基于单片机的步进电机控制系统
摘要：传统步进电机控制系统往往采用硬件电路构成的控制器，电路复杂不易实现。本文研究了基于单片机的步进电机控制方法，电路简单，实现了软件对电机进行各种操作，既降低了硬件成本又提高了控制的灵活性。
abstract： the traditional stepper motor control system is often used controller with hardware circuit which is not easy to achieve due to complex circuit. this paper studied stepper motor control method based on scm whose circuit is simple. it achieves various operations to motor of software，reduces hardware cost and increases the flexibility of the control.
关键词：单片机；步进电机
key words： scm；stepper motor
中图分类号：tp31 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）05-0185-02
0 引言
随着微电子技术和计算机技术的发展，步进电机广泛应用于电动玩具、打印机等消费类产品以及数控车床、医疗器械等机电类产品中，研究步进电机的控制系统，对提高控制的精度和响应速度以及节约成本方面都具有重要意义。
1 步进电机控制系统整体设计
步进电机控制系统能够实现对步进电机转速、旋转时间
（0s-9999s）的任意设定，并且支持正反转两种旋转方式。同时具有简单的人机交互界面，是人们更加容易操作。
本系统由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件设计由单片机最小系统、电源模块、键盘控制模块、显示模块组成；软件设计包括键盘控制、步进电机脉冲、显示模块、以及转速计算模块的控制程序，最终实现对步进电机转动方向、转动时间的控制，并将步进电机的的转动速度、转动剩余时间显示在显示模块上面，如图1所示。其中软件设计采用基于c语言的结构化程序设计方法，是在keilc51集成编译环境下编译，结构清晰，具有很好的可读性和移植性。
1．1 步进电机控制系统硬件设计本系统通过at89s51单片机的io口输出的时序方波对步进电机进行控制，同时采用4×4键盘对步进电机的运行状态进行自由设置，并用12864图形液晶显示电机的旋转时间、转速及其他状态信息，如图2所示。
单片机晶振采用12mhz，单片机的p1、p2口都有内置上拉电阻，不需要外接，用它来控制4×4行列式键盘以及12864图形液晶，会使原理图更简洁，更是降低了成本，因此p1口用来接4×4行列式键盘，p2口用来给12864图形液晶发送显示数据，4×4行列式键盘实现步进电机方向、时间以及速度控制及设定。p0口用来向12864图形液晶输入三个使能信号来操作液晶的正常显示。由于p3口内部也有上拉电阻，就用4个引脚来输出步进电机的控制信号到
步进电机驱动，驱动电机工作。驱动步进电机驱动电路是由步进电机自身提供的，因此原理图上无此显示。
1.2 步进电机控制系统软件设计步进电机控制系统，除了必须的优质的硬件外，更需要优良的软件系统支持。因此设计时必须充分考虑系统整体的稳定性和性能，才能保证系统的可靠运行。
程序首先对单片机的各个端口进行定义，然后定义步进电机驱动函数（确定步进电机的工作节拍）；定义液晶显示屏显示的固定字编码数组；定义初始化函数对显示屏及步进电机进行函数预设；首先定义形液晶发送数据指令；先对显示屏左半屏进行写数据然后对右半屏写数据；然后写设定写入数据地址；接着设定左半屏、右半屏写入数据开始地址；发送清屏指令。主函数开始时首先把要固定显示的汉字编码地址送到将要显示的地址上，然后主函数进入循环通过查询按键的状态来确定步进电机的运行速度更新液晶显示数据；送相应的数据地址到液晶显示屏，流程图如图3所示。
2 结论
基于单片机的步进电机控制系统，使步进电动机的使用更加便捷，基于软硬件结合的控制系统，不仅提高了系统的灵活性，还降低了成本，目前在各种自动化控制系统中应用广泛。
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