单片机控制步进电机正反转的实际应用程序

如何用单片机控制电机正转、反转？电机在日常使用中需要正反转，可以说电机的正反转在广泛使用。

例如行车、木工用的电刨床、台钻、刻丝机、甩干机、车床等。

本文以大功率双路PWM直流电机驱动器驱动有刷直流电机为例，讲述如何用单片机控制直流电机正反转。

该驱动器可以同时控制两个电机正反转，可以使用一个单片机分别控制两个电机正反转，广泛应用于玩具、小车、机器人等项目，可以灵活控制小车等正、反转，控制方式简便、安全可靠，方便维护。

使用单片机控制电机转动的接线方法如图1所示。

单片机的电源与驱动板控制信号电源应共地，但不要与电机电源PGND共地。

当使用5V单片机时，驱动板+5V接电源+5V；当使用3.3V单片机时，驱动板+5V接电源+3.3V。

单片机和驱动板控制信号可共用一电源或各自独立供电（但一定要共地）。

ENA为与单片机的一个GPIO或PWM输出端口相连，当ENA为高电平时，驱动板使能，正反转或刹车有效，如果是PWM信号，那么可对电机进行调速；低电平时，驱动板禁能，电机接口无输出。

IN1和IN2与单片机的两个GPIO相连（可支持51单片机任意IO端口，无需上拉电阻），控制电机正反转及刹车，驱动逻辑见表1。

6.8-26V电源+5VIN1IN2GNDPGND9-24VMOUT2OUT1 ENA单片机IO1/PWM IO2IO3GND5V/3.3VVCC图错误！文档中没有指定样式的文字。

使用单片机控制电机转动接线示意图表错误！文档中没有指定样式的文字。

电机接口1控制信号逻辑此驱动器适用于有刷直流电机，可以同时控制两个电机工作。

第二路电机相关信号的连接方法于以上方式相同，此接线方式只需要使用一个单片机，即可分别控制两个电机的正、反转，操作方便灵活。

下图为有刷直流电机驱动器正面：。

51单片机电机正反转控制程序以下是一个基于51单片机的电机正反转控制程序示例：#include <reg52.h>sbit motorPin1 = P0^0; // 电机接口1sbit motorPin2 = P0^1; // 电机接口2void delay(unsigned int delayTime) {unsigned int i, j;for(i=delayTime; i>0; i--)for(j=200; j>0; j--);}void motorClockwise() {motorPin1 = 1; // 电机接口1为高电平motorPin2 = 0; // 电机接口2为低电平delay(500); // 延时一段时间motorPin1 = 0; // 电机接口1为低电平motorPin2 = 0; // 电机接口2为低电平}void motorAnticlockwise() {motorPin1 = 0; // 电机接口1为低电平motorPin2 = 1; // 电机接口2为高电平delay(500); // 延时一段时间motorPin1 = 0; // 电机接口1为低电平motorPin2 = 0; // 电机接口2为低电平}void main() {while(1) {motorClockwise(); // 电机正转delay(1000); // 延时一段时间motorAnticlockwise(); // 电机反转delay(1000); // 延时一段时间}}以上代码中，我们通过定义两个sbit变量来表示电机接口1和接口2。

通过控制接口1和接口2的高低电平状态，可以控制电机的正反转。

在motorClockwise函数中，我们将接口1设置为高电平，接口2设置为低电平，电机开始正转；在motorAnticlockwise函数中，我们将接口1设置为低电平，接口2设置为高电平，电机开始反转。

绪论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）。

在数控机床、医疗器械、仪器仪表、机器人以及其他自动设备中得到了广泛应用，我们使用的计算机外围的一些设备，如软驱、打印机、扫描仪等其运动部件的控制都采用了步进电机。

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。

目录1 设计目的 (3)2 硬件电路设计及描述 (4)2.1确定元器件的型号及参数 (4)2.1.1 AT89C51 单片机 (4)2.1.2 ULN2003芯片 (6)2.2 步进电机 (7)2.2.1 永磁式步进电机 (7)2.2.2 步进电机原理以及原理图 (10)2.2.3 功能说明 (11)2.2.4步进电机的静态指标术语 (11)2.2.5 步进电机动态指标及术语： (12)3 程序设计 (13)3.1 编程 (13)3.2 流程图 (14)3.3 程序清单 (15)3.3.1 代码详解 (17)3.3.2 程序分析 (17)4 参考文献 (18)5 结束语 (19)1 设计目的步进电机若加入适当的脉冲信号时，转子则会以一定的步数转动。

如果加入连续的脉冲信号，步进电机就会连续转动，转动的角度与脉冲频率成正比，正、反转可由脉冲的顺序来控制。

本程序通过K1、K2和K3三个按钮开关控制步进电机转动和改变转向，电动机使用1-2相激磁，编程时采用制表的方法。

正转和反转的脉冲信号频率是相通的，但由于使用激磁方式不一样，反转使用了1-2相激磁法，故反转速度为正转的一半。

51单片机步进电机正反转停止实验 - C51源代码#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_();#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 K1 = P3^2; //正转sbit K2 = P3^3; //反转sbit K3 = P3^4; //停止sbit BEEP = P3^6; //蜂鸣器/********************************************************//*/* 延时t毫秒/* 11.0592MHz时钟，延时约1ms/*/********************************************************/void delay(uint t){uint k;while(t--){for(k=0; k<125; k++){ }}}/**********************************************************/void delayB(uchar x) //x*0.14MS{uchar i;while(x--){for (i=0; i<13; i++){ }}}/**********************************************************/void beep(){uchar i;for (i=0;i<100;i++){delayB(4);BEEP=!BEEP; //BEEP取反}BEEP=1; //关闭蜂鸣器}/********************************************************//*/*步进电机正转/*/********************************************************/ void motor_ffw(){uchar i;uint j;for (j=0; j<8; j++) //转1*n圈{if(K3==0){break;} //退出此循环程序for (i=0; i<8; i++) //一个周期转45度{P1 = FFW[i]; //取数据delay(2); //调节转速}}}/********************************************************/ /*/*步进电机反转/*/********************************************************/ void motor_rev(){uchar i;uint j;for (j=0; j<8; j++) //转1×n圈{if(K3==0){break;} //退出此循环程序for (i=0; i<8; i++) //一个周期转45度{P1 = REV[i]; //取数据delay(2); //调节转速}}}/******************************************************** ** 主程序**********************************************************/ main(){uchar r,N=64; //N 步进电机运转圈数while(1){if(K1==0){beep();for(r=0;r<N;r++){motor_ffw(); //电机正转if(K3==0){beep();break;} //退出此循环程序}}else if(K2==0){beep();for(r=0;r<N;r++){motor_rev(); //电机反转if(K3==0){beep();break;} //退出此循环程序}}elseP1 = 0xf0;}}/********************************************************/按实验板上的K1按键步进电机正转按实验板上的K2按键步进电机反转按实验板上的K3按键步进电机停止。

51单片机按键控制步进电机加减速及正反转之前尝试用单片机控制42步进电机正反转，电机连接导轨实现滑台前进后退，在这里分享一下测试程序及接线图，程序部分参考网上找到的，已经实际测试过，可以实现控制功能。

所用硬件：步进电机及驱动器、STC89C52单片机、直流电源1、硬件连接图•注意：上图为共阳极接法，实际连接参考总体线路连接。

•驱动器信号端定义：PUL+：脉冲信号输入正。

( CP+ )PUL-：脉冲信号输入负。

( CP- )DIR+：电机正、反转控制正。

DIR-：电机正、反转控制负。

EN+：电机脱机控制正。

EN-：电机脱机控制负。

•电机绕组连接A+：连接电机绕组A+相。

A-：连接电机绕组A-相。

B+：连接电机绕组B+相。

B-：连接电机绕组B-相。

•电源连接VCC：电源正端“+”GND：电源负端“-”注意：DC直流范围：9-32V。

不可以超过此范围，否则会无法正常工作甚至损坏驱动器.•总体线路连接输入信号共有三路，它们是：①步进脉冲信号PUL+,PUL-；②方向电平信号DIR+，DIR-③脱机信号EN+，EN-。

输入信号接口有两种接法，可根据需要采用共阳极接法或共阴极接法。

在这里我采用的是共阴极接法：分别将PUL-，DIR-，EN-连接到控制系统的地端（接入单片机地端）；脉冲输入信号通过PUL+接入单片机（代码中给的P2^6脚），方向信号通过DIR+接入单片机（代码中给的P2^4脚），使能信号通过EN+接入（不接也可，代码中未接，置空）。

按键连接见代码，分别用5个按键控制电机启动、反转、加速、减速、正反转。

注意：接线时请断开电源，电机接线需注意不要错相，相内相间短路，以免损坏驱动器。

2、代码1.#include<reg51.h>2.#define MotorTabNum 53.unsigned char T0_NUM;4.sbit K1 = P3^5; // 启动5.sbit K2 = P3^4; // 反转6.sbit K3 = P3^3; // 加速7.sbit K4 = P3^2; // 减速8.sbit K5 = P3^1; //正反转9.10.sbit FX = P2^4; // 方向11.//sbit MotorEn = P2^5; // 使能12.sbit CLK = P2^6; // 脉冲13.14.inttable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40};15.16.unsigned char g_MotorSt = 0; //17.unsigned char g_MotorDir = 0; //18.unsigned char MotorTab[7] = {12, 10, 8, 6, 4, 2,1};19.20.signed char g_MotorNum = 0;21.22.void delayms(xms);23.void mDelay(unsigned int DelayTime);24.void T0_Init();25.26.void KeyScan(void);27.28.29.30.void main(void)31.{32.T0_Init();33.// MotorEn = 0; //34.FX = 0;35.while(1)36.{37.KeyScan(); //38.}39.40.41.}42.43.void T0_Init()44.{45.TMOD = 0x01;46.TH0 = (65535-100)/256; // 1ms47.TL0 = (65535-100)%256;48.EA = 1;49.ET0 = 1;50.// TR0 = 1;51.52.}53.54.void T0_time() interrupt 155.{56.// TR0 = 0;57.TH0 = (65535-100)/256;58.TL0 = (65535-100)%256;59.T0_NUM++;60.if(T0_NUM >= MotorTab[g_MotorNum]) //61.{62.T0_NUM = 0;63.CLK=CLK^0x01; //64.}65.// TR0 = 1;66.}67.68.69.//--------------------------70.void KeyScan(void)71.{72.if(K1 == 0)73.{74.delayms(10);75.if(K1 == 0)76.{77.g_MotorSt = g_MotorSt ^ 0x01;78.// MotorEn ^= 1;79.TR0 = 1;80.FX ^= 0; //反转81.}82.}83.84.if(K2 == 0)85.{86.delayms(10); //正转87.if(K2 == 0)88.{89.g_MotorDir = g_MotorDir ^ 0x01;90.FX ^= 1; //加速91.}92.}93.94.if(K3 == 0) //95.{96.delayms(5); //加速97.if(K3 == 0)98.{99.g_MotorNum++;100.if(g_MotorNum > MotorTabNum) 101.g_MotorNum = MotorTabNum; 102.}103.}105.if(K4 == 0) //106.{107.delayms(5); // 减速108.if(K4 == 0)109.{110.g_MotorNum--;111.if(g_MotorNum < 0)112.g_MotorNum = 0;113.}114.}115.116.if(K5 == 0) //117.{118.delayms(10); // 正反转119.if(K5 == 0)120.{121.g_MotorSt = g_MotorSt ^ 0x01; 122.g_MotorDir = g_MotorDir ^ 0x01; 123.MotorEn ^= 1;124.TR0 = 1;125.while(1)126.{127.FX ^= 1; //128.delayms(90000);129.FX ^= 0; //130.delayms(90000);131.}132.}133.}135.136.void delayms(xms)//延时137.{138.unsigned int x,y;139.for(x=xms;x>0;x--)140.for(y=110;y>0;y--);141.}3、常见问题解答•控制信号高于5v一定要串联电阻，否则可能会烧坏驱动器控制接口电路。

第1篇一、实验目的1. 理解步进电机的工作原理及控制方法。

2. 掌握单片机与步进电机驱动模块的接口连接方法。

3. 学习使用C语言编写程序，实现对步进电机的正反转、转速和定位控制。

4. 通过实验，加深对单片机控制系统的理解。

二、实验原理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，其特点是控制精度高、响应速度快、定位准确。

步进电机控制实验主要涉及以下几个方面：1. 步进电机驱动模块：常用的驱动模块有ULN2003、A4988等，它们可以将单片机的数字信号转换为步进电机的控制信号。

2. 单片机：单片机是整个控制系统的核心，负责接收按键输入、处理数据、控制步进电机驱动模块等。

3. 步进电机：步进电机分为单相、双相和三相等类型，本实验使用的是双相四线步进电机。

三、实验设备1. 单片机开发板：例如STC89C52、STM32等。

2. 步进电机驱动模块：例如ULN2003、A4988等。

3. 双相四线步进电机。

4. 按键。

5. 数码管。

6. 电阻、电容等元件。

7. 电源。

四、实验步骤1. 硬件连接（1）将步进电机驱动模块的输入端（IN1、IN2、IN3、IN4）分别连接到单片机的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3口。

（2）将按键的输入端连接到单片机的P3.0口。

（3）将数码管的段选端连接到单片机的P2口。

（4）将步进电机驱动模块的电源端连接到电源。

（5）将步进电机连接到驱动模块的输出端。

2. 编写程序（1）初始化单片机I/O端口，设置P1口为输出端口，P3.0口为输入端口，P2口为输出端口。

（2）编写按键扫描函数，用于读取按键状态。

（3）编写步进电机控制函数，实现正反转、转速和定位控制。

（4）编写主函数，实现以下功能：a. 初始化数码管显示；b. 读取按键状态；c. 根据按键状态调用步进电机控制函数；d. 更新数码管显示。

3. 调试程序（1）将程序烧写到单片机中；（2）打开电源，观察数码管显示和步进电机运行状态；（3）根据需要调整程序，实现不同的控制效果。

基于51单片机控制步进电机正反转此次采用uln2003模块来链接步进电机；## 步进电机工作原理步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。

每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步，其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。

步进电动机的结构形式和分类方法较多，一般按励磁方式分为磁阻式、永磁式和混磁式三种；按相数可分为单相、两相、三相和多相等形式。

因此我们可以控制单片机I/O口的电平来控制步进电机，此次设计中采用四相单拍工作方式，在这种工作方式下,A、B、C、D 三相轮流通电,电流切换三次,磁场旋转一周,转子向前转过一个齿距角。

因此这种通电方式叫做四相单四拍工作方式。

1.电机正转代码unsigned char code tableZ[8]={0x08,0x0c,0x04,0x06,0x02,0x03,0x01,0x09};2.电机反转代码unsigned char code tableF[8]={0x09,0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08}；代码如下#include <reg52.h>#define uint unsigned int #define uchar unsigned charunsigned char code tableZ[8]={0x08,0x0c,0x04,0x06,0x02,0x03,0x01,0x09};unsigned char code tableF[8]={0x09,0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08};//²½½øµç»úzhengvoid delay(unsigned int t);sbit S3=P3^4; //反转sbit S4=P3^5; //反停sbit S5=P3^6; // 正停//正转写入数据void motor_z() { unsigned char i,j; for (i=0; i<8; i++) { if(S5==0){break;} for(j=0;j<8;j++){ P1 = tableZ[i]&0x1f; delay(50); } } }//反转写入数据void motor_f(){ unsigned char i,j; for (i=0; i<8; i++) { if(S4==0){break;} for(j=0;j<8;j++){ P1 = tableF[i]&0x1f;delay(50); } }}void delay(unsigned int t)//延时函数{ unsigned int k; while(t--) { for(k=0; k<60; k++) { } }}void main(){while(1){motor_z();if(S3 == 0){motor_f();}}}•1•2•3•4•5•6•7•8•9•10•11•12•13•14•15•16•17•18•19•20•21•22•23•24•25•26•27•29 •30 •31 •32 •33 •34 •35 •36 •37 •38 •39 •40 •41 •42 •43 •44 •45 •46 •47 •48 •49 •50 •51 •52 •53 •54 •55 •56 •1•3 •4 •5 •6 •7 •8 •9 •10 •11 •12 •13 •14 •15 •16 •17 •18 •19 •20 •21 •22 •23 •24 •25 •26 •27 •28 •29 •30 •31•33•34•35•36•37•38•39•40•41•42•43•44•45•46•47•48•49•50•51•52•53•54•55•56protel仿真图如下。

正反转可控的步进电机1 引言本课程设计目的是为了进一步掌握单片机系统，加强对系统设计和应用能力的培养而开设的综合设计训练环节。

本系统用51单片机和ULN2003A电机驱动芯片并加入控制按钮来实现步进电机的正、反转控制。

2 设计方案及原理步进电机可以对旋转角度和转动速度进行高精度的控制。

作为控制执行部件，广泛应用于自动控制和精密仪器等领域。

例如在仪器仪表、机床设备以及计算机的外围设备中（如打印机和绘图仪），常有对精确的、可控制的回转源的需要。

在这种情况下，使用步进电机最为理想。

2.1 步进电机控制步进电机两个相邻磁极之间的夹角为60°，线圈绕过相对的两个磁极构成一相。

此外各磁极上还有5个分布均匀的锯形小齿。

电机转子上没有绕组。

当某相绕组通电时，响应的两个磁极就分别形成N-S极，产生磁场，并与转子形成磁路。

如果这是定子的小齿与转子的小齿没有对齐，则在磁场的作用下，转子将转动一定的角度，使转子齿与定子齿对齐，从而使步进电机向前“走”一步。

如果通过单片机按顺序给绕组施加有序的脉冲电流，就可以控制电机的转动，从而进行了数字到角度的转换。

转动的角度大小与施加的脉冲数成正比，转动的速度与脉冲频率成正比，而转动方向则与脉冲的顺序有关。

2.2 步进电机驱动方式步进电机常用的驱动方式是全电压驱动，即在电机移步与锁步时都加载额定电压。

为防止电机过流及改善驱动特性需加限流电阻。

由于步进电机锁步时，限流电阻要消耗掉大量的功率。

因此，限流电阻要有较大功率容量，并且开关管也要有较高的负载能力。

步进电机也可以使用软件方法，即使用单片机实现，这样不但简化了电路，同时降低了成本。

使用单片机以软件方式驱动步进电机，不但可以通过编程方法在一定范围之内自由的设定步进电机的转速，往返转动的角度以及转动次数等；还可以方便灵活的控制步进电机的运行状态，以满足不同用户的需求。

因此常把单片机步进电机控制电路称之为可编程步进电机控制驱动器。