步进电机调速控制系统设计C语言程序及说明

接口课程设计任务书学生姓名专业班级指导老师工作单位计算机学院题目：步进电机控制设计（C程序设计语言）一、内容：在MIFID微机实验台上以双八拍的方式控制步进电机运行，用按钮控制启动和停止。

接口硬件电路图见说明书。

二、要求：1、控制步进电机运行的相序表存储在文件中。

2、按下SW1按钮，从文件中取出一个相序数据，从并行接口8255A的PA口输出，使步进电机运行。

相序数据在CRT上显示。

按下SW2按钮，步进电机运行停止。

3、SW1按钮的数字量由PC1输入，SW2按钮的数字量由PC0输入，4、设计程序运行时的界面友好。

三、进度安排：指导教师签名：年月日系主任（责任教师）签名：年月日一．设计目的和内容目的：通过步进电机控制实验，学习并行接口电路及其控制程序的设计原理与方法。

内容：在MIFID微机实验台上以双八拍的方式控制步进电机运行，用按钮控制启动和停止。

接口硬件电路图见说明书。

要求：1、控制步进电机运行的相序表存储在文件中。

2、按下SW1按钮，从文件中取出一个相序数据，从并行接口8255A的PA口输出，使步进电机运行。

相序数据在CRT上显示。

按下SW2按钮，步进电机运行停止。

3、SW1按钮的数字量由PC1输入，SW2按钮的数字量由PC0输入，4、设计程序运行时的界面友好。

二、实验预备知识可编程并行接口8255是一个具有两个8位(A端口和B端口)和两个4位(C端口)并行I/O端口的芯片。

在与外设进行数据传输时，把A、B、C3个端口分为两组。

A组由A端口和C端口的高4位组成。

B组由B端口和C端口的低4位组成。

为了满足多种数据传输的要求，可以通过对8255的编程用方式控制字设置3种工作方式来实现。

这3种工作方式为：方式0(基本I/O工作方式)；方式1(选通I/O工作方式)；方式2(双向传送方式)。

8255的控制字有工作方式控制字和C端口的位置位/复位控制字。

工作方式控制字是必须要预先设定的，C端口的位置位/复位控制字可视需要而定。

基于单片机的步进电机控制系统设计前言步进电机是一种进行精确步进运动的机电执行元件，它广泛应用于工业机械的数字控制，为使系统的可靠性、通用性、可维护性以及性价比最优，根据控制系统功能要求及步进电机应用环境，确定了设计系统硬件和软件的功能划分，从而实现了基于8051单片机的四相步进电机的开环控制系统。

控制系统通过单片机存储器、I/O接口、中断、键盘、LED 显示器的扩展、步进电机的环形分频器、驱动及保护电路、人机接口电路、中断系统及复位电路、单电压驱动电路等的设计，实现了四相步进电机的正反转，急停等功能。

为实现单片机控制步进电机系统在数控机床上的应用，系统设计了两个外部中断，以实现步进电机在某段时间内的反复正反转功能，也即数控机床的刀架自动进给运动，随着单片机技术的不断发展，单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，自六十年代初期以来，步进电机的应用得到很大的提高。

人们用它来驱动时钟和其他采用指针的仪器，打印机、绘图仪，磁盘光盘驱动器、各种自动控制阀、各种工具，还有机器人等机械装置。

此外作为执行元件，步进电机是机电一体化的关键产品之一，被广泛应用在各种自动化控制系统中，随着微电子和计算机技术的发展，它的需要量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。

步进电机是机电数字控制系统中常用的执行元件，由于其精度高、体积小、控制方便灵活，因此在智能仪表和位置控制中得到了广泛的应用，大规模集成电路的发展以及单片机技术的迅速普及，为设计功能强，价格低的步进电机控制驱动器提供了先进的技术和充足的资源。

1.步进电机原理及硬件和软件设计1.1步进电机原理及控制技术由于步进电机是一种将电脉冲信号转换成直线或角位移的执行元件，它不能直接接到交直流电源上，而必须使用专业设备一步进电机控制驱动器，典型步进电机控制系统如图1所示:控制器可以发出脉冲频率从几赫兹到几千赫兹可以连续变化的脉冲信号，它为环形分配器提供脉冲序列，环形分配器的主要功能是把来自控制环节的脉冲序列按一定的规律分配后，经过功率放大器的放大加到步进电机驱动电源的各项输入端，以驱动步进电机的转动，环形分配器主要有两大类:一类是用计算机软件设计的方法实现环形分配器要求的功能，通常称软环形分配器。

步进电机控制程序(2008-06-05 19:07:55)转载分类：程序设计标签：it步进电机(键盘控制可调速)#include <reg51.h>#define uchar unsigned charstatic unsigned int count; //计数static int step_index; //步进索引数，值为0－7static bit turn; //步进电机转动方向static bit stop_flag; //步进电机停止标志static int speedlevel; //步进电机转速参数，数值越大速度越大，最小值为1，速度最慢static int spcount; //步进电机转速参数计数void ddelay(void); //键盘扫描延时函数void delay(unsigned int endcount); //延时函数，延时为endcount*1毫秒void gorun(); //步进电机控制步进函数sbit P10=P2^0 ; //电机端口定义sbit P11=P2^1 ;sbit P12=P2^2;sbit P13=P2^3 ;void ddelay(void){uchar i;for (i=300;i>0;i--);}uchar keyscan(void){uchar scancode;uchar tmpcode;P1 = 0xf8; // 发全0行扫描码if ((P1&0xf8)!=0xf8) // 若有键按下{ddelay(); // 延时去抖动if ((P1&0xf8)!=0xf8) // 延时后再判断一次，去除抖动影响{scancode = 0xfe;while((scancode&0x08)!=0) // 逐行扫描{P1 = scancode; // 输出行扫描码if ((P1&0xf8)!=0xf8) // 本行有键按下tmpcode = (P1&0xf8)|0x07;return((~scancode)+(~tmpcode)); // 返回特征字节码，为1的位即对应于行和列 }else scancode = (scancode<<1)|0x01; // 行扫描码左移一位}}}return(0); // 无键按下，返回值为0}void main(void){uchar key;count = 0;step_index = 0;spcount = 0;P10 = 0;P11 = 0;P12 = 0;P13 = 0;EA = 1; //允许CPU中断TMOD = 0x11; //设定时器0和1为16位模式1ET0 = 1; //定时器0中断允许TH0 = 0xFc;TL0 = 0x18; //设定时每隔1ms中断一次TR0 = 1; //开始计数stop_flag = 0;turn=0;speedlevel = 20;while(1){key = keyscan();switch(key){case 0x09: //按键#，正转以speedlevel = 1的速度转1000*0.5MS=0.5Sstop_flag=0;turn = 0;speedlevel =10;gorun();delay(1000);break;case 0x0c: //按键*，停止2000*0.5MS=0.5Sstop_flag=1;break;case 0x0a: //按键0，反转以speedlevel = 1的速度转1000*0.5MS=0.5Sstop_flag=0;turn=1;speedlevel =10;gorun();delay(1000);break;case 0x11: // 按键9，以--speedlevel的加速转1000*0.5MS=0.5Sstop_flag=0;if (speedlevel==1){ speedlevel=1;}else { --speedlevel;}gorun();delay(1000);break;case 0x12: // 按键8，以++speedlevel的减速转1000*0.5MS=0.5Sstop_flag=0;++speedlevel;gorun();delay(1000);break;}}}//定时器0中断处理void timeint(void) interrupt 1{TH0=0xFc;TL0=0x18; //设定时每隔1ms中断一次count++;spcount--;if(spcount<=0) //速度调整，SPEEDLEVEL越大，延时越长（延时约为1MS*SPEEDLEVEL），{ // 频率越小，速度越慢spcount = speedlevel;gorun();}}void delay(unsigned int endcount)//延时函数，延时为endcount*0.5毫秒{count=0;do{}while(count<endcount);void gorun(){if (stop_flag==1) {P10 = 0;P11 = 0;P12 = 0;P13 = 0;return;}switch(step_index) {case 0: //0P10 = 1;P11 = 0;P12 = 0;P13 = 0;break;case 1: //0、1P10 = 1;P11 = 1;P12 = 0;P13 = 0;break;case 2: //1P10 = 0;P11 = 1;P12 = 0;P13 = 0;break;case 3: //1、2P10 = 0;P11 = 1;P12 = 1;P13 = 0;break;case 4: //2P10 = 0;P11 = 0;P12 = 1;P13 = 0;break;case 5: //2、3P10 = 0;P11 = 0;P12 = 1;P13 = 1;break;case 6: //3P10 = 0;P11 = 0;P12 = 0;P13 = 1;break;case 7: //3、0P10 = 1;P11 = 0;P12 = 0;P13 = 1;}if (turn==0) //正转{step_index++;if (step_index>7)step_index=0;}else{ //反转step_index--;if (step_index<0)step_index=7;}}步进电机(键盘控制可调速加显示)#include <reg51.h>#define uchar unsigned charstatic unsigned int count; //计数static int step_index; //步进索引数，值为0－7static bit turn; //步进电机转动方向static bit stop_flag; //步进电机停止标志static int speedlevel; //步进电机转速参数，数值越大速度越大，最小值为1，速度最慢static int spcount; //步进电机转速参数计数void ddelay(void); //键盘扫描延时函数void delay(unsigned int endcount); //延时函数，延时为endcount*1毫秒void gorun(); //步进电机控制步进函数void Delay400Ms(void);void LCMInit(void); //LCM初始化void WriteCommandLCM(unsigned char WCLCM,BuysC); //BuysC为0时忽略忙检测void DisplayOneChar(uchar X, uchar Y, uchar DData);void DisplayListChar(uchar X, uchar Y,uchar ListLength, uchar *DData,uchar n);sbit P10=P3^0 ; //电机端口定义sbit P11=P3^1 ;sbit P12=P3^2;sbit P13=P3^3 ;uchar code speed[]={ 0x3a,0x39,0x38,0x37,0x36,0x35,0x34,0x33,0x32,0x31,0x30};uchar code stop[] = {"stop"};uchar code go[] = {"go:"};uchar code back[] = {"back:"};uchar code max[] = {"max:8"};void ddelay(void){uchar i;for (i=300;i>0;i--);}uchar keyscan(void){uchar scancode;uchar tmpcode;P1 = 0xf8; // 发全0行扫描码if ((P1&0xf8)!=0xf8) // 若有键按下{ddelay(); // 延时去抖动if ((P1&0xf8)!=0xf8) // 延时后再判断一次，去除抖动影响{scancode = 0xfe;while((scancode&0x08)!=0) // 逐行扫描{P1 = scancode; // 输出行扫描码if ((P1&0xf8)!=0xf8) // 本行有键按下{tmpcode = (P1&0xf8)|0x07;return((~scancode)+(~tmpcode)); // 返回特征字节码，为1的位即对应于行和列 }else scancode = (scancode<<1)|0x01; // 行扫描码左移一位}}}return(0); // 无键按下，返回值为0}void main(void){uchar key;count = 0;step_index = 0;spcount = 0;P10 = 0;P11 = 0;P12 = 0;P13 = 0;EA = 1; //允许CPU中断TMOD = 0x11; //设定时器0和1为16位模式1ET0 = 1; //定时器0中断允许TH0 = 0xFc;TL0 = 0x18; //设定时每隔1ms中断一次TR0 = 1; //开始计数P0=0XFF;P3 &=0XEF; //573片选LCMInit(); //LCM初始化Delay400Ms();stop_flag = 0;turn=0;speedlevel = 5;DisplayListChar(0,0,3,go,1); //每次扫描键盘显示更新一次uchar code go[] DisplayOneChar(0,1,0x35); //每次扫描键盘显示更新一次while(1){key = keyscan();switch(key){case 0x09: //按键#，正转以speedlevel = 1的速度转1000*0.5MS=0.5S stop_flag=0;turn = 0;speedlevel =5;gorun();WriteCommandLCM(0x01,1);//显示清屏,DisplayListChar(0,0,3,go,0); //每次扫描键盘显示更新一次uchar code go[] DisplayOneChar(0,1,0x35); //每次扫描键盘显示更新一次delay(1000);break;case 0x0c: //按键*，停止2000*0.5MS=0.5Sstop_flag=1;WriteCommandLCM(0x01,1);//显示清屏,DisplayListChar(0,0,4,stop,0); //每次扫描键盘显示更新一次break;case 0x0a: //按键0，反转以speedlevel = 1的速度转1000*0.5MS=0.5S stop_flag=0;turn=1;speedlevel =5;gorun();WriteCommandLCM(0x01,1);//显示清屏,DisplayListChar(0,0,5,back,0); //每次扫描键盘显示更新一次DisplayOneChar(0,1,0x35); //每次扫描键盘显示更新一次delay(1000);break;case 0x11: // 按键9，以--speedlevel的加速转1000*0.5MS=0.5Sstop_flag=0;if (speedlevel==2){ speedlevel=2;}else { speedlevel--;}gorun();if(speedlevel==2){ DisplayListChar(0,1,5,max,0);}else {DisplayOneChar(0,1, speed[speedlevel]);} //每次扫描键盘显示更新一次 delay(1000);break;case 0x12: // 按键8，以++speedlevel的减速转1000*0.5MS=0.5Sstop_flag=0;speedlevel++;gorun();WriteCommandLCM(0x01,1);//显示清屏,if(turn==0){DisplayListChar(0,0,3,go,0); //每次扫描键盘显示更新一次uchar code go[] DisplayOneChar(0,1, speed[speedlevel]);} //每次扫描键盘显示更新一次else {DisplayListChar(0,0,5,back,0); //每次扫描键盘显示更新一次DisplayOneChar(0,1,speed[speedlevel]);} //每次扫描键盘显示更新一次delay(1000);break;}}}//定时器0中断处理void timeint(void) interrupt 1{TH0=0xFc;TL0=0x18; //设定时每隔1ms中断一次count++;spcount--;if(spcount<=0) //速度调整，SPEEDLEVEL越大，延时越长（延时约为1MS*SPEEDLEVEL），{ // 频率越小，速度越慢spcount = speedlevel;gorun();}}void delay(unsigned int endcount)//延时函数，延时为endcount*0.5毫秒{count=0;do{}while(count<endcount);}void gorun(){if (stop_flag==1){P10 = 0;P11 = 0;P12 = 0;P13 = 0;return;}switch(step_index){case 0: //0P10 = 1;P11 = 0;P12 = 0;P13 = 0;break;case 1: //0、1P10 = 1;P11 = 1;P12 = 0;P13 = 0;break;case 2: //1P10 = 0;P11 = 1;P12 = 0;P13 = 0;break;case 3: //1、2P10 = 0;P11 = 1;P12 = 1;P13 = 0;break;case 4: //2P10 = 0;P11 = 0;P12 = 1;P13 = 0;break;case 5: //2、3P10 = 0;P11 = 0;P12 = 1;P13 = 1;break;case 6: //3P10 = 0;P11 = 0;P12 = 0;P13 = 1;break;case 7: //3、0P10 = 1;P11 = 0;P12 = 0;P13 = 1;}if (turn==0) //正转 {step_index++;if (step_index>7)step_index=0; }else{ //反转step_index--;if (step_index<0)step_index=7;}}步进电机(自动循环调速)#include <reg51.h>sbit P00=P2^0 ;sbit P01=P2^1 ;sbit P02=P2^2;sbit P03=P2^3 ;static unsigned int count; //计数static int step_index; //步进索引数，值为0－7static bit turn; //步进电机转动方向static bit stop_flag; //步进电机停止标志static int speedlevel; //步进电机转速参数，数值越大速度越快，最小值为1，速度最慢static int spcount; //步进电机转速参数计数void delay(unsigned int endcount); //延时函数，延时为endcount*0.5毫秒void gorun(); //步进电机控制步进函数void main(void){count = 0;step_index = 0;spcount = 0;stop_flag = 0;P00 = 0;P01 = 0;P02 = 0;P03 = 0;EA = 1; //允许CPU中断TMOD = 0x11; //设定时器0和1为16位模式1ET0 = 1; //定时器0中断允许TH0 = 0xFE;TL0 = 0x0C; //设定时每隔0.5ms中断一次TR0 = 1; //开始计数turn = 0;do{speedlevel =4;delay(10000); //以speedlevel = 4的速度转2000*0.5MS=1Sspeedlevel =4;delay(10000); //以speedlevel = 4的速度转2000*0.5MS=1Sstop_flag=1;delay(6000);//停止，2000*0.5MS=3Sstop_flag=0;}while(1);}//定时器0中断处理void timeint(void) interrupt 1{TH0=0xFE;TL0=0x0C; //设定时每隔0.5ms中断一次count++;spcount--;if(spcount<=0){spcount = speedlevel;gorun();}}void delay(unsigned int endcount){count=0;do{}while(count<endcount);}void gorun(){if (stop_flag==1){P00 = 0;P01 = 0;P02 = 0;P03 = 0;return;}switch(step_index){case 0: //0P00 = 1;P01 = 0;P02 = 0;P03 = 0;break;case 1: //0、1P00 = 1;P01 = 1;P02 = 0;P03 = 0; break;case 2: //1P00 = 0;P01 = 1;P02 = 0;P03 = 0; break;case 3: //1、2P00 = 0;P01 = 1;P02 = 1;P03 = 0; break;case 4: //2P00 = 0;P01 = 0;P02 = 1;P03 = 0; break;case 5: //2、3P00 = 0;P01 = 0;P02 = 1;P03 = 1; break;case 6: //3P00 = 0;P01 = 0;P02 = 0;P03 = 1; break;case 7: //3、0P00 = 1;P01 = 0;P02 = 0;P03 = 1;}if (turn==0){step_index++;if (step_index>7) step_index=0; }else{step_index--;if (step_index<0)step_index=7;}}步进电机控制Link - Thu, 17 Jan 2008 12:41:32 +0800Description:本设计采用的步进电机为35BYJ46型四相八拍电机，电压为DC12V。

题目：单片机控制步进电机系统摘要很多工业控制设备对位移和角度的控制精度要求较高, 一般电机很难实现, 而步进电机可精确实现所设定的角度和转数。

本设计主要是运用51 单片机控制六线4相步进电机系统, 由单片机产生驱动脉冲信号, 控制步进电机以一定的转速向某一方向产生一定的转动角度。

同时能够利用单片机实现电机的正、反转及速度控制，并能在数码管上显示出相应的速度。

本文中给出了该系统设计的硬件电路，软件设计，人机交互等。

并对各个功能模块进行了详细的说明。

主要内容包括以下几个方面：单片机控制步进电机的一般原理。

电机驱动及控制的实现。

控制系统整体设计以及模块划分说明。

原理图。

代码。

关键词：单片机；步进电机；系统；驱动AbstractMany Industrial control equipment have a highly requirement in displacement and angle with control accuracy, the most motor can't carry out .but the step motor can carry out the displacement and angle that you enactmented in accuracy. This design mainly used SCM to control step motor system.The step motor is formed six lines and four phasic.Through SCM generate the drive pulse signal.Control stepper motor through a certain speed in a direction to get a certain degree of rotation angle.At the same time, It can use SCM to realization of the motor is , reverse and speed control. and showed the speed in the digital tube.In this paper, given the design of the system hardware circuit,software design, human-computer interaction and so on.and it given the details description of each functional module.the main contents include the following:(1) The general principles of signal_chip controlling step motor.(2) The realization of motor driving and controlling(3) Control system overall design and description module division(4) Schematic Diagram(5) CodeKey Words：SCM; stepper motor; system; drive目录引言41 单片机控制步进电机的一般原理41.1 步进电机41.1.1 步进电机介绍41.1.2 步进电机分类51.1.3 技术指标51.1.4 步进电机工作原理51.2 单片机72 步进电机驱动实现82.1简介82.2驱动选择83 系统硬件设计93. 1 单片机控制电机93.2 键盘93.3 显示部分10程序流程图11总结12致谢13参考文献13附录13C代码13引言目前，在工业控制生产以及仪器上应用十分广泛。

C 语言实现单片机控制步进电机加减速源程序1. 引言在现代工业控制系统中，步进电机作为一种常见的执行元件，广泛应用于各种自动化设备中。

而作为一种常见的嵌入式软件开发语言，C 语言在单片机控制步进电机的加减速过程中具有重要的作用。

本文将从单片机控制步进电机的加减速原理入手，结合 C 语言的编程技巧，介绍如何实现单片机控制步进电机的加减速源程序。

2. 单片机控制步进电机的加减速原理步进电机是一种能够精确控制角度的电机，它通过控制每个步骤的脉冲数来实现旋转。

在单片机控制步进电机的加减速过程中，需要考虑步进电机的加速阶段、匀速阶段和减速阶段。

在加速阶段，需要逐渐增加脉冲的频率，使步进电机的转速逐渐增加；在匀速阶段，需要保持恒定的脉冲频率，使步进电机以匀速旋转；在减速阶段，需要逐渐减小脉冲的频率，使步进电机的转速逐渐减小。

这一过程需要通过单片机的定时器和输出控制来实现。

3. C 语言实现步进电机加减速的源程序在 C 语言中，可以通过操作单片机的 GPIO 来控制步进电机的旋转。

在编写源程序时，需要使用单片机的定时器模块来生成脉冲信号，以控制步进电机的旋转角度和速度。

以下是一个简单的 C 语言源程序，用于实现步进电机的加减速控制：```c#include <reg52.h>void main() {// 初始化定时器// 设置脉冲频率，控制步进电机的加减速过程// 控制步进电机的方向// 控制步进电机的启停}```4. 总结与回顾通过本文的介绍，我们了解了单片机控制步进电机的加减速原理和 C 语言实现步进电机加减速源程序的基本思路。

掌握这些知识之后，我们可以更灵活地应用在实际的嵌入式系统开发中。

在实际项目中，我们还可以根据具体的步进电机型号和控制要求，进一步优化 C 语言源程序，实现更加精准和稳定的步进电机控制。

希望本文能为读者在单片机控制步进电机方面的学习和应用提供一定的帮助。

5. 个人观点与理解在我看来，掌握 C 语言实现单片机控制步进电机加减速源程序的技术是非常重要的。

步进电机控制（单⽚机C语⾔）模块⼆简单应⽤实例调试任务2 步进电机控制（H22）⼀、任务要求⽤单⽚机P1端⼝控制步进电机，编写程序输出脉冲序列到P1⼝，控制步进电机正转、反转，加速，减速。

⼆、任务⽬的1．了解步进电机控制的基本原理。

2．掌握控制步进电机转动的编程⽅法。

三、电路连线框图步进电机电流⼩于0.5A时可采⽤ULN2003A进⾏驱动（反相）四、原理控制说明步进电机驱动原理是通过对每相线圈中的电流的顺序切换来使电机作步进式旋转。

切换是通过单⽚机输出脉冲信号来实现的。

所以调节脉冲信号的频率便可以改变步进电机的转速，改变各相脉冲的先后顺序，可以改变电机的旋转⽅向。

步进电机的转速应由慢到快逐步加速。

电机驱动⽅式可以采⽤双四拍(AB→BC→CD→DA→AB)⽅式，也可以采⽤单四拍(A→B→C→D→A)⽅式，或单、双⼋拍(A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A)⽅式。

控制时公共端是接在VCC上的，所以实际控制脉冲是低电平有效。

单⽚机的P1⼝输出的脉冲信号经（MC1413或ULN2003A）倒相驱动后，向步进电机输出脉冲信号序列。

五、程序框图# include#define Astep 0x01#define Bstep 0x02#define Cstep 0x04#define Dstep 0x08unsigned char dly_c;void delay(){unsigned char tt,cc;cc = dly_c; //外循环次数tt = 0x0; //内循环次数do{do {}while(--tt);}while(--cc);}void main(){dly_c = 0x10;// 双四拍⼯作⽅式while(1){P1= Astep+Bstep;delay();P1= Bstep+Cstep;delay();P1= Cstep+Dstep;delay();P1= Dstep+Astep;delay();if (dly_c>3) dly_c --; // 加速控制};。

基于单片机的步进电机控制系统设计前言步进电机是一种进行精确步进运动的机电执行元件，它广泛应用于工业机械的数字控制，为使系统的可靠性、通用性、可维护性以及性价比最优，根据控制系统功能要求及步进电机应用环境，确定了设计系统硬件和软件的功能划分，从而实现了基于8051单片机的四相步进电机的开环控制系统。

控制系统通过单片机存储器、I/O接口、中断、键盘、LED显示器的扩展、步进电机的环形分频器、驱动及保护电路、人机接口电路、中断系统及复位电路、单电压驱动电路等的设计，实现了四相步进电机的正反转，急停等功能。

为实现单片机控制步进电机系统在数控机床上的应用，系统设计了两个外部中断，以实现步进电机在某段时间内的反复正反转功能，也即数控机床的刀架自动进给运动，随着单片机技术的不断发展，单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，自六十年代初期以来，步进电机的应用得到很大的提高。

人们用它来驱动时钟和其他采用指针的仪器，打印机、绘图仪，磁盘光盘驱动器、各种自动控制阀、各种工具，还有机器人等机械装置。

此外作为执行元件，步进电机是机电一体化的关键产品之一，被广泛应用在各种自动化控制系统中，随着微电子和计算机技术的发展，它的需要量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。

步进电机是机电数字控制系统中常用的执行元件，由于其精度高、体积小、控制方便灵活，因此在智能仪表和位置控制中得到了广泛的应用，大规模集成电路的发展以及单片机技术的迅速普及，为设计功能强，价格低的步进电机控制驱动器提供了先进的技术和充足的资源。

1.步进电机原理及硬件和软件设计1.1步进电机原理及控制技术由于步进电机是一种将电脉冲信号转换成直线或角位移的执行元件，它不能直接接到交直流电源上，而必须使用专业设备一步进电机控制驱动器，典型步进电机控制系统如图1所示:控制器可以发出脉冲频率从几赫兹到几千赫兹可以连续变化的脉冲信号，它为环形分配器提供脉冲序列，环形分配器的主要功能是把来自控制环节的脉冲序列按一定的规律分配后，经过功率放大器的放大加到步进电机驱动电源的各项输入端，以驱动步进电机的转动，环形分配器主要有两大类:一类是用计算机软件设计的方法实现环形分配器要求的功能，通常称软环形分配器。

步进电机c程序课程设计一、教学目标本课程的目标是使学生掌握步进电机的基础知识，能够使用C程序控制步进电机的运动。

具体目标如下：1.了解步进电机的工作原理和特点。

2.掌握C程序的基本语法和编程技巧。

3.理解步进电机控制的基本方法和算法。

4.能够使用C程序编写简单的步进电机控制代码。

5.能够对步进电机进行基本的故障排除和维护。

情感态度价值观目标：1.培养学生的创新意识和实践能力。

2.培养学生的团队合作精神和沟通能力。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.步进电机的基础知识：介绍步进电机的工作原理、结构和特点。

2.C程序编程基础：讲解C程序的基本语法、数据类型、控制结构和函数。

3.步进电机控制方法：介绍步进电机的控制方法、算法和编程技巧。

4.步进电机控制实例：分析实际应用中的步进电机控制案例，让学生进行实际操作。

三、教学方法本课程采用多种教学方法相结合的方式，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：讲解步进电机的基础知识和C程序编程基础。

2.讨论法：学生进行小组讨论，分享学习心得和控制方法。

3.案例分析法：分析实际应用中的步进电机控制案例，让学生进行思考和解决问题。

4.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自动手操作步进电机，进行控制编程和调试。

四、教学资源本课程的教学资源包括以下几个方面：1.教材：选用合适的教材，提供全面、系统的步进电机和C程序知识。

2.参考书：提供相关的参考书籍，供学生进一步深入学习和参考。

3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，直观地展示步进电机的工作原理和控制方法。

4.实验设备：准备步进电机、控制器等实验设备，让学生进行实际操作和编程实践。

五、教学评估为了全面、客观、公正地评估学生的学习成果，本课程将采用以下评估方式：1.平时表现：通过课堂参与、提问、回答问题等方式评估学生的课堂表现，鼓励学生积极参与课堂讨论和实践活动。

2.作业：布置适量的作业，包括编程练习和控制方案设计等，以巩固学生的知识和技能。

步进电机调速控制系统设计C语言程序及说明使用元器件：单片机8051、步进电机17H185H-04A、128细分/3.0A步进电机驱动器、LED显示器。

实现控制功能:以8051单片机为控制器,系统设四个按键：“工作/停止按键"、“加速按键”、“减速按键”、“正反向控制按键”。

系统上电后,按下“正反向控制按键"，控制电机正反转；每按一次“加速按键”后,步进电机由低向高加速一级，每按一次“减速按键”后，由高向低减速一级;按“工作/停止按键"后，电机停止转动,系统回到等待状态。

同时需要显示运行状态和转速(以实际转速或等级表示）.程序清单及说明＃include<reg52。

h>sbit EN=P2^0; //使能输出sbit DIR=P2^1; //方向控制sbit PWM=P2^2；//PWM输出sbit zled=P2^6；//正转信号灯sbit fled=P2^7；//反转信号灯sbit sw1=P0^0；//启停按钮sbit sw2=P0^1；//正反转按钮sbit sw3=P0^2；//加速按钮sbit sw4=P0^3；//减速按钮unsigned char table［]=｛0xC0，0xF9,0xA4，0xB0,0x99，0x92,0x82，0xF8,0x80，0x90}；unsigned char i,j，k，temp=0，zkb=5,zkb1=0,speed=0；void delay(）//延时10ms{for（i=20;i>0;i--）for（j=248；j〉0；j--）；｝void InitTimer0（void) //T0定时器初始化{TMOD = 0x00; //设置定时器方式0TH0 = 0xef；//高8位送初值TL0 = 0xdd; //低8位送初值EA = 1; //开中断总允许ET0 = 1；//开T0中断允许TR0 = 1; //启动T0开始定时｝void main（) //主程序｛InitTimer0（）;EN=1; //初始使能端输出0DIR=1；//方向端输出1zled=0；//正传信号灯端口输出0，灯亮fled=1；//反转信号灯输出1，灯不亮while（1){P1=table［speed]；//启停if（sw1==0）//判断启停键按下｛delay（); //调用延时程序if（sw1==0）//再判断,启停键按下｛while(sw1==0）；//启停键按下,使能端取反EN=～EN；}}//正反转子程序if（sw2==0) //判断换向键是否按下{delay()；if（sw2==0）｛while(sw2==0）;DIR=～DIR; //换向键按下，方向端口取反fled=~fled; //正传指示灯控制端取反zled=~zled；//反转传指示灯控制端取反}｝//加速子程序if（sw3==0) //判断加速键是否按下｛delay(）；if(sw3==0)｛while(sw3==0）; //加速键按下if(speed>=5）//判断转速是否大于5 speed=5; //大于5，保持5级转速elsespeed++；//小于5，加速一级}}//减速子程序if(sw4==0) //判断减速键是否按下{delay(）；if（sw4==0）{while（sw4==0)；//减速键按下if（speed==1) //转速为1，保持1级转速speed=1;elsespeed—-; //转速不为1，减速1级｝}｝｝void Timer0Interrupt（void) interrupt 1switch(speed）//加减速按键按下,对应选择T0初值,进入终端产生不同频率脉冲｛case 1：TH0=0XDD;break;case 2:TH0=0XE1;break;case 3：TH0=0XE5；break;case 4:TH0=0XEa;break；case 5：TH0=0xf0；break；}TL0 = 0xdd;if（zkb1〉=10）zkb1=0；zkb1++；if（zkb1〈=5)PWM=1；elsePWM=0;｝。

步进电机步进电机和普通电动机不同之处是步进电机接受脉冲信号的控制。

步进电机可以直接接受数字信号,不需要进行数字与模拟量的转换,具有高精度快速启停能力。

在非超载的情况下，步进电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。

这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。

使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。

一、步进电机的结构和工作原理步进电机是一种专门用于位置和速度精确控制的特种电机。

步进电机的最大特点是其“数字性”，对于微电脑发过来的每一个脉冲信号，步进电机在其驱动器的推动下运转一个固定角度（简称一步），如下图所示。

如接收到一串脉冲步进电机将连续运转一段相应距离。

同时可通过控制脉冲频率，直接对电机转速进行控制。

步进电机在构造上有三种主要类型：反应式（Variable Reluctance，VR）、永磁式（Permanent Magnet,PM）和混合式(Hybrid Stepping,HS)。

•反应式定子上有绕组、转子由软磁材料组成。

结构简单、成本低、步距角小，可达1.2°、但动态性能差、效率低、发热大，可靠性难保证。

•永磁式永磁式步进电机的转子用永磁材料制成，转子的极数与定子的极数相同。

其特点是动态性能好、输出力矩大，但这种电机精度差，步矩角大（一般为7.5°或15°）。

•混合式混合式步进电机综合了反应式和永磁式的优点，其定子上有多相绕组、转子上采用永磁材料，转子和定子上均有多个小齿以提高步矩精度。

其特点是输出力矩大、动态性能好，步矩角小，但结构复杂、成本相对较高。

混合型，因具有高精度、高转矩、微小步进角和数个优异的特征，所以刚开始在OA 关系，其它的分类上也大幅的被使用，特别是在生产量上大半是使用在盘片记忆关系的磁头转送上。

按定子上绕组来分，共有二相、三相和五相等系列。

步进电机控制实验c语⾔程序,⽤AT89C51单⽚机控制步进电机的汇编源程序：单⽚机(2540)源程序(50)步进电机(282)汇编语⾔(64)下⾯程序完成的主要功能：实现的正反转，加速、减速；显⽰电机转速(转速级别)和⼯作状态(正转、反转、不转)。

源程序SPEED EQU 10H ;SPEED为转速等级标志，共7级，即1~7FX EQU 11H ;FX 为⽅向标志COUNT EQU 12H ;COUNT次数标志ORG 0000HAJMP MAINORG 0003H ;外部中断0⼊⼝地址，加速⼦程序AJMP UPORG 0013H ;外部中断1⼊⼝地址，减速⼦程序AJMP DOWNORG 000BH ;定时器0中断⼊⼝地址，控制中断次数来达到控制转速 AJMP ZDT0ORG 0030HMAIN： MOV SP，#60HMOV TMOD，#01H ;⼯作于定时、软件置位启动，模式1(16 位计时器)MOV TH0，#0CFHMOV TL0，#2CHMOV COUNT，#01HSETB ET0 ;定时/计数器允许中断CLR IT0 ;外部中断为电平触发⽅式，低电平有效CLR IT1SETB EX0 ;外部允许中断SETB EX1SETB EA ;开总中断MOV R1，#11H ;四相单四拍运⾏，共阳数码管⽅向显⽰8，速度值显⽰0MOV SPEED，#00HMOV FX，#00HXIANS： MOV A，SPEEDMOV DPTR，#LEDMOVC A，@A+DPTR ;查表获取等级对应数码管代码MOV P2，A ;第⼆个数码管显⽰转速等级MOV A，FX ;准备判断转向CJNE A，#11H，ELSMOV P0， #0F9H ;第⼀个数码管显⽰ 1，表⽰正转AJMP QDELS： CJNE A，#00H，ZHENGMOV P0，#0C0H ;第⼀个数码管显⽰ 0，表⽰不转AJMP QDZHENG： MOV P0，#0BFH ;第⼀个数码管显⽰-，表⽰反转QD： JB P3.4，DD ;P3.4 接启动开关 K1，P3.4=1 时启动CLR TR0 ;停⽌定时/计数器MOV P0，#0C0H ;第⼀个数码管显⽰ 0，表⽰不转MOV P2，#0C0H ;第⼆个数码管显⽰ 0，表⽰转速为 0 MOV SPEED，#00H ;重新赋初值MOV FX，#00HAJMP QDDD： MOV A，SPEEDJNZ GO ;A 不等于 0，即初始速度不为零，则转移到 GO CLR TR0 ;停⽌定时/计数器AJMP QDGO： SETB TR0 ;开启定时/计数器ACALL DELAYAJMP XIANSDELAY： MOV R6，#10 ;延时⼦程序DEL1： MOV R7，#250HERE1： DJNZ R7， HERE1DJNZ R6，DEL1RET。

自动门控制的步进电机正反转和加速减速C程序步进电机的正反转和加速减速是实现自动门控制的关键功能。

通过编写C程序，我们可以实现对步进电机的控制，使其按照设定的方向旋转，并可以进行加速和减速操作。

步进电机正反转步进电机的正反转是通过控制电机的相序来实现的。

下面是一个简单的C程序示例，用于控制步进电机的正反转：include <stdio.h>int main() {// 定义电机的相序int sequence[] = {1, 2, 4, 8};int direction = 1; // 1表示正转，-1表示反转// 正转if (direction == 1) {for (int i = 0; i < 4; i++) {printf("Phase: %d\n", sequence[i]);// 在这里控制步进电机的相序输出}}// 反转else if (direction == -1) {for (int i = 3; i >= 0; i--) {printf("Phase: %d\n", sequence[i]);// 在这里控制步进电机的相序输出}}return 0;}在以上示例代码中，我们通过设置`sequence`数组来表示电机的相序，其中`sequence[0]`表示第一相，`sequence[1]`表示第二相，以此类推。

通过循环遍历数组中的元素，并控制步进电机相序的输出，从而实现步进电机的正反转。

步进电机加速减速步进电机的加速减速是通过逐渐改变电机的驱动信号频率来实现的。

下面是一个简单的C程序示例，用于控制步进电机的加速减速：include <stdio.h>include <unistd.h>int main() {// 定义电机的相序int sequence[] = {1, 2, 4, 8};int delay = 1000; // 初始延时时间，单位为毫秒int minDelay = 100; // 最小延时时间，单位为毫秒// 加速for (int i = 0; i < 4; i++) {printf("Phase: %d\n", sequence[i]);// 在这里控制步进电机的相序输出usleep(delay); // 延时if (delay > minDelay) {delay -= 100; // 减小延时时间，实现加速}}// 延时一段时间// 减速for (int i = 3; i >= 0; i--) {printf("Phase: %d\n", sequence[i]);// 在这里控制步进电机的相序输出usleep(delay); // 延时if (delay < 1000) {delay += 100; // 增加延时时间，实现减速}}return 0;}在以上示例代码中，我们通过循环遍历数组中的元素，并控制步进电机相序的输出，并通过调用`usleep`函数来实现延时，从而控制步进电机的转速。

1./******************************************************************/2./**************************************************************** */3./*4./* 步进电机加减速运行程序5./* 步进电机启动时,转速由慢到快逐步加速。

6./* 步进电机匀速运行7./* 步进电机由快到慢逐步减速到停止8./*9./**************************************************************** **/10.11.#include <reg52.h>12.#include <string.h>13.14.#define uchar unsigned char15.#define uint unsigned int16.17.sbit addr0 = P1^4;18.sbit addr1 = P1^5;19.sbit addr2 = P1^6;20.sbit addr3 = P1^7;21.22.uchar code FFW[8]={0x0e,0x0c,0x0d,0x09,0x0b,0x03,0x07,0x06};//正转数组23.uchar code REV[8]={0x06,0x07,0x03,0x0b,0x09,0x0d,0x0c,0x0e};//反转数组24.uchar rate ;25./********************************************************/26./*27./* 延时28./* 11.0592MHz时钟,29./*30./********************************************************/31.void delay()32. {33. uchar k;34. uint s;36.do37. {38.for(s = 0 ; s <100 ; s++) ;39. }while(--k);40. }41.42.43.void delay2(uchar k)44. {45.46. uchar s;47.for(s = 0 ; s <k ; s++) ;48.49. }50.51./********************************************************/52./*53./*步进电机正转54./*55./********************************************************/56.void motor_ffw()57.{58. uchar i;59.60.for (i=0; i<8; i++) //一个周期转30度61. {62. P0 = FFW[i];//取数据63. addr0 = 1;64. addr1 = 0;65. addr2 = 1;66. addr3 = 1;67. addr3 = 0;68. delay(); //调节转速69. }70.}71.72./********************************************************/73./*74./*步进电机反转75./*76./********************************************************/77.void motor_rev()78.{80.81.for (i=0; i<8; i++) //一个周期转30度82. {83. P0 = REV[i]; //取数据84. addr0 = 1;85. addr1 = 0;86. addr2 = 1;87. addr3 = 1;88. addr3 = 0;89. delay(); //调节转速90. }91.}92.93./********************************************************94.*95.*步进电机运行96.*97.*********************************************************/98.void motor_turn()99.{100. uchar x;101. rate=0x30;102. x=0xf0;103.do104. {105. motor_ffw(); //正转加速106. rate--;107. }while(rate!=0x0a); 108.109.do110. {111. motor_ffw(); //正转匀速112. x--;113. }while(x!=0x01); 114.115.do116. {117. motor_ffw(); //正转减速118. rate++;119. }while(rate!=0x30); 120.do121. {122. motor_rev(); //反转加速123. rate--;124. }while(rate!=0x0a); 125.126.do127. {128. motor_rev(); //反转匀速129. x--;130. }while(x!=0x01); 131.132.do133. {134. motor_rev(); //反转减速135. rate++;136. }while(rate!=0x30);137.}138.139./******************************************************** 140.* 141.* 主程序142.*143.*********************************************************/ 144.main()145.{146.147. P1=0xf0;148.149.while(1)150. {151. P0 = 0x00;//ULN2003输出高电平152. addr0 = 1; 153. addr1 = 0; 154. addr2 = 1; 155. addr3 = 1; 156. addr3 = 0; 157. delay2(255); 158.159. motor_turn(); 160.161. }162.}。

基于单片机系统的步进电机驱动摘要本文介绍了基于80C52单片机的步进电机控制系统的设计。

分别概括的介绍了单片机和步进电机以及步进电机的各种驱动方案；对一款四相步进电机以及80C52单片机的功能参数和一种驱动方式的特点，以及选择其原因进行了必要的说明；对基于80C52单片机的步进电机控制系统的原理进行了介绍；根据80C52单片机和步进电机的原理以及特点和参数选择了其他元器件，结合驱动芯片ULN2003A，建立了相应的电路图；进行了必要的电路分析说明，并将这个电路图制作成型，使其工作，实现加速减速等功能。

关键词：步进电机；AT89C52单片机；ULN2003A驱动。

目录第1章前言----------------------------------------------------------------------------1 1.1 课题的背景------------------------------------------------------------------------------------------1 1.2 发展概况---------------------------------------------------------------------------------------------1 1.3 课题主要内容---------------------------------------------------------------------------------------1 第2章步进电机的基本原理、分类和选择----------------------------------------1 2.1 步进电机的基本参数------------------------------------------------------------------------------2 2.2 步进电机的特点------------------------------------------------------------------------------------2 2.3 步进电机分类---------------------------------------------------------------------------------------2 2.4 四相混合式步进电机的工作原理及工作方式------------------------------------------------2 2.5 步进电机具体型号的选择------------------------------------------------------------------------3 第3章步进电机驱动系统及驱动接口选择----------------------------------------3 3.1 单电压功率驱动接口------------------------------------------------------------------------------4 3.2 双电压功率驱动接口------------------------------------------------------------------------------4 3.3 高低压功率驱动接口------------------------------------------------------------------------------4 3.4 斩波恒流功率驱动接口---------------------------------------------------------------------------5 3.5 集成功率驱动接口及驱动芯片的选择---------------------------------------------------------6 第4章驱动系统硬件组成及具体驱动方案分析---------------------------------------6 4.1 关于80C52单片机的介绍----------------------------------------------------------------------6 4.2 驱动系统总体结构--------------------------------------------------------------------------------8 4.3 驱动系统的驱动原理------------------------------------------------------------------------------94.3.1 步进电机的控制信号-----------------------------------------------------------------------94.3.2 控制信号功率的放大-----------------------------------------------------------------------94.3.3 单片机控制信号的输出--------------------------------------------------------------------10 第 5 章驱动系统硬件电路及总电路-----------------------------------------------105.1 单片机最小系统------------------------------------------------------------------------------------10 5.2 人机交互模块---------------------------------------------------------------------------------------11 5.3 按键开关部分---------------------------------------------------------------------------------------12 5.4 驱动芯片部分---------------------------------------------------------------------------------------12 5.5 总电路图---------------------------------------------------------------------------------------------13 第6章驱动系统程序流程图----------------------------------------------------------13第7章结论-------------------------------------------------------------------------------14附录----------------------------------------------------------------------------------------------------------14 参考文献----------------------------------------------------------------------------------------------------19第1章前言1.1课题的背景步进电机是现代数字控制技术中最早出现的执行部件，其特点是可以将数字脉冲控制信号直接转换为一定数值的机械角位移，并且能够自动产生定位转矩使转轴锁定。