）及数据总线分时复用口，可驱动8个LS型TTL负载。
P1口：8位准双向IO口，可驱动4个LS型TTL负载。
P2口：8位准双向IO口，与地址总线（高8位）复用，可驱动4个LS型TTL负载。
P3口：8位准双向IO口，双功能复用口，可驱动4个LS型TTL负载。除此之外，P3口还有第二功能，如表3.2所示：
表3.2 P3口的第二功能
3.3 串行通信模块
串行通信有很多种，目前较常用的有RS232、RS422和RS485，根据本设计的实际情况，RS232串行通信可以满足要求，232电平与TTL电平的转换使用已广泛使用且效果良好的MAX232芯片。 3.3.1 RS232通信协议
（1）RS-232C标准介绍
串行通信接口标准中，RS-232C是目前最常用的一种串行通信接口。RS-232C标准的全称是EIA-RS-232C标准，该标准对串行通信的连接电缆和机械、电气特性、信号功能以及传输过程都进行了明确的规定，适合于数据传输速率在0-20kbs范围内的通信。
（2）RS232C中的引脚定义和电气特性
RS-232C中定义了20根信号线，使用25芯D型连接器DB25实现，后来为了简化串口的线路连接，出现了9芯D型连接器DB9，DB9引脚的分布和信号说明分别如图3.6和表3.3所示。
图3.6 DB9连接器引脚定义 表3.3 DB9连接器信号说明
引脚号 1 2 3 4 5 6 7 8 符号缩写 DCD RXD TXD DTR GND DSR RTS CTS 方向 输入 输入 输出 输出 输入 输出 输入 说明 数据载波检出 接受数据 发送数据 数据终端准备好 信号地 数据准备就绪 请求发送 允许发送 9 RI 输入 振铃提示 RS-232C标准的电气特性参数有带3-7KΩ时驱动器的输出电平、输出开路时接受器的输出逻辑、输入经300Ω接地时接收器的输出逻辑和驱动器转换速率等。不同于传统的TTL等数字电路的逻辑电平，RS-232C的逻辑电平以公共地为对称，其逻辑“0”电平规定在+3V-+25V之间，逻辑“1”电平规定在-3V—25V之间，因此需要使用正负极性的双电源供电。
本设计采用MAX232芯片实现单片机和上位机之间电平的转换，而且该芯片本身对电流具有一定的泵升的作用，因此广泛应用于串行通信中。 3.3.2 串行通信电路
RS-232C接口电路包括RS-232C接口电平转换部分和RS-232C总线连接部分。RS-232C标准的逻辑电平与TTL电平之间的转换用MAX232芯片实现，单片机的TXD、RXD分别连到MAX232的T2in、R1out端。在RS-232C的总线连接上采用最简单的三线连接模式，即连接DB9的TXD、RXD和GND三端。
VCCC50.10.1C6S?21V+C1+VCCGNDT1OUTC1-R1INC2+R1OUT56780.1C2-V-T2INR2OUTMAX232T1INR2INT2OUT161514131211910162738495J?DB9340.1C7C8 图3.7 RS-232C接口电路
4 电机与电气控制电路设计
4.1 步进电机模块
步进电动机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机，它的运行需要专门的驱动电源，驱动电源的输出受外部的脉冲信号控制。每一个脉冲信号可使步进电机旋转一个固定的角度，这个角度称为步距角。脉冲的数量决定了旋转的总角度，脉冲的频率决定了电动机旋转的速度，改变绕组的通电顺序可以改变电机旋转的方向。在数字控制系统中，它既可以用作驱动电动机，也可以用作伺服电动机。它在工业过程控制中得到广泛的应用，尤其在智能仪表和需要精确定位的场合应用更为广泛。
图4.1 三相反应式步进电机工作原理图
4.1.1 步进电机的工作原理
步进电机是机电一体化的关键部件之一，被广泛应用于需要精确定位、同步、行程控制等场合。
一、步进电动机有三线式、五线式、六线式三种，但其控制方式均相同，必须以脉冲电流来驱动。
分述如下：
A、1 相励磁法：在每一瞬间只有一个线圈导通。消耗电力小，精确度良好，但转矩小，振动较大，每送一励磁信号可走1.8 度。若欲以1 相