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步进电机的单片机控制系统

步进电机的单片机控制系统的设计

摘要: 采用8051 单片机来控制步进电机,实现了软件与硬件相结合的控制方法。用软件代替环形分配器,达到了对步进电机的最佳控制。采用的H - 桥驱动器使步进电机在开环状态下达到较高的变速转速,同时断电相不产生负的转矩分量,其能量被输入到电源,即将接通的下一相中去,增大了电流容量,提高了其工作的可靠性。

1 引言

本文主要研究基于8051 单片机的步进电机的驱动器,驱动采用H -桥驱动电路,使步进电机可在智能化程序控制下完成正转、反转、加减速及细分等各种操作。文中所设计的H - 桥驱动电路可使步进电机具有更高的性能,同时把数字电路与驱动电路隔离开,避免了步进电机运行时所产生的冲击电压和电流干扰单片机。

2 控制系统的硬件设计

步进电机的单片机控制系统硬件原理图如图1所示。

图1 步进电机的单片机控制系统硬件原理图

系统中采用并行控制,用单片机接口线直接去控制步进电机各相驱动线路。键盘作为一个外部中断源,设置了步进电机正转、反转、档次、停止等功能,采用中断和查询相结合的方法来调用中断服务程序,完成对步进电机的最佳控制,显示器及时显示正转、反转速度等状态。由于篇幅有限,在此仅给出H - 桥驱动电路和DPA 转换接口电路的设计。

(1) H - 桥驱动电路的设计

H - 桥驱动电路如图2 所示。其主电路的功率三级管使用4 个VMOS - FET 分为Q1 和Q4 及Q2和Q3 两组。其中,Q1 和Q3 为低电平导

通高电平关断;Q2 和Q4 为高电平导通, 低电平关断。采用LM339 比较器作为电流检测元件,改变其输入参考电压,即可改变流过电机绕组的最大电流。比较器用一个DPA 转换器来控制其参考电压,使其为一阶梯变化的电压值,可以实现对步进电机的细分控制。

图2 H - 桥驱动电路

采用耦合变压器驱动VMOS 功率管Q1 和Q3 ,使其不存在静态导通条件。同时用7406 反向器和74LS00 组成逻辑电路提供VMOS 功率管栅极电压,其输出电压为10～15 V ,可以保证VMOS 功率管可靠截止和导通。

当电机某相绕组通电时,输入控制脉冲使Q1和Q4 导通,Q2 和Q3 截止,电流从电源经Q1 和Q4 ,右侧比较器以及电机绕组通过,当绕组电流达到额定值时,右侧比较器发生翻转控制Q1 关断,而电流一下降,Q1 再次接通。这种断续作用使相电流维持一个平均值。当电机绕组断开时,Q1 和Q4 截止,Q2和Q3 接通,电流迅速从Q2 ,Q3 和左侧比较器自行调整关闭功率管Q3 ,使电机绕组与高压电源断开,避免了绕组在电流衰减到零时再接着反向充电。

(2)DPA 转换接口电路的设计

DPA 转换接口电路如图3 所示。图中用DAC0832 作为DPA 转换器芯片,其输入为电流信号,可用UA741 集成运放将输出的电流信号转换成

电压信号。DAC0832 的寄存器选择信号CS及数据传送信号XFER 都与地址线相连, 当地址线选择好DAC0832 后,只要输出WR控制信号,DAC0832就能一步完成数字量的输入锁存和DPA 转换输出,并由UA741 集成运放将电流转换为电压信号输出控制比较器的参考电压。

图3 四路单缓冲DPA 转换电路

3 控制系统的软件设计

在软件设计中仅给出系统的正、反转控制程序和系统加减速程序流程,其他程序在此不再给出。

(1) 系统的正、反转控制程序

系统全部用软件来实现相序的分配,直接输出各相导通或截止的信号。现以四相步进电机运行为例,用一个输出口的八位数据线来控制四相混合式步进电动机,A、B、C、D 各相驱动线路的输入端分别用输出口四位来控制,规定低电平有效,则四相八拍工作时可用表1 中的数据控制。

表1 四相步进电动机运行控制数据表

　观察表1 ,要使步进电动机换相,只需对字节内容进行循环移位就可以了,左移时电动机正转,右移时电动机反转。用8051 P1 口输出,在初始化程序中对P1 装载表1 中的任一数据编程,则正转换相程序如下:

CW: MOV A , R0 ;将输入口状态送累加器

RL A ;左移循环移位

MOV P1 , A ;送回输出口

RET ;返回

使用上述软件方法时,一般是用8051 内存的一个位地址存储电动机运行的方向标志。当执行程序时,首先判断方向标志,若为0 ,则调用正转子程序;若为1 ,则调用反转子程序,从而实现方向控制。

(2) 系统加减速程序

用定时器中断方式来控制电动机变速时,实际上是不断改变定时器装载值的大小。在控制过程中,采用离散办法来逼近理想的升降速曲线。为了减少每步计算装载值的时间,系统设计时就把各离散点的速度所需的装载值固化在系统的ROM中,系统在运行中用查表法查出所需的装载值,这样可大幅度减少占用CPU 的时间,提高系统的响应速度。

系统加减速流程图如图4 所示。

图4 加减速控制流程图

4 结语

1. 本设计中介绍了步进电机接口电路,配合以单片机软件编程可

以使复杂的控制过程实现自动控制和精确控制,避免了失步、

振荡等对控制精度的影响;

2. 设计中用软件代替环形分配器,通过对单片机的设定,用同一

种电路实现了多相步进电机的控制和驱动,大大提高了接口电

路的灵活性和通用性;

3. 采用的H - 桥驱动器使步进电机在开环状态下可以达到较高

的变速转速,且断电时不产生负的转矩分量。

单片机控制步进电机和数码管显示

一、设计任务书设计内容：用80C51单片机设计一个步进电机控制器设计要求： 1.用8015设计一个四相步进电机。 2.可控制步进电机的启动与停止，正转与反转。 3.10档速度调节。 4.点动控制。 5.可显示电机运行参数。二、设计总体方案（一）控制方式的选择控制主要用于电机速度和方向的转换。控制方式有按键控制和开关控制两种。按键较开关而言，操作更加简便，故选按键控制。方案一：独立按键。独立按键可自由连接，线路简单。方案二：编码式键盘。编码式键盘的按键接触点接于74LS148芯片。当键盘上没有闭合时，所有按键都断开，当某一键闭合时，该键对应的编码由74LS148输出。本次设计所需按键不多，不需要采用复杂编码，考虑硬件条件、线路连接和经济性等方面，选择方案一。（二）电机电路设计方案的选择由于条件的限制，对于电机的选择只能是实验台上最小步距角18°的电机，其中已包含了驱动电路。（三）单片机的选择方案一：AT89C51高性能8位单片机，内部集成CPU、存储器、寄存器、I/O接口，从而构成较为完整的计算机，价格便宜。方案二：C8051F005单片机，该单片机是完全集成的混合信号系统及芯片，具有8051兼容的微控制器内核，与MCS-51指令集完全兼容。除了具有标准8052的数字外设部件，片内还继承了数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其他数字外设及功能部件，执行速度快，但价格较贵。本次课程设计是在仿真环境下进行，没有太过考虑单片机选择的问题，但就设计本身来讲，从物美价廉的角度考虑，选择方案一较合适。（四）显示方案的选择方案一：采用LED数码管。LED数码管是轮流现实的，其利用人烟的视觉暂留特性，使人感觉不到数码管闪动，看到每只数码管都常亮。利用其显示必须不停给数码管数据输入口循环赋值，显示内容较多，编程和接线较为复杂。方案二：采用LCD1602液晶显示器。LCD1602具有功率小，效果明显，变成容易等优点，且它最多能显示2×16个字符，可以轻松满足设计要求。由上可知，LCD1602液晶显示器的优点突出，故选择方案二。（五）软件部分的选择软件部分的选择主要是指编程语言的选择，编译调试工具根据设计平台选择伟福软件。编程语言主要有以下两种方案。

基于51系列单片机控制步进电机调速实验 (自动保存的)

基于51系列单片机控制步进电机调速实验实验指导书仇国庆编写重庆邮电大学自动化学院自动化专业实验中心 2009年2月

基于51系列单片机控制步进电机调速实验实验目的及要求： 1、熟悉步进电机的工作原理 2、熟悉51系列单片机的工作原理及调试方法 3、设计基于51系列单片机控制的步进电机调速原理图(要求实现电机的速度反馈测量，测量方式：数字测量) 4、实现51系列单片机对步进电机的速度控制(步进电机由实验中心提供，具体型号42BYG )由按钮控制步进电机的启动与停止；实现加速、匀速、和减速控制。速度设定由键盘设定，步进电机的反馈速度由LED 数码管显示。实验原理：步进电机控制原理一般电动机都是连续旋转，而步进电动却是一步一步转动的，故叫步进电动机。步进电机是数字控制电机，它将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，因此非常适合于单片机控制。步进电机可分为反应式步进电机（简称VR）、永磁式步进电机（简称PM）和混合式步进电机（简称HB）。因此步进电动机是一种把脉冲变为角度位移（或直线位移）的执行元件。步进电动机的转子为多极分布，定子上嵌有多相星形连接的控制绕组，由专门电源输入电脉冲信号，每输入一个脉冲信号，步进电动机的转子就前进一步。由于输入的是脉冲信号，输出的角位移是断续的，所以又称为脉冲电动机。随着数字控制系统的发展，步进电动机的应用将逐渐扩大。步进电机区别于其他控制电机的最大特点是，它是通过输入脉冲信号来进行控制的，即电机的总转动角度由输入脉冲数决定，而电机的转速由脉冲信号频率决定。步进电机的驱动电路根据控制信号工作，控制信号可以由单片机产生。电机转子均匀分布着很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。0、1/3て、2/3て,（相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以て表示），即A与齿1相对齐， B与齿2向右错开1/3て，C与齿3向右错开2/3て，A'与齿5相对齐，（A'就是A，齿5就是齿1）下面是定转子的展开图：(图2所示)

单片机基于80C51单片机的步进电机控制系统

中国地质大学长城学院本科课程设计题目:基于80C51单片机的步进电机控制系统系别信息工程系学生姓名专业电气工程及其自动化学号指导教师职称讲师 2014 年6 月11 日

摘要本文研究基于51系列单片机的步进电机控制系统设计，该系统包括以下几个部分：数据采集、数据处理、终端接收，该系统以汇编语言为单片机的驱动程序语言，单片机控制步进电机，主要任务是把二进制数变成脉冲序列，按相序输入脉冲以实现电机转动方向控制，利用单片机实现对步进电机的远距离实时监控，从而达到高效、节能的控制步进电机工作的目的,该系统具有成本低、控制方便的特点。使用单片机驱动四相步进电机，控制步进电机以四相八拍的方式运行，来实现步进电机正向/反向旋转，P1.0～P1.3分别控制步进电机；P1.5～P1.7分别控制步进电机的停止、正转、反转。关键词：51单片机；步进电机；数据采集；汇编语言；

目录摘要 0 1 设计目的 (1) 2设计内容与要求 (1) 3 总体设计方案 (1) 3.1整体方案 (1) 3.2具体方案实现 (1) 4系统硬件设计 (2) 4.1复位电路 (2) 4.2晶振电路 (2) 4.3按键电路 (3) 4.4指示灯电路 (3) 4.5驱动电路 (4) 4.6步进电机 (4) 5程序软件设计 (5) 5.1程序流程图 (5) 5.2源程序 (6) 6系统调试与仿真 (7) 7总结 (8)

1设计目的 1．掌握单片机控制步进电机的硬件接口电路。 2．掌握步进电机驱动程序的设计和调试方法。 3．熟悉步进电动机的工作特性。 2设计内容与要求 1．查阅资料，了解步进电机的工作原理。 2．通过单片机给定参数控制电机转动。 3．通过按钮控制正转、反转和停止。 3总体设计方案 3.1整体方案本系统主要是由AT89C51，步进电机控制器ULN2004，步进电机，通过单片机编程，实现步进电机控制的脉冲分配，使电机实现正转，反转以及停止等功能 3.2具体实现方案根据系统要求画出单片机控制步进电机的控制框图，见下图。系统包括单片机、按键、驱动电路和步进电机。键盘80c51单片机步进电机驱动电路

基于单片机的步进电机控制系统

编号：综合智能电子实训 (论文)说明书题目：院（系）：使用科技学院专业：电子信息工程学生姓名：学号：指导教师： 2010年 1 月 6 日

目录引言第1章简介 1.1 步进电机第2章步进电机原理 2.1 步进电机的工作原理 2.1.1结构及基本原理 2.1.2 电机的步进顺序第3章系统的硬件设计 3.1 系统设计方案 3.2 主从机硬件部件介绍 3.2.1A T89S51简介 3.2.2 TGI2864E简介 3.2.3MAX485 串行通信 3.2.4TIP122 3.2.5 MOC70T2 3.3 LCD显示电路设计 3.4 电机驱动模块设计第4章系统的软件实现 4.1 系统软件主流程图 4.2 系统初始化流程图 4.3 部分子程序第五章总结致谢参考文献摘要：本文使用单片机、步进电机驱动芯片、字符型LCD和键盘阵列，构建了集步进电机控制器和驱动器为一体的步进电机控制系统。二维工作台作为被控对象通过步进电机驱动滚珠丝杆在X/Y轴方向联动。文中讨论了一种以最少参数确定一条圆弧轨迹的插补方法和步进电机变频调速的方法。步进电机控制系统的开发采用了软硬件协同仿真的方法，可以有效地减少系统开发的周期和成本。最后给出了步进电机控制系统的使用实例。

关键词:步进电机控制系统，插补算法，变频调速，软硬件协同仿真 In this paper, microcontroller, stepper motor driver chips, character LCD and keypad array, build a set of stepper motor controller and driver as one of the stepping motor control system. Two-dimensional table as a charged object by stepper motor drive ball screw in X / Y axis linkage. This paper discusses a minimum of parameters to determine the trajectory of a circular interpolation method and the method of frequency control stepper motor. Stepper motor control system has been developed using the software and hardware co-simulation method, can effectively reduce the system development cycle and cost. Finally, the stepper motor control system application examples.

基于单片机的步进电机驱动控制

基于单片机的步进电机驱动控制一、步进电机概述 1．步进电机的定义步进电机指的是以数字脉冲信号作为电机线或教位移的控制信号，并以数字脉冲频率对电机的转速进行控制的动力控制系统。在负载正常范围的情况下，步进电机的运行状态只和数字脉冲发生器提供的信号的频率和脉冲占空比有关，一般情况下，电机的状态不受负载的影响。电机的运行角度只和每次所给予的脉冲信号强度有关，而电机的运行速度也只和脉冲信号的频率有直接关系。这种采用弱点控制强电的控制方式使得步进电机在速度、位移等控制领域有着普通电机不能比拟的优势。 2.驱动控制系统框图步进电机控制系统有着精确控制、运行稳定的特性，这一其他电机不能比拟的优势使得步进电机得到了广泛的应用。而一般对步进电机控制系统的驱动必须要包含脉冲信号发生部分，功放部分和驱动控制部分等几个模块电路，我们根据这些通过的模块电路，可将步进电机控制系统的通用框图绘制如下：在上图的步进电机驱动控制系统方框图中，控制步进电机运行状态的脉冲信号一般由集成芯片产生，可以是单片机、等智能芯片，也可以是一般的数字电路集成芯片。信号分配环节则要根据步进电机的型号来选择，如四相步进电机有四相四拍和四相八拍种信号分配的方式；两相步进电机有两相四拍和八拍等脉冲加载形式。功放部分在驱动环节上显得尤为重要。动态平均电流是步进电机转矩大小的决定因素，前提条件是电机的速度。电机力矩与平均电流成正比，驱动系统对电机的反电势消弱越多，则平均电流就越大。我们一般可以用恒压和恒压串电阻的方法来驱动，或者在条件允许的情况下我们可以用高低压驱动、恒流和细分数等方法来驱动实际的应用过程种，多采用数字集成驱动芯片作为步进电机的驱动手段。二、现阶段国内外步进电机驱动的常用方式 1.变频器控制方式使用变频器对步进电机进行驱动控制时，可以很好的解决步进电机在启动和停止时容易失步的问题，提高了系统的控制精度。但是变频器的应用成本较高，结构和操作也比较复杂，无形中提高步进电机的控制难度。 2.PLC控制方式使用ABB、西门子、欧姆龙等国际知名生产制造商研发的系列产品可以实现对步进电机的理想化控制，但是基于核心的步进电机控制系统成本高昂，且难以实现精确控制，在本系统中不太适合。 3.单片机控制方式随着嵌入式系统在工业控制领域中的广泛应用，以单片机特别是系列单片机作为控制核心的步进电机控制电路在生产生活领域得到了普及，单片机有着大规模数字

完整的单片机控制步进电机程序

#include "reg52.h" #include "INTRINS.H" #include #include #define uint unsigned int #define uchar unsigned char void 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; uchar sent_ok,speed_change,start_up,start_end,address_true,i; uint y1; uint code add[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=P2^0; /*作输入步进电机的脉冲信号发送口*/ sbit P2_2=P2^2; /*作输入步进电机的旋转方向信号发送口*/ sbit P1_0=P1^0; /*作串口输出信号的使能口, P1_0=0时接通串口,输出信号*/ sbit WD=P1^7; /*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;

基于51单片机的步进电机控制系统设计

基于51单片机的步进电机控制系统设计中文摘要步进电机是一种受脉冲信号控制，并且能将脉冲信号转化为相应的角位移或者线位移的数字电动机。由于步进电机具有步距误差不积累、运行可靠、结构简单、惯性小、成本低等优点，因此，被广泛使用于计算机外围电路、自动化控制装置以及其他的数字控制装置中，如打印机、钟表、数模转换设备等装置中。随着科学技术的快速发展，相应的控制系统也产生了很多种类，步进电机的身影在众多领域中可以看到。其中采用单片机作为控制核心的控制系统，由于其电路简单、成本低、可靠性强等优点，满足众多领域的需求，得到了大量的运用。因此，研究基于单片机的步进电机控制系统，具有重要的现实意义。本设计研究的是基于51单片机对步进电机的控制系统。通过单片机的I/O端口输出时序方波作为控制信号，信号经过芯片ULN2003驱动芯片驱动步进电机进行不同的指令进行工作。根据不同的需要，通过按键电路来控制步进电机的启停、正反转和加减速等功能，并在数码管上实时显示步进电机的工作状态。本文给出了电路各个模块的电路图，并用Proteus的ISIS软件对控制系统的各个功能进行了仿真，并给出了相应的仿真结果图像。关键词：单片机；步进电机；电机驱动；控制系统

Abstract Stepper motor controlled by a pulse signal, and a pulse signal can be converted to the corresponding angular displacement or linear displacement of the digital motor. As the stepper motor has a step error does not accumulate, reliable, simple structure, small inertia, low cost, and therefore, are widely used in computer peripheral circuits, automatic control devices and other digital control devices, such as printers, watches and clocks , digital to analog conversion equipment, and other devices. With the rapid development of science and technology, the corresponding control system also produced many types of stepper motor figure can be seen in many areas. Which uses microcontroller as the control of the control system, because of its simple circuit, low cost, high reliability, etc., to meet the needs of many fields, we get a lot of use. Therefore, based on single-chip stepper motor control system has important practical design study is 51 single-chip stepper motor control system. As a control signal, the signal through the chip ULN2003 stepper motor drive to work through the microcontroller I / O port output timing square wave. Depending on the need, through the key circuit to control the start and stop, reversing and ramp functions such as stepper motors, stepper motors in real-time display and digital working condition. In this paper, the circuit diagram of each module, and with the ISIS Proteus software for each function control system simulation, and the simulation results are given corresponding image. Key words: microcontroller; stepper motor; motor drive; control system

51单片机控制四相步进电机解析

51单片机控制四相步进电机 2009年07月21日星期二 12:44 51单片机控制四相步进电机 2009-03-01 18:53 接触单片机快两年了，不过只是非常业余的兴趣，实践却不多，到现在还算是个初学者吧。这几天给自己的任务就是搞定步进电机的单片机控制。以前曾看过有关步进电机原理和控制的资料，毕竟自己没有做过，对其具体原理还不是很清楚。今天从淘宝网买了一个EPSON的UMX-1型步进电机，此步进电机为双极性四相，接线共有六根，外形如下图所示：详细内容： https://www.doczj.com/doc/fa14300434.html,/31907887_d.h tml

拿到步进电机，根据以前看书对四相步进电机的了解，我对它进行了初步的测试，就是将5伏电源的正端接上最边上两根褐色的线，然后用5伏电源的地线分别和另外四根线（红、兰、白、橙）依次接触，发现每接触一下，步进电机便转动一个角度，来回五次，电机刚好转一圈，说明此步进电机的步进角度为360/(4×5)＝18度。地线与四线接触的顺序相反，电机的转向也相反。如果用单片机来控制此步进电机，则只需分别依次给四线一定时间的脉冲电流，电机便可连续转动起来。通过改变脉冲电流的时间间隔，就可以实现对转速的控制；通过改变给四

线脉冲电流的顺序，则可实现对转向的控制。所以，设计了如下电路图： C51程序代码为：代码一 #include static unsigned int count; static unsigned int endcount; void delay(); void main(void)

51单片机控制步进电机程序及硬件电路图

#include static unsigned int count; //计数 static int step_index; //步进索引数，值为0－7 static bit turn; //步进电机转动方向 static bit stop_flag; //步进电机停止标志 static int speedlevel; //步进电机转速参数，数值越大速度越慢，最小值为1，速度最快static int spcount; //步进电机转速参数计数 void delay(unsigned int endcount); //延时函数，延时为endcount*0.5毫秒 void gorun(); //步进电机控制步进函数 void main(void) { count = 0; step_index = 0; spcount = 0; stop_flag = 0; P1_0 = 0; P1_1 = 0; P1_2 = 0; P1_3 = 0; EA = 1; //允许CPU中断 TMOD = 0x11; //设定时器0和1为16位模式1 ET0 = 1; //定时器0中断允许 TH0 = 0xFE;

TL0 = 0x0C; //设定时每隔0.5ms中断一次TR0 = 1; //开始计数 turn = 0; speedlevel = 2; delay(10000); speedlevel = 1; do{ speedlevel = 2; delay(10000); speedlevel = 1; delay(10000); stop_flag=1; delay(10000); stop_flag=0; }while(1); } //定时器0中断处理 void timeint(void) interrupt 1 { TH0=0xFE; TL0=0x0C; //设定时每隔0.5ms中断一次count++; spcount--; if(spcount<=0) { spcount = speedlevel; gorun(); } } void delay(unsigned int endcount) { count=0; do{}while(count

基于单片机的步进电机控制系统设计

基于单片机的步进电机控制系统设计摘要：本文介绍的是一种基于单片机的步进电机的系统设计，用汇编语言和C语言编写出电机的正转、反转、调速、停止程序，通过单片机、电机的驱动芯片ULN2001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LCD液晶显示器显示出来。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。该设计具有思路明确、可靠性高、稳定性强等特点，通过调试实现了上述功能。关键词：步进电机；脉宽调制；驱动机构；单片机；转动 1 引言步进电动机是用电脉冲信号进行控制，将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的微电动机，它最突出的优点是可以在宽广的频率范围内通过改变脉冲频率来实现调速，快速起停、正反转控制及制动等，并且用其组成的开环系统既简单、廉价，又非常可行，因此在打印机等办公自动化设备以及各种控制装置等众多领域有着极其广泛的应用。随着微电子和计算机技术的发展，步进电动机的需求量与日俱增，

研制步进电机驱动器及其控制系统具有十分重要的意义。 2 步进电机的工作原理步进电机的工作就是步进转动，其功用是将脉冲电信号变换为相应的角位移或是直线位移，就是给一个脉冲信号，电动机转动一个角度或是前进一步。步进电机的角位移量与脉冲数成正比，它的转速与脉冲频率（f）成正比，在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。 3 方案设计与其它的微处理器一样，开发步进电机驱动系统控制程序也需要一套完整的软件和硬件开发工具。近年来，随着以51单片机为内核的单片机的不断发展和普及，国外的一些公司纷纷推出了以51单片机为基础的集成开发环境。本次设计选用的单片机是AT89C51。如图1所示的步进电机为一四相步进电机，采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。图1为电感-电阻串联电路及其电流波形。 4 结论采用单片机作为控制核心，利用其强大的功能，把按键电路和LCD显示电路，电机驱动电路有机的结合起来，组成

51单片机驱动步进电机的方法(详解)

51单片机驱动步进电机的方法2019.02 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 0000H LJMP MAIN ORG 0100H MAIN: MOV R3,#144 正转3 圈共144 脉冲 START: MOV R0,#00H START1: MOV P2,#00H MOV A,R0 MOV DPTR,#TABLE MOVC A,@A+DPTR JZ START 对A 的判断,当A = 0 时则转到START MOV P2,A LCALL DELAY INC R0 DJNZ R3,START1 MOV P2,#00H LCALL DELAY1 ;-----------------------------反转------------------------ MOV R3,#144 反转一圈共144 个脉冲 START2: MOV P2,#00H

用单片机控制步进电机

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

基于单片机控制步进电机报告

电子赛培训课作品设计报告题目：单片机控制步进电机：班别：学号：序号：

完成时间：2012-5-17 华南理工大学学院电子信息工程学院目录引言 (1) 一、系统方案的选择和论证 (1) 二、总体设计 (2) 三、单元电路设计 (3) 四、整体测试 (4) 五、结论 (5) 六、总结 (6) 七、参考文献 (6)

单片机控制步进电机摘要：本设计采用一块AT89C52单片机对一个四相步进电机进行控制，使步进电机在安全温度按输入的步数和转动的方向进行运行。控制电机转动的方法采用四相八拍控制法。本设计采用矩阵键盘实现步进电机不同转动步数的输入以及转向的控制，还有对键盘实现锁键和开锁的作用。用DS18B20代替电机的测温系统，实现超温报警和停机的功能。引言随着数字化技术发展，数字控制技术得到了广泛而深入的应用。步进电机是一种将数字信号直接转换成角位移或线位移的控制驱动元件, 具有快速起动和停止的特点。因为步进电动机组成的控制系统结构简单，价格低廉，性能上能满足工业控制的基本要求，所以广泛地应用于手工业自动控制、数控机床、组合机床、机器人、计算机外围设备、照相机,投影仪、数码摄像机、大型望远镜、卫星天线定位系统、医疗器件以及各种可控机械工具等等。设计容：采用单片机控制一个三相单三拍的步进电机工作。要实现的功能：一、步进电机的旋转方向由正反转控制信号控制；二、步进电机的步数由键盘输入，可输入的步数分别为3、6、9、12、15、 18、21、24和27步，且键盘具有键盘锁功能，当键盘上锁时，步进电机不接受输入步数，也不会运转。只有当键盘锁打开并输入步数时，步进电机才开始工作；三、电机运转的时候有正转和反转指示灯指示；四、电机在运转过程中，如果过热，则电机停止运转，同时红色指示灯亮，

基于单片机的步进电机控制系统的设计

本科毕业设计基于单片机的步进电机控制系统的设计摘要随着自动控制系统的发展和对高精度控制的要求，步进电机在自动化控制中扮演着越来越重要的角色，区别于普通的直流电机和交流电机，步进电机可以对旋转角度和转动速度进行高精度控制。步进电机作为控制执行元件，是机电一体化的关键组成之一，广泛应用在各种自动化控制系统和精密机械等领域。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。本系统介绍了一种基于单片机的步进电机控制系统的设计，包括了硬件设计和软件设计两部分。其中，硬件设计包括单片机最小系统、键盘控制模块、LCD显示模块、步进电机驱动模块、位置检测模块共5个功能模块的设计。系统软件设计采用C语言编写，

包括主程序、数字键处理程序、功能键处理程序、电机驱动处理程序、显示模块、位置采集模块。本设计采用STC89C52单片机作为主控制器，4*4矩阵键盘作为输入，LCD1602液晶作为显示，ULN2003A芯片驱动步进电机。系统具有良好的操作界面，键盘输入步进电机的运行距离；步进电机能以不同的速度运行，可以在不超过最大转速内准确运行到任意设定的位置，可调性较强；显示设定的运行距离和实际运行距离；方便操作者使用。关键词：单片机步进电机液晶显示键盘驱动

Design of the Stepping Motor Control System Based on SCM Qiu Haizhao (College of Engineering, South China Agricultural University, Guangzhou 510642,China) Abstract:With the development of automatic control system and the requirements of high-precision control, stepping motor control in automation is playing an increasingly important role, different from the common DC and AC motor, stepper motor rotation angle and rotational speed can be high-precision controlled. Stepper motor as a control actuator is a key component of mechanical and electrical integration, widely used in a variety of automated control systems and precision machinery and other fields. Stepper motor is the open-loop control components changing electric pulse signals into angular displacement or linear displacement .In the case of non-overloaded, the motor speed, stop position depends only on the pulse frequency and pulse number, regardless of load changes, that is, to add a pulse motor, the motor is turned a step angle. This system introduces a design of stepper motor control system based on single chip microcomputer, including hardware design and software design in two parts. Among them, the hardware design, including single chip minimal system, keyboard control module, LCD display module, the stepper motor drive module, position detection module five functional modules. System software design using C language, including the main program, process number keys, the key of function processes, motor driver handler, the display module, position acquisition module. This design uses STC89C52 microcontroller as the main controller, 4 * 4 matrix keyboard as an input, LCD1602 LCD as a display, ULN2003A chip as stepper motor driver. System has a good user interface, keyboard input stepper motor running distance; Stepper motor can run at different speed, and run to any given position accurately in any speed without exceeding the maximum speed, with a strong adjustable ; Display the running distance and the actual running distance, which is more convenient for the operator to use. Key words: SCM stepper LCD keyboard driver

基于51单片机的步进电机控制-

基于51单片机的步进电机控制［摘要］本课程设计的内容是利用51单片机，达到控制步进电机的启动、停止、正转、反转、两档速度和状态显示的目的，使步进电机控制更加灵活。步进电机驱动芯片采用ULN2803，ULN2803具有大电流、高电压，外电路简单等优点。利用四位数码管增设电机状态显示功能，各项数据更直观。实测结果表明，该控制系统达到了设计的要求。关键字：步进电机、数码管、51单片机、ULN2803 一步进电机与驱动电路 1.1 什么是步进电机步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：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）。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时也可以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。 1.2 步进电机的种类步进电机分永磁式（PM）、反应式（VR）、和混合式（HB）三种。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。 1.3 步进电机的特点 1．精度高一般的步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。可在宽广的频率范围内通过改变脉冲频率来实现调速，快速起停、正反转控制及制动等，这是步进电动机最突出的优点 2．过载性好其转速不受负载大小的影响，不像普通电机，当负载加大时就会出现速度下降的情况，所以步进电机使用在对速度和位置都有严格要求的场合； 3．控制方便步进电机是以“步”为单位旋转的，数字特征比较明显，这样就给计算机控制带来了很大的方便，反过来，计算机的出现也为步进电机开辟了更为广阔的使用市场；

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