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摘要8051单片机控制步进电机进行简单的转速控制，包括启停变换转速控制等。
利用利用单片机实验箱以模拟电压提供电机转速设定值，使用并行模数转换芯片ADC0809 进行电压信号的采集和数据处理转换得到速度给定的数字量，通过单片机的P1 口控制步进电机的控制端，使其按一定的控制方式进行转动。
调节步进电机转速，使其与给定值相当，最后，利用ZLG7290模块驱动LED数码管显示速度设定值。
通过这个单片机控制系统的设计来掌握A/D转换的原理，了解步进电机的工作原理，掌握它的转速控制方式和调速方法，并且掌握LED显示原理和ZLG7290模块的使用方法，用LED数码管显示模数转换的结果，设计电路的硬件接线图和实现上述要求的程序。
最后实现通过改变模拟电压就可以改变步进电机的转速控制，并且在LED 数码管上显示步进电机的转速这一功能。
关键词：51单片机调速步进电机LED显示绪论在进行51单片机的学习和实验过程中曾利用51单片机对步进电机进行过简单的控制，包括利用单片机试验箱对步进电机进行转角控制，方向控制等。
即按照设定的转动角度步进电机进行动作，来实现步进电机的实时控制，通过设定的方向来实现步进电机的方向反转控制等，并利用利用ZLG7290模块驱动LED数码管显示步进电机的设定值与步进电机实际所转过过的角度，同时显示步进电机的旋转方向等。
这次所进行的步进电机转速控制系统是对步进电机的另一种控制，即实现步进电机的转速控制而不是单单的转动角度控制，并且是通过模拟量输入来时时的控制步进电机的转速。
并且通过数码管来显示出所设定的步进电机的转速。
第一章系统程序及分析1.1对步进电机控制系统的设计要求进行设计，主程序程序如下：#include<reg51.h>#include"VIIC_C51.h"#include"zlg7290.h"sbit PA=P1^0;sbit PB=P1^1;sbit PC=P1^2;sbit PD=P1^3;sbit SDA=P1^7;sbit SCL=P1^6;sbit RST=P1^4;sbit KEY_INT=P1^5;unsigned char xdata *port;unsigned char count,count1=0,c[3],n;/*****************ADC0809*******************************************/int1()interrupt 2{count=*port;*port=0;}/*******************************************************************//*****************延迟函数*****************************************/delay(unsigned int t){unsigned int i;for(i=0;i<t;i++){TMOD=0X11;TH0=-500/256;TL0=-500%256;TR0=1;while(TF0!=1);TF0=0;}}/*****************脉冲函数********************************************/ time1()interrupt 3{if(count==0X00)count1=4;TH1=-3*1000000/(256*count);TL1=-3*1000000%(256*count);switch(count1){ case 0:{PA=1;PB=1;PC=0;PD=0;}break;case 1:{PA=0;PB=1;PC=1;PD=0;}break;case 2:{PA=0;PB=0;PC=1;PD=1;}break;case 3:{PA=1;PB=0;PC=0;PD=1;}break;default:{PA=0;PB=0;PC=0;PD=0;}}count1++;if(count1>=4){count1=0;}}/************************主函数*******************************************/ main(){ RST=0;delay(1);RST=1;delay(10);port=0x7ff8;EA=1;ET1=1;ET0=1;TMOD=0X11;TH1=-100000/256;TL1=-100000%256;TR1=1;EX1=1;IT1=1;*port=0;while(1){c[0]=count/100;c[1]=count%100/10;c[2]=count%10;for(n=0;n<3;n++)ZLG7290_SendCmd(0x60+(2-n),c[n]);}}1.2程序分析：程序的开头包含了3个头文件，第一个头文件<reg51.h>中对所有的特殊功能寄存器进行了SFR定义，只要引用了<reg51.h> 就可以直接引用特殊功能寄存器名。
. . . .摘要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。
关键词：步进电机;单片机;精度高;体积小;控制方便。
目录设计要求 (2)1.1设计要求 (2)1.2验收标准 (2)步进电机原理及硬件和软件设计 (2)2.1步进电机工作方式 (2)2.2 总体设计方框图 (5)2.3 设计原理分析 (6)2.3.1元器件介绍:步进电机 (6)2.3.2方案论证 (7)2.3.3硬件设计 (8)2.3.4元件清单 (12)2.3.5 软件设计 (13)总结 (19)致 (19)参考文献 (20)附录 (21)设计要求1.1设计要求（1）最小系统：选择AT89C51单片机为核心元件构成系统。
51单片机驱动步进电机电路及程序(总4页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--51单片机驱动步进电机电路及程序在这里介绍一下用51单片机驱动步进电机的方法。
这款步进电机的驱动电压12V，步进角为度 . 一圈 360 度 , 需要 48 个脉冲完成!!!该步进电机有6根引线，排列次序如下：1:红色、2:红色、3:橙色、4:棕色、5:黄色、6:黑色。
采用51驱动ULN2003的方法进行驱动。
ULN2003的驱动直接用单片机系统的5V电压，可能力矩不是很大，大家可自行加大驱动电压到12V。
;*********************************************************************************;********** ******************步进电机的驱动***************************************; DESIGN BY BENLADN911 FOSC = 12MHz ;---------------------------------------------------------------------------------; 步进电机的驱动信号必须为脉冲信号!!! 转动的速度和脉冲的频率成正比!!!; 本步进电机步进角为度 . 一圈 360 度 , 需要 48 个脉冲完成!!!;---------------------------------------------------------------------------------; A组线圈对应; B组线圈对应; C组线圈对应; D组线圈对应; 正转次序: AB组--BC组--CD组--DA组 (即一个脉冲,正转度);----------------------------------------------------------------------------------;----------------------------正转--------------------------ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN:MOV R3,#144 正转 3 圈共 144 脉冲START:MOV R0,#00HSTART1:MOV P2,#00HMOV A,R0MOV DPTR,#TABLEMOVC A,@A+DPTRJZ START 对 A 的判断,当 A = 0 时则转到STARTMOV P2,ALCALL DELAYINC R0DJNZ R3,START1MOV P2,#00HLCALL DELAY1;-----------------------------反转------------------------MOV R3,#144 反转一圈共 144 个脉冲START2:MOV P2,#00HMOV R0,#05START3:MOV A,R0MOV DPTR,#TABLEMOVC A,@A+DPTRJZ START2 MOV P2,ACALL DELAYINC R0DJNZ R3,START3MOV P2,#00HLCALL DELAY1LJMP MAINDELAY: MOV R7,#40 步进电机的转速M3: MOV R6,#248DJNZ R6,$DJNZ R7,M3RETDELAY1: MOV R4,#20 2S 延时子程序DEL2: MOV R3,#200DEL3: MOV R2,#250DJNZ R2,$DJNZ R3,DEL3DJNZ R4,DEL2RETTABLE:DB 30H,60H,0C0H,90H 正转表DB 00 正转结束DB 30H,90H,0C0H,60H 反转表DB 00 反转结束END。
在这里介绍一下用51单片机驱动步进电机的方法。
这款步进电机的驱动电压12V，步进角为 7.5度 . 一圈 360 度 , 需要 48 个脉冲完成!!!该步进电机有6根引线，排列次序如下：1:红色、2:红色、3:橙色、4:棕色、 5:黄色、6:黑色。
采用51驱动ULN2003的方法进行驱动。
ULN2003的驱动直接用单片机系统的5V电压，可能力矩不是很大，大家可自行加大驱动电压到12V。
;******************************************************************** *************;**************************** 步进电机的驱动***************************************; DESIGN BY BENLADN911 FOSC = 12MHz 2005.05.19;---------------------------------------------------------------------------------; 步进电机的驱动信号必须为脉冲信号!!! 转动的速度和脉冲的频率成正比!!! ; 本步进电机步进角为 7.5度 . 一圈 360 度 , 需要 48 个脉冲完成!!!;---------------------------------------------------------------------------------; A组线圈对应 P2.4; B组线圈对应 P2.5; C组线圈对应 P2.6; D组线圈对应 P2.7; 正转次序: AB组--BC组--CD组--DA组 (即一个脉冲,正转 7.5 度);----------------------------------------------------------------------------------;---------------------------- 正转--------------------------ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN:MOV R3,#144 正转 3 圈共 144 脉冲START:MOV R0,#00HSTART1:MOV P2,#00HMOV A,R0MOV DPTR,#TABLEMOVC A,@A+DPTRJZ START 对 A 的判断,当 A = 0 时则转到 STARTMOV P2,ALCALL DELAYINC R0DJNZ R3,START1MOV P2,#00HLCALL DELAY1;-----------------------------反转------------------------MOV R3,#144 反转一圈共 144 个脉冲START2:MOV P2,#00HMOV R0,#05START3:MOV A,R0MOV DPTR,#TABLEMOVC A,@A+DPTRJZ START2MOV P2,ACALL DELAYINC R0DJNZ R3,START3MOV P2,#00HLCALL DELAY1LJMP MAINDELAY: MOV R7,#40 步进电机的转速M3: MOV R6,#248DJNZ R6,$DJNZ R7,M3RETDELAY1: MOV R4,#20 2S 延时子程序DEL2: MOV R3,#200DEL3: MOV R2,#250DJNZ R2,$DJNZ R3,DEL3DJNZ R4,DEL2RETTABLE:DB 30H,60H,0C0H,90H 正转表DB 00 正转结束DB 30H,90H,0C0H,60H 反转表DB 00 反转结束END。
51单片机控制的步进电机C语言程序用的是L298驱动的和ULN2003一样，你把它换成2003就行拉#include <AT89X51.H>unsigned char codetable[]={0xf1,0xf3,0xf2,0xf6,0xf4,0xfc,0xf8,0xf9,0x00,0xf1,0xf9,0xf8,0xfc,0xf4,0xf6,0xf2,0x f3,0x00};unsigned char temp,temp_old;unsigned char key;unsigned char i,j,k,m,s;void delay(int i){for(m=i;m>0;m--)for(j=250;j>0;j--)for(k=10;k>0;k--);}void saomiao(){P3=0xff;P3_4=0;temp=P3;temp=temp&0x0f;if(temp!=0x0f){for(i=50;i>0;i--)for(j=200;j>0;j--);temp=P3;temp=temp&0x0f;if(temp!=0x0f){temp=P3;temp=temp&0x0f;switch(temp){case 0x0e:key=1;break;case 0x0d:key=2;break;case 0x0b:key=3;break;case 0x07:key=4;break;}temp=P3;temp=temp&0x0f;while(temp!=0x0f){temp=P3;temp=temp&0x0f;}}}P3=0xff;P3_5=0;temp=P3;temp=temp&0x0f;if(temp!=0x0f){for(i=50;i>0;i--)for(j=200;j>0;j--);temp=P3;temp=temp&0x0f;if(temp!=0x0f){temp=P3;temp=temp&0x0f;switch(temp){case 0x0d:key=5;break;case 0x0b:key=6;break;case 0x07:key=7;break;}temp=P3;temp=temp&0x0f;while(temp!=0x0f){temp=P3;temp=temp&0x0f;}}}}void main(void){while(1){saomiao();if(key==1){ P1=0;P2=0;saomiao();}if(key==2){temp_old=key;for(s=0;s<8;s++){ P2=table[s];P1_4=0;delay(13);saomiao();if(key!=temp_old){P1_4=1;break;}}}if(key==3){temp_old=key;for(s=0;s<8;s++){ P2=table[s];P1_5=0;delay(5);saomiao();if(key!=temp_old){P1_5=1;break;}}}if(key==4){temp_old=key; for(s=0;s<8;s++){ P2=table[s];P1_6=0;delay(20);saomiao();if(key!=temp_old){P1_6=1;break;}}}if(key==5){temp_old=key;for(s=9;s<17;s++){ P2=table[s];P1_7=0;delay(13);saomiao();if(key!=temp_old){P1_7=1;break;}}}if(key==6){temp_old=key;for(s=9;s<17;s++){ P2=table[s];P1_5=0;delay(5);saomiao();if(key!=temp_old){P1_5=1;break;}}}if(key==7){temp_old=key;for(s=9;s<17;s++){ P2=table[s];P1_6=0;delay(20);saomiao();if(key!=temp_old){P1_6=1;break;}}}}}C语言程序源代码#include <REGX51.H> // 51寄存器定义#include "intrins.h"#define control P1 //P1_0:A相，P1_1:B相，P1_2:C相,P1_3:D相#define discode P0 //显示代码控制端口#define uchar unsigned char //定义无符号型变量#define uint unsigned intsbit en_dm=P3^0; //显示代码锁存控制sbit en_wk=P3^1; //位控锁存控制uchar code corotation[4]= {0x03,0x06,0x0c,0x09};//电机正转uchar code rollback[4]={0x0c,0x06,0x03,0x09}; //电机反转uchar code tab[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//显示字段uint code Levspeed[5]={500,400,300,200,100};//电机速度等级uchar Hscan,speedcount;//Hscan行扫描，speedcount 速度等级计数uint uu; //频率计数uint step,setstep; //step：电机步伐计数，setstep：手动设置电机步伐uint speed=500; //电机初始速度uchar count;uchar flag[5];uchar butcount; //按键次数//****************************************//flag[0] 正转标志//flag[1] 反转标志//flag[2] 加速标志//flag[3] 减速标志//flag[4] 设置标志//****************************************Delay1mS(unsigned int tt) //延时1ms “Delay1mS”延时子程序，用循环语句延时。
设计方案与原理1 设计方案设计一个51单片机四相步进电机控制系统要求系统具有如下功能：（1）由I/O口产生的时序方波作为电机控制信号；（2）信号经过驱动芯片驱动电机的运转；（3）电机的状态通过键盘控制，包括正转，反转，加速，减速，停止和单步运行。
2 设计原理步进电机实际上是一个数字\角度转换器，也是一个串行的数\模转换器。
步进电机的基本控制包括启停控制、转向控制、速度控制、换向控制4个方面。
从结构上看,步进电机分为三相、四相、五相等类型,本次设计的是四相电机。
四相步进电机的工作方式有单四拍、双四拍和单双八拍三种。
在本次设计中，我们使用的是四相单八拍的工作方式。
通过P1口给A,B,C,D四相依次输出高电平即可实现步进电机的旋转，通过控制两次输出的间隔，即可实现对步进电机的速度控制。
图 2.1 步进电机内部结构截图根据步进电机的相关相序表我们可以正常的控制电机的步进运行。
3 硬件设计根据设计要求和设计原理，我们可以绘制出基本的功能方框图，以便之后我们连接实际电路时的方便和可靠。
用键盘控制具体的功能模块，这样更能直观方便的控制整体的系统，使其达到我们预期的操作效果。
图3.1中简单描述了整个单片机系统的控制模式和控制流程，包括通过时钟电路和键盘电路，来控制ULN2003驱动电机动作。
图表图 3.1 硬件电路功能方框图4 电路原理图4.C程序代码#include <reg52.h>#define KeyPort P3#define DataPort P0 //定义数据端口程序中遇到DataPort 则用P0 替换sbit LATCH1=P2^2;//定义锁存使能端口段锁存sbit LATCH2=P2^3;// 位锁存unsigned char code dofly_DuanMa[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};// 显示段码值0~9unsigned char code dofly_WeiMa[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};//分别对应相应的数码管点亮,即位码unsigned char TempData[8]; //存储显示值的全局变量sbit A1=P1^0; //定义步进电机连接端口sbit B1=P1^1;sbit C1=P1^2;sbit D1=P1^3;#define Coil_AB1 {A1=1;B1=1;C1=0;D1=0;}//AB相通电，其他相断电#define Coil_BC1 {A1=0;B1=1;C1=1;D1=0;}//BC相通电，其他相断电#define Coil_CD1 {A1=0;B1=0;C1=1;D1=1;}//CD相通电，其他相断电#define Coil_DA1 {A1=1;B1=0;C1=0;D1=1;}//DA相通电，其他相断电#define Coil_A1 {A1=1;B1=0;C1=0;D1=0;}//A相通电，其他相断电#define Coil_B1 {A1=0;B1=1;C1=0;D1=0;}//B相通电，其他相断电#define Coil_C1 {A1=0;B1=0;C1=1;D1=0;}//C相通电，其他相断电#define Coil_D1 {A1=0;B1=0;C1=0;D1=1;}//D相通电，其他相断电#define Coil_OFF {A1=0;B1=0;C1=0;D1=0;}//全部断电unsigned char Speed=1;bit StopFlag;void Display(unsigned char FirstBit,unsigned char Num);void Init_Timer0(void);unsigned char KeyScan(void);/*------------------------------------------------uS延时函数，含有输入参数 unsigned char t，无返回值unsigned char 是定义无符号字符变量，其值的范围是0~255 这里使用晶振12M，精确延时请使用汇编,大致延时长度如下 T=tx2+5 uS------------------------------------------------*/void DelayUs2x(unsigned char t){while(--t);}/*------------------------------------------------mS延时函数，含有输入参数 unsigned char t，无返回值unsigned char 是定义无符号字符变量，其值的范围是0~255 这里使用晶振12M，精确延时请使用汇编------------------------------------------------*/void DelayMs(unsigned char t)while(t--){//大致延时1mSDelayUs2x(245);DelayUs2x(245);}}/*------------------------------------------------主函数------------------------------------------------*/ main(){unsigned int i=512;//旋转一周时间unsigned int n=0;unsigned char num,vo,v;Init_Timer0();Coil_OFF;while(1) //正向{num=KeyScan(); //循环调用按键扫描if(num==1)//第一个按键,速度等级增加{if(Speed<15)Speed=Speed+2;}if(num==2)//第二个按键，速度等级减小{if(Speed>1)Speed=Speed-2;}if(num==3)//第三个按键，电机停转{Coil_OFFStopFlag=1;}if(num==4)//第四个按键，电机启动{StopFlag=0;TR0=1;}if(num==5)//第五个按键，电机反转{TR0=0;TR1=1;}if(num==6)//第六个按键，电机正传{TR0=1;TR1=0;}vo=(0.25*(20-Speed)*64*32)/1000;v=60/vo;TempData[0]=dofly_DuanMa[v/10]; //分解显示信息，如要显示68，则68/10=6 68%10=8TempData[1]=dofly_DuanMa[v%10];}}/*------------------------------------------------显示函数，用于动态扫描数码管输入参数 FirstBit 表示需要显示的第一位，如赋值2表示从第三个数码管开始显示如输入0表示从第一个显示。
