单片机控制步进电机

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-I 安徽建筑工业学院

毕 业 设 计（论文）

姓 名

专 业 电子信息工程

班 级 08电子②班

学 号

课 题 基于单片机的步进电机控制的设计

指导老师

2012年 6 月 1 日

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-II ——基于单片机的步进电机控制

电子与信息工程学院 电子信息工程专业 2008级2班 xxx

指导教师 xxx

摘 要

步进电机由于其精确性及其良好的性能得到广泛的应用，本文介绍了基于STC89C52单片机的步进电机控制系统的设计，在硬件部分，描述了该系统的硬

件配置工作原理，在单片机和步进电机之间选用了ULN2003驱动芯片，通过按键向单片机输送控制信号，控制步进电机的转速和正反转，实践表明系统性能优于传统的步进电机控制器。步进电动机由于用其组成的开环系统既简单、廉价，又非常可行，因此在众多领域有着极其广泛的应用。本文是一种基于单片机的步进电机的系统设计，用C语言编写出电机的正转、反转、加速、减速、停止程序，通过单片机、电机的驱动芯片ULN2003以及相应的按键实现以上功能，并且步进电机的工作状态要用相应的数码管显示出来。本文内容介绍了步进电机以及单片机原理、该系统的硬件电路、程序组成，同时对软、硬件进行了调试，同时介绍了调试过程中出现的问题以及解决问题的方法。经过实践应用证明，该控制系统的抗干扰能力以及稳定性都非常好。

关键字：步进电机；STC89C52单片机；ULN2003

Abstract 百度文库 - 好好学习，天天向上

-III Because of accuracy and well capability, the stepper motor is used in many

fields. Design of a stepping motor control system based on MCU-89C52 processor is

露　苎！　黪　。ｌ与应用　数控技术　ｓｂｉｔ　ｓｔｏｐ＝Ｐ２　１：　ｓｂｉｔ　ｚｚ＝Ｐ２　２；　ｓｂｉｔ　ｆｚ＝Ｐ２　３；　ｓｂｉｔ　ｕｐ＝Ｐ２　４；　ｓｂｉｔ　ｄｏｗｎ＝Ｐ２　５：　ｓｂｉｔ　ｓｅｔ＝Ｐ２　６；　ｕｃｈａｒ　ｃｏｕｎｔ，ｓｐｅｅｄ，ｉ，ｃｏｕｎｔｌ，ｋ；　ｕｉｎｔ　ｊ；　ｂｉｔ　ｚｆ；／／定义一个正反转标志位　／｝步进电机１－２相励磁方式Ａ—ＡＢ—Ｂ—ＢＣ—Ｃ—ＣＤ—一Ｄ—　ＤＡ数据｝／　ｕｃｈａｒ　ｔａｂ口＝｛０ｘ０１，Ｏｘ０３，０ｘ０２，０ｘ０６，０ｘ０４，０ｘ０Ｃ，０ｘ０８，　０ｘ０９｝；　ｖｏｉｄ　ｍａｉｎ（）　｛　ＰＯ＝ＯＸＯ０　１ｓｐｅｅｄ＝３；ｚｆ＝ｌ；／／初始速度、方向设置　ＴＭＯＤ＝０Ｘ０１；／／定时器０工作在方式１，ｌｍｓ中断一次　ＴＬ０＝（６５５３６—１０００）％２５６；　ＴＨ０＝（６５５３６一ｌ　０００）／２５６　ｚ　ＥＡ＝１；ＥＴＯ＝１；　／　扫描７个功能按键　／　ｗｈｉｌｅ（１）　｛　ｆ（ａａｒｔ＝＝Ｏ）ＴＲ０＝１；／／按下启动按钮，启动定时器　ｉｆ（ｓｔｏｐ＝＝０）｛ＴＲ０＝０；Ｐ０＝０Ｘ００；ｋ＝０；ｊ＝ｏ；ｃｏｕｎｔ１＝０；　ｓｐｅｅｄ＝３；｝；／／停止时关定时器　ｉｆ（ｚｚ＝＝０）ｚｆ＝ｌ；／／按下　正转按钮时将标志位置位　ｉｆ（ｆｚ＝＝Ｏ）ｚｆ＝Ｏ；／／按下反转按钮时将标志位复位　ｉｆ（ｕｐ＝＝０）　｛ｉｆ（ｓｐｅｅｄ！＝１）｛ｓｐｅｅｄ－－；｝；ｗｈｉｌｅ　（ｕｐ＝＝Ｏ）；｝；／／加速　ｉｆ（ｄｏｗｎ＝＝０）｛ｉｆ（ｓｐｅｅｄ！＝５）｛ｓｐｅｅｄ＋＋；｝；ｗｈｉｌｅ　（ｄｏｗｎ＝＝Ｏ）；｝；／／减速　ｉｆ（ｓｅｔ＝＝０）｛ｋ＋＋；ｗｈｉｌｅ（ｓｅｔ＝＝０）；｝；／／圈数设置　｝　……上接第５页　最短时间为２５秒，最长时间为４５秒，黄灯时间为５秒。　１．２系统的体系结构及其功能　该系统由单片机、车流量检测模块、违规检测模块、按键设置模　块、信号灯状态模块、ＬＥＤ倒计时模块组成最小控制系统，如图２所　示嘲。采用单片机作为控制核心，直接控制信号灯的状态变化，可以　实现基本的交通指挥功能。ＬＥＤ数码管显示倒计时间，以提醒行使　者，更具人性化。违规检测传感器和车流量检测传感器为单片机采　集数据，在此基础上单片机及时调整控制指挥。　该系统不仅能实现基本的交通指挥功能，还能进行倒计时显　示、车流量检测及调整、按键设置、交通违规处理和紧急处理等功　能。　２智能交通灯控制系统的硬件设计　该系统选用ＡＴ８９Ｓ５１单片机及外围器件构成最小控制系统，１２　个发光二极管分成４组红绿黄三色灯构成信号灯指示模块，８个ＬＥＤ　东西南北各两个构成倒计时显示模块，车流量检测传感器采集流量　数据，光敏传感器捕获违规信号，若干按键组成时间设置和紧急按　钮，该系统硬件电路如图３所示　。　３智能交通灯控制系统的软件设计　该系统的软件部分采用汇编语言实现，包括键盘设置处理、状　态灯控制、ＬＥＤ显示、消抖动延时、次状态判断及处理、紧停或违规　｝　ｖｏｉｄ　ｔｉｍｅ０（）ｉｎｔｅｒｒｕ【ｐｔ　１　｛　ＴＬ０＝（６５５３６－５００）％２５６；　ＴＨ０＝（６５５３６—５００）／２５６；　ｃｏｕｎｔ＋＋；　ｉＲｃｏｕｎｔ＝＝ｓｐｅｅｄ）　｛　ｃｏｕｎｔ＝Ｏ；　ｉｆ（ｋ！＝０）｛ｊ＋＋；ｉｆ（ｊ＝：４０９６）｛ｊ＝０；ｃｏｕｎｔ１＋＋；｝；｝；／／如果　设置了圈数则进行统计　ｉｆ（（ｋ＝：ｏ）ＩＩ（ｋＩ＿ｃ０ｕｎｔ１））／／女Ｈ未设置或未到设置值，根据正　反转标志位送励磁数据　｛　ｉｆ（Ｚｆ）｛ｉ＋＋；ｉｆ（ｉ＞７）ｉ＝０；Ｐ０＝ｔａｂ［ｉ】；｝　ｅｌｓｅ　｛ｉ一一；ｉｆｉ＝＝Ｏｘｆｆ）ｉ＝７；ＰＯ＝ｔａｂ［ｉ】；｝　｝　ｅｌｓｅ　ｉｆ（（ｋ！＝０）＆＆（ｋ＝＝ｃｏｕｎｔ１））／／如到设置值，　关定时器，恢复初始值　｛ＴＲ０＝０；ｋ＝０；ｊ＝ｏ；ｃｏｕｎｔｌ＝Ｏ；ＰＯ＝ＯＸＯ０ｌ　ｓｐｅｅｄ＝３；｝；　｝　｝　参考文献　［１］何立民。张俊谟．单片机中级教程：第２版［Ｈ］．北京：北京航空航天　大学出版社，２００２．　［２］王琼．单片机原理及应用试验教程［Ｍ］．合肥：合肥工业大学出　版社，２００２．　［３］吴金戊。沈庆阳，郭庭吉．８０５１单片机实践与应用［Ｈ］．北京：人民邮　电出版社。２００３．　［４］周明安，朱光忠，宋晓华，肖俊建．步进电机驱动技术发展及现状　［Ｊ］．机电工程技术，２００５，Ｏ２（５）：１９—２１．　［５］王晓明．电动机的单片机控制［Ｈ］．北京：北京航空航天大学出版　社。２００２．　判断、中断服务、车流量计数、红绿灯时间调整等模块组成。整个软　件程序可分为两大部分：主程序部分和中断处理程序，如图４所示。　该智能交通灯控制系统的软件设计采用顺序执行并反复循环　的方法，该系统在正常工作的情况下，每５５ｓ循环变化一次。在每个　循环周期还剩５ｓ时，通行路口的黄灯点亮并开始闪烁，以提醒路上　行人和车辆交通灯即将发生变化，在此期间若中断按键按下则转入　中断服务子程序进行相关处理【４］。　４结语　本文介绍了基于ＡＴ８９Ｓ５１单片机的智能交通灯控制系统的设　计与实现过程。模拟实验结果表明，该系统完全符合设计要求，并且　该系统设计简单、易于安装和维护、成本低、能灵活挂接外围硬件设　备可扩展性好，具有很强的实用价值。　参考文献　［１］洪伟。牟轩沁等．交叉路网交通灯的协调模糊控制方法［Ｊ］．系统仿　真学报，２００８，０１３（００５）：５５１．　［２］边海龙，孙永奎．单片机开发与典型工程项目实例详解［Ｈ］．电子工　业出版社，２００８．　［３］李学海．标准８０Ｃ５１单片机基础教程［Ｈ］．北京：北京航空航天大学　出版社。２００６．　［４］王灿，何淳等．智能交通灯控制系统的设计和仿真【Ｊ］．重庆工商大　学学报，２００９。２６（１）：８５—８７．

如何用单片机控制步进电机

步进电机是机电控制中一种常用的执行机构，它的用途是将电脉冲转化为角位移，通俗地说：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。通过控制脉冲个数即可以控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

一、步进电机常识

常见的步进电机分三种：永磁式（PM），反应式（VR）和混合式（HB），永磁式步进一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度 或15度；反应式步进一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家80年代已被淘汰；混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。

二、永磁式步进电机的控制

下面以电子爱好者业余制作中常用的永磁式步进电机为例，来介绍如何用单片机控制步进电机。

图1是35BY型永磁步进电机的外形图，图2是该电机的接线图，从图中可以看出，电机共有四组线圈，四组线圈的一个端点连在一起引出，这样一共有5根引出线。要使用步进电机转动，只要轮流给各引出端通电即可。将COM端标识为C，只要AC、 C、BC、 C，轮流加电就能驱动步进电机运转，加电的方式可以有多种，如果将COM端接正电源，那么只要用开关元件（如三极管），将A、 、B、 轮流接地。

下表列出了该电机的一些典型参数：

表1 35BY48S03型步机电机参数

型号 步距角 相数 电压 电流 电阻 最大静转距 定位转距 转动惯量

35BY48S03 7.5 4 12 0.26 47 180 65 2.5

有了这些参数，不难设计出控制电路，因其工作电压为12V，最大电流为0.26A，因此用一块开路输出达林顿驱动器（ULN2003）来作为驱动，通过 P1.4~P1.7来控制各线圈的接通与切断，电路如图3所示。开机时，P1.4~P1.7均为高电平，依次将P1.4~P1.7切换为低电平即可驱动步进电机运行，注意在切换之前将前一个输出引脚变为高电平。如果要改变电机的转动速度只要改变两次接通之间的时间，而要改变电机的转动方向，只要改变各线圈接通的顺序。

单片机步进电机控制程序代码

引言：

步进电机是一种常见的电机类型，它具有准确的位置控制和高速运动的特点，在许多应用中被广泛使用。为了实现步进电机的精确控制，我们需要编写相应的单片机控制程序代码。本文将介绍一种常见的单片机步进电机控制程序代码，并详细解析其实现原理和使用方法。

一、控制原理：

步进电机通过控制电流的方向和大小来控制转子的运动，常见的步进电机控制方式有两相和四相控制。本文将以四相控制为例进行介绍。

四相控制是指通过控制四个线圈的电流状态来控制步进电机的运动。具体控制方式有全步进和半步进两种。全步进模式下，每一步都是四个线圈中的两个同时激活；半步进模式下，每一步都是四个线圈中的一个或两个同时激活。在本文中，我们将介绍半步进模式的控制程序代码。

二、程序代码：

下面是一段常见的单片机步进电机控制程序代码：

```c

#include

sbit A1 = P1^0;

sbit A2 = P1^1;

sbit B1 = P1^2;

sbit B2 = P1^3;

void delay(unsigned int t)

{

unsigned int i, j;

for (i = 0; i < t; i++)

for (j = 0; j < 120; j++);

}

void main()

{

unsigned int i;

unsigned char step[8] = {0x01, 0x03, 0x02, 0x06, 0x04,

0x0C, 0x08, 0x09};

while (1)

{

for (i = 0; i < 8; i++)

{

P1 = step[i]; delay(1000);

}

}

}

```

三、代码解析：