步进电机控制实验-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了步进电机控制实验。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

1.设计要求

利用单片机实现对步进电机的控制，编写程序，用四路 I/O 口实现环形脉冲的分配，控制步进电机按固定方向连续转动。同时，要求按下“Positive（正转）”按键时，控制步进电机正转；按下“Negitive（反转）” 按键时，控制步进电机反转；按下“加速”按键时，控制步进电机加速；按下“减速” 按键时，控制步进电机减速。4位数码管，左边两位显示正反转，正转显示“11”，反转显示“00”，右边两位显示转速档次，步进电机的转速1~30档在右边两位数码管上显示。

1.设计意义：（项目应用领域及意义）

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。由于电源每次输入电脉冲给该电机，该电机就会前进一小步，转动的方式是步进式的，所以步进电机，由于电源输入的是脉冲式的电压，因此也被称为脉冲电动机。

在步进电机驱动范围内，其输出的角位移或线位移与输入的脉冲个数成正比，不因电源电压、负载变化和环境条件等的变化而变化。所以其输出的角速度或线速度也与输入的脉冲频率成正比，通过改变输入脉冲频率的高低就可以调节步进电机的转速，并能控制步进电机的快速启动，暂停，正反转和加减速等。

由于步进电机具有步距误差不积累，运行可靠，结构简单，成本低等特点，因此被广泛运用于计算机外围电路，自动化控制装置以及其他数字控制装置中，如打印机、钟表、数模转换设备中。

2.工作原理

①步进电机采用脉冲信号进行控制，每输入一次脉冲，就使步进电动机向前推进一步。

②步进电动机的转动步距角，是以电动机的结构为基准，按一定比例的比例来实现的。

③在实践中，电动机的转动步距角会有细微的差异，这是因为电动机的结构固定有问题，并且不会累积到总极数越多，对加工精度的要求也就越高。一般情况下，工业用混合步进电动机的步距角为1.8°，即200个极点。（相当于同步）

3.已实现的功能说明

按下51单片机中的k2键，步进电机会进行对应的加速，数码管的后两位会显示对应的0~30的速度值；按下51单片机中的k3键，步进电机会进行对应的减速，数码管的后两位会显示对应的0-30的速度值；按下51单片机中的k3键，步进电机会进行对应的进行反转，此时数码管前两位会对应的显示“00”；按下51单片机中的k5键，步进电机会进行对应的正转，此时数码管前两位会对应的显示“11”。

一、设计方案 `

1.系统框图：

步进电机控制实验

2. 系统总电路

步进电机控制实验

系统PCB图（可选）：

首先绘制原理图：完成原理图后，需要用 ERC工具查错，直到没有原则性错误。其次设计组件封装：需要自己设计并建立新的组件封装库。最终设计 PCB 板：先画好 PCB 板的轮廓，确定工艺要求，接着把原理图传到PCB里，接着在网络表中布局和布线。

步进电机控制实验

#include <reg52.h>

#define dula P0		
sbit wei1=P2^4;
sbit wei2=P2^5;
sbit wei3=P2^6;
sbit wei4=P2^7;	

unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,
                        0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};
unsigned char code FFW[8]={0xfe,0xfc,0xfd,0xf9,0xfb,0xf3,0xf7,0xf6}; 
unsigned char code FFZ[8]={0xf6,0xf7,0xf3,0xfb,0xf9,0xfd,0xfc,0xfe};

sbit A1=P1^0; 
sbit B1=P1^1;
sbit C1=P1^2;
sbit D1=P1^3;
sbit k1 = P3^4;
sbit k2 = P3^5;
sbit k3 = P3^6;
sbit k4 = P3^7;

#define Coil_CD1 {A1=1;B1=1;C1=0;D1=0;}
#define Coil_AD1 {A1=0;B1=1;C1=1;D1=0;}
#define Coil_AB1 {A1=0;B1=0;C1=1;D1=1;}
#define Coil_BC1 {A1=1;B1=0;C1=0;D1=1;}
#define Coil_A1 {A1=0;B1=1;C1=1;D1=1;}
#define Coil_B1 {A1=1;B1=0;C1=1;D1=1;}
#define Coil_C1 {A1=1;B1=1;C1=0;D1=1;}
#define Coil_D1 {A1=1;B1=1;C1=1;D1=0;}
#define Coil_OFF {A1=1;B1=1;C1=1;D1=1;}

float Speed=1;
bit StopFlag;
void Display(unsigned char num);
void Init_Timer0(void);

void delay(unsigned int xms)				
{
	unsigned int i,j;
	for(i=xms;i>0;i--)		      
		for(j=112;j>0;j--);
}

void  motor_ffw()
 { 
   unsigned char i;
   unsigned int  j;
  	for (j=0; j<64; j++)
    { 

      for (i=0; i<8; i++)
        {
					if(k3==0) P1 = FFW[i];  
		      if(k4==0) P1 = FFZ[i]; 
					Display(Speed); 
        }
     } 
 }

main()
{
 Init_Timer0();
 Coil_OFF;
 while(1)  
  { 
   if(k1 == 0)
	{
		delay(10);
		if(k1 == 0)
		{
			while(k1 == 0);
			if(Speed<30)
				Speed++;			
		}
	}
	else if(k2 == 0)
		{
			delay(10);
			if(k2 == 0)
			{
				while(k2 == 0);
				if(Speed>1)
	   				Speed--;
			}
		}
    else if(k3 == 0)
		{
			  delay(10);
			  Speed=0000;
	      motor_ffw();		
			}
	else if(k4 == 0)
	{
			delay(10);
			Speed=1100;
			motor_ffw();
	}
Display(Speed);
  }
}
void Display(unsigned int num)
{
		unsigned int qian,bai,shi,ge;
	   qian=num/1000;
       bai=num%1000/100;
		shi = num%1000%100/10;
		ge = num%1000%100%10;
	  
	   wei1=1;		
		wei2=0;
		wei3=0;
		wei4=0;
		P0=table[qian];
		delay(2);
	
	   wei1=0;	
		wei2=1;
		wei3=0;
		wei4=0;
		P0=table[bai];
		delay(2);

		wei1=0;		
		wei2=0;
		wei3=1;
		wei4=0;
		P0=table[shi];
		delay(2);
		
		wei1=0;	
		wei2=0;
		wei3=0;
		wei4=1;
		P0=table[ge];
		delay(2);
}
void Init_Timer0(void)
{
 TMOD |= 0x01;	 		     
 EA=1;          
 ET0=1;           
 TR0=1;           
}
void Timer0_isr(void) interrupt 1 		
{
 static unsigned char times,i;
 TH0=(65536-1000)/256;		
 TL0=(65536-1000)%256;
 
 if(!StopFlag)
   {
  if(times==(32-Speed))
   {
   times=0;
   switch(i)
       {
				case 0:Coil_A1;i++;break;
				case 1:Coil_B1;i++;break;
				case 2:Coil_C1;i++;break;
				case 3:Coil_D1;i++;break;
				case 4:i=0;break;
				default:break;
	   }
}
 times++;
}
}

硬件调试

步进电机控制实验