单片机控制步进电机系统(C语言源代码)

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。

单片机控制步进电机程序设计1.引言步进电机是一种常用的电机类型，其特点是精度高、稳定性好、速度可调。

在很多自动控制系统中，步进电机被广泛应用于位置控制、定位、打印机等领域。

本文将介绍如何使用单片机来控制步进电机，并给出一个简单的步进电机程序设计示例。

2.步进电机简介步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移或线位移的电机。

其优点包括：-分辨率高：每个步进电机的旋转角度可以非常小，可实现较高的位置精度。

-可控制性强：通过控制电压脉冲的频率和顺序，可以精确控制步进电机的转动方向和步数。

-响应快速：步进电机的响应速度较快，可达数千转每分钟。

3.单片机选型与连接在实现步进电机的控制过程中，我们选择了一款适用于步进电机控制的单片机。

这款单片机具有以下特点：-高效的运算能力和大容量存储空间，适用于复杂的控制算法。

-可编程性强，支持多种开发环境，开发过程相对简便。

-丰富的外设接口，方便与步进电机的连接和控制。

连接单片机与步进电机的基本电路如下所示：步进电机驱动引脚1--单片机引脚A步进电机驱动引脚2--单片机引脚B步进电机驱动引脚3--单片机引脚C步进电机驱动引脚4--单片机引脚D4.步进电机控制原理步进电机控制原理基于对步进电机驱动引脚输入电压脉冲信号的控制。

针对不同的步进电机类型，控制方式可以有所不同，常见的控制方式包括全步进控制和半步进控制。

4.1全步进控制全步进控制方式是将电流依次施加到步进电机的每个驱动相，使其按照一定顺序正转或反转。

控制步骤如下：1.给引脚A和引脚B施加电压，使电机顺时针转动一个步距。

2.给引脚B和引脚C施加电压，使电机顺时针转动一个步距。

3.给引脚C和引脚D施加电压，使电机顺时针转动一个步距。

4.给引脚D和引脚A施加电压，使电机顺时针转动一个步距。

4.2半步进控制半步进控制方式是在全步进控制的基础上，通过控制相邻两个相的电流互补关系，实现更细微的步距调整。

控制步骤如下：1.给引脚A施加电压，使电机顺时针转动半个步距。

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。

单片机控制步进电机程序设计-回复单片机控制步进电机程序设计是现代电子技术领域的重要研究方向之一。

步进电机广泛应用于工业生产、机械设备、医疗器械等领域，具有定位精度高、控制方便等优势。

本文将从单片机控制步进电机的基本原理、程序设计流程和示例程序三个方面，逐步讲解单片机控制步进电机的程序设计。

一、单片机控制步进电机基本原理步进电机是一种可以控制转动角度和转速的电动机。

它由驱动电路与电机本体两部分组成。

其中，电机本体由定子和转子两部分构成，定子上搭载绕组，转子通过定子和绕组形成磁场的相互作用来实现转动。

驱动电路则负责控制绕组的电流，使电机的转子按照特定的顺序和角度旋转。

单片机作为控制器，通过驱动电路向步进电机的绕组提供电流信号，控制绕组的状态，从而控制步进电机的转动。

具体而言，单片机通过控制输出端口的高低电平来控制驱动电路产生相应的电流信号，进而控制步进电机的转动。

二、单片机控制步进电机程序设计流程单片机控制步进电机的程序设计主要分为以下几个步骤：1. 确定步进电机的工作模式：步进电机有多种工作模式，包括全步进模式、半步进模式等。

根据实际需要选择适合的工作模式。

2. 确定步进电机的转速和转动方向：根据具体需求确定步进电机的转速和转动方向。

一般通过控制输出端口的高低电平和不同的电流信号来实现。

3. 编写程序：根据所选工作模式、转速和转动方向，利用单片机的指令集和控制端口编写相应的程序。

首先需要定义输出端口和相关的变量，然后编写主程序，设置转动方向和转速，最后通过循环控制步进电机的转动。

4. 调试程序：将程序烧录至单片机，连接步进电机及驱动电路，通过调试程序观察步进电机的转动情况，并对程序进行修改优化，直至达到预期的效果。

三、单片机控制步进电机程序设计示例以下是一个简单的单片机控制步进电机程序设计示例：include <reg51.h>define motor P1void delay(unsigned int t){unsigned int i, j;for(i=0; i<t; i++)for(j=0; j<1000; j++);}void main(){motor = 0xFF; 设置所有输出端口为高电平while(1){motor = 0xFF; 正转delay(200);motor = 0x00;delay(200);motor = 0xF0; 反转delay(200);motor = 0x00;delay(200);}}以上示例程序实现了步进电机的定时正反转功能。

课程设计报告设计题目：遥控小车——基于51单片机的步进电机调速系统学院：专业：班级：学号：姓名：电子邮件：时间：成绩：指导教师：华南农业大学理学院应用物理系课程设计（报告）任务书学生姓名指导教师职称学生学号专业电子信息科学与技术题目基于51单片机的步进电机调速系统（遥控小车）任务与要求1. 设计并制作电路，利用单片计控制步进电机运转。

2. 通过键盘可以不间断地设定改变电机的转速、转向。

3. 利用显示器实时显示转速等参数。

4. 扩展功能：可设定转动步数。

开始日期2014 年3 月完成日期2014 年3 月1引言步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。

目前，步进机已经广泛应用于领域，例如工业生产中的机械臂的控制，照明装置和监控摄像机转动等。

步进机在装置转动、精确位移方面有很重大的作用。

本系统是基于STC89C51 单片机的遥控小车。

采用STC89C51单片机作为控制核心，通过ULN2003A驱动步进机（28BYJ-48）转动，由按键和显示屏1602组成人机交互模块，同时通过315M无线发射和接收模块向单片机输入控制信号，将整个系统固定于简易小车上，最终实现小车测试和远程遥控功能。

基本达到预定的设计要求以及功能的扩展。

2系统的设计与理论分析2.1系统总体设计2.2理论分析本设计分为两种工作模式：测试模式、遥控模式。

在电路板上有一个带锁的开关进行设置。

测试模式工作时，通过控制小车上的按键进行加速、减速、反转、设置、步数增、步数减等按键，单片机扫描按键，通过软件控制液晶模块显示对应的转速、设置的速度和步数，同时控制步进机模块进行相应的转动。

步进机的是由ULN2003A达林顿管驱动，由单片机控制输入脉冲的频率来控制步进机的转速，单片机是通过程序查表对4个I/O口输出脉冲，本次设计采用的是两相四线减速步进机，步进角为5.625°，减速比为64:1，程序采用的是8拍查表，具有较好的扭矩。

遥控模式工作时，遥控部分五个按键分别输入前、后、左、右、暂停，单片机扫描按键，通过无线发射模块发射串行编码，小车的无线接收模块接收对应的编码，送至单片机进行解码，从而控制液晶模块的显示和步进机模块的工作，进而完成功能。

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。

#include "reg52.h"#include "INTRINS.H"#include <absacc.h>#include <math.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charvoid check_addr(void); /* 地址核对*/uchar code slave_addr[4]={00, 01, 02, 255}; /* 从机地址*/uchar idata T0low, T0high,common_count,input_order,cmd_in_permit,interval; ucharsent_ok,speed_change,start_up,start_end,address_true,i;uint y1;uint codeadd[100]={60006,62771,63693,64154,64430,64614,64746,64845,64922,64983,65033,65075,651 11,65141,65167,65190,65211,65229,65245,65260,65273,65285,65296,65306,65315,65323,65331 , 65339,65345,65352,65358,65363,65368,65373,65378,65382,65387,65390,65394,65398,65401,6 5404,65407,65410,65413,65416,65418,65421,65423,65425,65428,65430,65432,65434,65435,654 37,65439,65441,65442,65444,65445,65447,65448,65450,65451,65452,65453,65455,65456,65457 , 65458,65459,65460,65461,65462,65463,65464,65465,65466,65467,65468,65469,65469,65470,6 5471,65472,65472,65473,65474,65475,65475,65476,65477,65477,65478,65478,65479,65480,654 80,65481};sbit P2_0=P2A0; sbit P2_2=P2A2; sbit P1_0=P1A0; sbit WD=P1A7; /* 作输入步进电机的脉冲信号发送口*//* 作输入步进电机的旋转方向信号发送口*//*作串口输出信号的使能口，P1_0=0时接通串口，输出信号*/ /* 看门狗*/main(){P2_0=0;P2_2=0; /* 步进电机的旋转方向待试验后确定*/P1_0=1; /* 开机时需要关断,串口发送功能,需要时再接通*/ WD=1; /* 看门狗先为1，电平翻转为喂狗*/ i=0;common_count=0; cmd_in_permit=0;input_order=0;interval=0; address_true=1;speed_change=0;start_up=0;start_end=0;sent_ok=0; // 允许发送EA=1; /* 开放总中断*/ TMOD=0x21;TH1 = 0xFD; TL1 = 0xFD; SCON = 0xd0; PCON &= 0x00; SM2=1;TR1 = 1;ES=1; // 波特率9600// 设定串行口工作方式// 波特率不倍增// 启动定时器1T2MOD=00;T2CON=0x00;RCAP2H =0xEE; //赋T2 的预置值0xA600,25MS ，0xB800 ，20MS,0xCA00 ，15MS,0xDC00 ，10MS，0xEE00 ，5MSRCAP2L =0x00;TR2=1; //启动定时器ET2=1; //打开定时器2 中断do{if(address_true==1){ address_true=0; check_addr();} if(start_up==1&&start_end==0) //第一次启动{y1=add[common_count];T0high = (uchar)(y1>>8) ; /* 取y1 的高8 位*/T0low = (uchar)(y1&0x00ff); /*取y1的低8位*/TR0 = 1;ET0=1; /* 允许T/C0 中断*/start_end=1;}if(speed_change==1){ if(interval>=0&&interval<=0x63) {if(interval>common_count){common_count=common_count+1; }if(interval<common_count){common_count=common_count-1; }speed_change=0;} if(sent_ok==1){ sent_ok=0; P1_0=0; for(i=0;i<=20;i++) {_nop_();}TI=0; SBUF=T0high; while(TI==0);TI=0; TI=0; SBUF=T0low; while(TI==0);TI=0;P1_0=1; for(i=0;i<=20;i++) {_nop_();}SM2=1;}} while(1);}void timer0(void) interrupt 1 using 3{ P2_0=~P2_0; y1=add[common_count];T0high = (uchar)(y1>>8) ; /* 取y1 的高8 位*/ T0low = (uchar)(y1&0x00ff); /* 取y1 的低8 位*/ THO=TOhigh; /*高8 位TOhigh 送定时器0 的TH0*/ TL0=T0low; /*低8 位T0low 送定时器0 的TL0*/}void timer2(void) interrupt 5 using 2{TF2=0; /*T2 溢出中断需软件清0*/ speed_change=1; //速度可以改变标示，以便主程序处理WD=!WD; /*MAX813 喂狗*/}void inte_SERIAL() interrupt 4 using 1 /*串口0 中断服务子程序*/{uchar key_in ; key_in=0;if(RI){key_in=SBUF;RI=0;if (SM2==1){ if(key_in==slave_addr[2]){SM2=0; address_true=1;}}if ((SM2==0)&& (RB8==0)){ if(key_in==0xff){SM2=1;}if(key_in==0xfe){ /* 接收主机命令引导字节，准备接收主机命令*/ cmd_in_permit=1;} if(cmd_in_permit==1){ input_order=input_order+1;}if (input_order==2){ /* 接收主机命令，使从机开始调节电机*/ cmd_in_permit=0; input_order=0;/*interval 代表控制器发给电机的转速期望值*/ interval= key_in;sent_ok=1; if(start_up==0){start_up=1;}}}}}void check_addr(void){ /* 地址核对成功，发送从机地址给主机*/TB8=1;RB8=0;P1_0=0;for(i=0;i<=25;i++) {_nop_();}SBUF=slave_addr[2]; /* 发送地址核对成功，发送从机地址给主机*/ do{} while(TI==0); TI=0;P1_0=1;for(i=0;i<=25;i++) {_nop_();}TB8=0;。

单片机课程设计单片机控制步进电机单片机课程设计：单片机控制步进电机单片机（Microcontroller）是一种集成了中央处理器、存储器和输入/输出接口的微型计算机。

而步进电机（Stepper Motor）是一种将电脉冲信号转换为机械角位移的电磁设备。

在单片机课程设计中，控制步进电机是一项常见的任务。

本文将介绍如何使用单片机来控制步进电机，并展示一个基于单片机的课程设计实例。

一、步进电机的原理及特点步进电机是一种将电脉冲信号转换为机械位移的设备，其主要特点包括精密定位、易控制、低成本、没有超额负荷等。

步进电机通常由定子和转子组成，定子上的绕组通电产生磁场，而通过改变绕组通电的顺序和时序，可以实现步进电机的运动控制。

二、单片机控制步进电机的原理为了实现对步进电机的控制，我们需要使用单片机来产生相应的控制信号。

步进电机通常由一个驱动器和若干相继续组成。

单片机通过发出适当的信号给驱动器，进而控制电机的运动。

具体而言，单片机需要控制步进电机的相序、步数和速度。

1. 步进电机的相序控制步进电机的相序控制是通过依次激活不同相继的绕组，实现转子的转动。

单片机通过输出对应的高低电平信号给驱动器，从而控制绕组的激活顺序。

常见的步进电机驱动方式包括全步进和半步进。

2. 步进电机的步数控制步进电机的步数控制是通过控制单片机输出的脉冲数，来实现电机的旋转角度。

根据电机的分辨率和精度需求，我们可以设定单片机输出的脉冲数，从而控制电机的步进角度。

3. 步进电机的速度控制步进电机的速度控制是通过调节单片机输出脉冲信号的频率来实现的。

频率越高，电机转动的速度越快；频率越低，则电机转动的速度越慢。

单片机可以通过定时器等方式产生相应的脉冲频率来控制步进电机的转速。

三、基于单片机的步进电机控制课程设计实例下面将展示一个基于单片机的步进电机控制课程设计实例，该设计基于C语言编程，使用Keil软件进行开发。

设计要求：设计一个步进电机控制系统，使步进电机以设定的转速顺时针旋转一定圈数，并能逆时针旋转一定圈数。

用51单片机控制两相四线步进电机最近学习步进电机的驱动原理，照着教材自己实践了一下用ULN2003驱动28BYJ-48两相5线步进电机，可以正常转动。

手头有一个旧光驱，拆开发现里面有三个电机，其中有一个控制激光头寻迹的两相四线步进电机，我就用51的单片机让它也转起来。

一开始照葫芦画瓢用ULN2003驱动，结果发现无论如何也不行。

原来ULN2003基本没输出电流，只能驱动有公共端的两相五线、两相六线步进电机，不能驱动2相4线步进电机。

然后改用L293D驱动，可以转动。

通过按钮控制正反转时发现，按键释放后，电机迅速发热，烫手。

用万用表测量，发现电机A，A-或B，B-直接存在电位差！应该是按键释放时，IN1-IN4没有归零。

找到问题，就容易解决了。

修改程序，可以完美运行，键1按下正转，释放停下，键2按下反转，释放停下。

IN1-IN4分别接P1口的低四位。

工作方式选用8拍。

A 1 1 0 0 0 0 0 1A- 0 0 0 1 1 1 0 0B 0 1 1 1 0 0 0 0B- 0 0 0 0 0 1 1 1附上源程序，仅供参考。

#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit K3=P2^5;sbit K4=P2^4;//k3正转。

k4反转。

释放停止uchar code step_table[]={0x8,0xa,0x2,0x6,0x4,0x5,0x1,0x9};void delay(unsigned int m){unsigned int i,j;for(i=m;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--);}void xp()//x轴正转{while(!K3){uint i;for(i=0;i<8;i++){P1=step_table[ i];delay(10);}}P1=0;//按键释放时，反转P1停在table某处，导致电机有电压从而使电机发热，需要归零。

基于AT89C52单片机的步进电机控制系统设计摘要：步进电机专用开发系统，适用于数控机床及某些特定条件及系统。

本文通过单片机为开发平台,对步进电机进行控制.采用单片机A T89C52,根据输入的数据转化成的控制信号来控制步进电动机的角位移的一种方法,包括硬件设计和软件设计.整个系统主要由电机驱动电路，声光报警电路，4位LED显示电路，电源电路及核心单片机部分构成。

利用单片机产生步进电机驱动脉冲，通过4×4矩阵键盘能实现对步进电机启动、停止功能的选择以及加速、减速、反转功能的选择，使用方便、操作简单。

其中在步进电机控制器的设计中，重点阐述脉冲产生电路以及对速度的控制，实现对步进电机速度精确控制的开发系统.提高步进电机的步进精度，能够控制三相或四相步进电机。

且电路简单，成本较低,控制方便，移植性强.实用价值高。

关键词:A T89C52；步进电机；脉冲产生Design of Control System for Stepping Motor Based onAT89C52Abstract:A stepper motor dedicated development system,applicable to CNC machine tools and some special conditions and system. In this paper，through the SCM as the development platform，for the stepper motor control。

The paper introduce one way that controls the stepping motor by microcomputer AT89C52 depending on the control signal to which input data convert control the line displacement of the stepping motor，namely simply graph plotter，including its hardware and software。

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。

51单片机控制步进电机硬件图#include <reg51.h> //51芯片管脚定义头文件#include <intrins.h> //内部包含延时函数_nop_();#include<absacc.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code FFW[8]={0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08,0x09}; //四相八拍正转编码uchar code REV[8]={0x09,0x08,0x0c,0x04,0x06,0x02,0x03,0x01}; ////四相八拍反转编码sbit P14=P1^4; //将P14位定义为P1.4引脚sbit P15=P1^5; //将P15位定义为P1.5引脚sbit P16=P1^6; //将P16位定义为P1.6引脚sbit P17=P1^7; //将P17位定义为P1.7引脚sbit P20=P2^0; //将P20位定义为P2.0引脚sbit P21=P2^1; //将P21位定义为P2.1引脚sbit P22=P2^2; //将P22位定义为P2.2引脚sbit P23=P2^3; //将P23位定义为P2.3引脚sbit P24=P2^4; //将P24位定义为P2.4引脚sbit P25=P2^5; //将P25位定义为P2.5引脚sbit P26=P2^6; //将P26位定义为P2.6引脚sbit P27=P2^7; //将P27位定义为P2.7引脚sbit P34=P3^4; //将P34位定义为P3.4引脚sbit P35=P3^5; //将P35位定义为P3.5引脚sbit P36=P3^6; //将P36位定义为P3.6引脚sbit P37=P3^7; //将P37位定义为P3.7引脚sbit P30=P3^0; //将P30位定义为P3.0引脚sbit P31=P3^1; //将P31位定义为P3.1引脚sbit BEEP=P3^2; // 蜂鸣器bit on=0;bit off=1; //运行与停止标志bit zdirection=0; //方向标志bit fdirection=0; //方向标志uchar h,l,k; //定义行键值//定义列键值uchar idata count[3]; //0-9数值储存unsigned char code Tab[ ]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; //数字0~9的段码uchar keyval=0; //定义变量储存按键值uchar dat=0; //按键值uint run_i=0;uchar count_i=0;uint run=0; //需要运行的步数uint drun=0; //当前运行的步数bit flag;uint x=60;uint y=60;uint z=0;/* uint k=0; //调速按键次*//**************************************************************/ void led_delay1(void){unsigned char j;for(j=0;j<52;j++);}void beep(){uchar j;for (j=0;j<200;j++){led_delay1();BEEP=!BEEP; //BEEP取反}BEEP=1; //关闭蜂鸣器}/**************************************************************函数功能：数码管动态扫描延时**************************************************************/void led_delay(void){unsigned char j;for(j=0;j<200;j++);}/**************************************************************/**************************************************************函数功能：软件延时去抖动子程序**************************************************************/void delay20ms(void){unsigned char i,j;for(i=0;i<70;i++)for(j=0;j<60;j++);}void display(uint run){ //显示设点步数P31=1; //点亮数码管DS6P30=0;P34=0;P35=0;P36=0;P37=0;P14=0;P15=0;if((run/100)!=0){ P0=Tab[run/100]; //显示百位led_delay(); //动态扫描延时led_delay(); //动态扫描延时}P0=0xff;P30=1;P31=0;P34=0;P36=0;P37=0;P14=0;P15=0;if(((run%100/10)==0)&&(run/10==0)) { P0=0xff;led_delay(); //动态扫描延时led_delay();} //点亮数码管DS5else{ P0=Tab[run%100/10]; //显示十位led_delay(); //动态扫描延时led_delay(); //动态扫描延时}P0=0xff;P37=1; //点亮数码管DS4P30=0;P34=0;P35=0;P36=0;P31=0;P14=0;P15=0;if((run/10==0)&&(run%100/10==0)&&(run%10==0)){ P0=0xff;led_delay(); //动态扫描延时led_delay(); //动态扫描延时}else{ P0=Tab[run%10]; //显示个位led_delay(); //动态扫描延时led_delay(); //动态扫描延时}P0=0xff;}/*********************************************************************/void ddisplay(uint drun){ //显示运行步数P36=1; //点亮数码管DS3P30=0;P34=0;P35=0;P31=0;P37=0;P15=0;if((drun/100)!=0){P0=Tab[drun/100]; //显示百位led_delay(); //动态扫描延时led_delay(); //动态扫描延时}P0=0xff;P35=1; //点亮数码管DS2P30=0;P34=0;P31=0;P36=0;P37=0;P14=0;P15=0;if(((drun%100/10)==0)&&(drun/10==0)) { P0=0xff;led_delay(); //动态扫描延时led_delay();}//点亮数码管DS5else{ P0=Tab[drun%100/10]; //显示十位led_delay(); //动态扫描延时led_delay(); //动态扫描延时}P0=0xff;P34=1; //点亮数码管DS1P30=0;P31=0;P35=0;P36=0;P37=0;P14=0;P15=0;if((drun/10==0)&&(drun%100/10==0)&&(drun%10==0)){ P0=0xff;led_delay(); //动态扫描延时led_delay(); //动态扫描延时}else{ P0=Tab[drun%10]; //显示个位led_delay(); //动态扫描延时led_delay(); //动态扫描延时}P0=0xff;}void dddisplay(){ P15=1;P36=0;P30=0;P34=0;P35=0;P31=0;P37=0;P14=0;if((fdirection==1)&&(on==1)){P0=0xbf; led_delay(); led_delay(); }P0=0xff;P14=1;P36=0;P30=0;P34=0;P35=0;P31=0;P37=0;P15=0;if(y==60){P0=0x08;led_delay(); led_delay();}if(y==50){P0=0x03; led_delay(); led_delay(); }if(y==40){P0=0x46; led_delay(); led_delay();}if(y==30){P0=0x21 ;led_delay(); led_delay();}if(y==20){P0=0x86; led_delay(); led_delay(); }if(y==10){P0=0x8e; led_delay(); led_delay();}P0=0xff;}/************************************************************** 函数功能：主函数**************************************************************/ void main(void){ x=60;P14=0;P15=0;P16=0;P17=0;EA=1;EX1=1; //允许使用外中断IT1=1; //选择负跳变来触发外中断PT0=1;ET0=1; //定时器T0中断允许TMOD=0x01; //使用定时器T0的模式1TH0=0xec; //定时器T0的高8位赋初值TL0=0x78; //定时器T0的低8位赋初值TR0=1;P30=1; //启动定时器T0P34=1;P35=1;P36=1;P37=1;P31=1;P2=0xf0;while(1){if(flag){P2=0x0f; h=P2&0x0f; //所有行线置为高电平"1"，所有列线置为低电平"0",并把值给hif((P2&0x0f)!=0x0f) //行线中有一位为低电平"0"，说明有键按下delay20ms(); //延时一段时间、软件消抖else {keyval=16;}if(h!=0x0f) //确实有键按下{h=P2&0x0f; //读取行值P2=0xf0; //反转电位l=P2&0xf0; //读取列值k=h+l; //行列相加，为键位值if(k==0x7e) keyval=12;if(k==0x7d) keyval=0;if(k==0x7b) keyval=13;if(k==0x77) keyval=15;if(k==0xbe) keyval=1;if(k==0xbd) keyval=2;if(k==0xbb) keyval=3;if(k==0xb7) keyval=14; //键位与设定对应if(k==0xde) keyval=4;if(k==0xdd) keyval=5;if(k==0xdb) keyval=6;if(k==0xd7) keyval=11;if(k==0xee) keyval=7;if(k==0xed) keyval=8;if(k==0xeb) keyval=9;if(k==0xe7) keyval=10;}else keyval=16;dat=keyval;if((dat==10)&&(run!=0)) //正转键按下{zdirection=1; //方向标志fdirection=0;on=1; //运行与停止标志off=0;}if((dat==11)&&(run!=0)) //反转键按下{fdirection=1; //方向标志zdirection=0;on=1; //运行与停止标志off=0;}if(dat==12) //加速键{if(y==10) y=10;else y=y-10;}if(dat==13) //减速键{if(y==60) y=y;else y=y+10;}if((dat==14)&&(run!=0)) //开始键按下{ if(z==1) {on=1;}elseon=1;off=0;z=0;if((zdirection==0)&&(fdirection==0)){zdirection=1;}}if(dat==15) { z++;on=0; } //停止键按下一次if((on==0)&&(z==2)) //停止键按下二次{count[0]=0; //显示清零count[1]=0;count[2]=0;drun=0; run=0;z=0;on=0;off=1; //运行与停止标志}if((dat>=0)&&(dat<=9)&&(on==0)&&(off==1)){count[count_i]=dat;if(count[0]!=0){count_i++;}if((count_i==3)&&(on==0)&(off==1)){count_i=0;}if((count_i==0)&&(on==0)&(off==1)){ if(count[0]==0)run=0;else run=count[0]*100+count[1]*10+count[2];}if((count_i==1)&&(on==0)&(off==1)){run=count[0];}if((count_i==2)&&(on==0)&(off==1)){run=count[0]*10+count[1];}}if((dat==0)&&(on==1)){off=1;}if(dat==16);flag=0;}/*if(run!=0){*/ddisplay(drun);dddisplay();display(run);/*} */ //调用按键值的数码管显示子程序if((run==drun)&&run!=0){on=0;off=1;beep();drun=0; run=0;count[0]=0; //显示清零count[1]=0;count[2]=0;count_i=0;}}}/**************************************************************外部中断键盘扫描键值保存在dat中******************************************************************************* ************/void Interrupt1() interrupt 2 using 3{flag=1;}/*************************************************************************/ void Interrupt2() interrupt 1 using 1{ TR0=0;EX1=1;TH0=0xec;TL0=0x78;x--;if(x==0){if((zdirection==1)&&(fdirection==0)&&(on==1)&&(off==0)){P1=FFW[run_i];fdirection=0;led_delay(); //动态扫描延时led_delay(); //动态扫描延时led_delay(); //动态扫描延时led_delay(); //动态扫描延时drun++;run_i++;if(run_i==8)run_i=0;if(run==drun){on=0;off=1;}}if((zdirection==0)&&(fdirection==1)&&(on==1)&&(off==0)){P1=REV[run_i];led_delay(); //动态扫描延时led_delay(); //动态扫描延时led_delay(); //动态扫描延时led_delay(); //动态扫描延时zdirection=0;drun++;run_i++;if(run_i==8)run_i=0;if(run==drun){on=0;off=1;}}if((on==0)&&(off=1))P1=0x00; x=y;}TR0=1;}。

图8 总体电路图1.3.4软件设计通过分析可以看出，实现系统功能可以采用多种方法，由于随时有可能输入加速、加速信号和方向信号，因而采用中断方式效率最高，这样总共要完成4个部分的工作才能满足课题要求，即主程序部分、定时器中断部分、外部中断0和外部中断1部分，其中主程序的主要功能是系统初始参数的设置及启动开关的检测，若启动开关合上则系统开始工作，反之系统停止工作；定时器部分控制脉冲频率，它决定了步进电机转速的快慢；两个外部中断程序要做的工作都是为了完成改变速度这一功能。

下面分析主程序与定时器中断程序及外部中断程序。

（1）主程序设计主程序中要完成的工作主要有系统初始值的设置、系统状态的显示以及各种开关状态的检测判断等。

其中系统初始状态的设置内容较多，该系统中，需要初始化定时器、外部中断；对P1口送初值以决定脉冲分配方式，速度值存储区送初值决定步进电机的启动速度，对方向值存储区送初值决定步进电机旋转方向等内容。

若初始化P1=11H、速度和方向初始值均设为0，就意味着步进电机按四相单四拍运行，系统上电后在没有操作的情况下，步进电机不旋转，方向值显示“0”，速度值显示“0”，主程序流程图如图9所示。

（2）定时中断设计步进电机的转动主要是给电机各绕组按一定的时间间隔连续不断地按规律通入电流，步进电机才会旋转，时间间隔越短，速度就越快。

在这个系统中，这个时间间隔是用定时器重复中断一定次数产生的，即调节时间间隔就是调节定时器的中断次数，因而在定时器中断程序中，要做的工作主要是判断电机的运行方向、发下一个脉冲，以及保存当前的各种状态。

程序流程图如图10所示。

（3）外部中断设计外部中断所要完成的工作是根据按键次数，改变速度值存储区中的数据（该数据为定时器的中断次数），这样就改变了步进电机的输出脉冲频率，也就是改变了电机的转速。

速度增加按钮S2为INT0中断，其程序流程为原数据，当值等于7时，不改变原数值返回，小于7时，数据加1后返回；速度减少按钮S3，当原数据不为0，减1保存数据，原数据为0则保持不变。