基于单片机的步进电机控制系统(汇编及C语言程序各一个)

基于单片机的步进电机控制系统(汇编及C语言程序各一个)
基于单片机的步进电机控制系统(汇编及C语言程序各一个)

基于单片机的步进电机控制系统

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----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。另一类是用硬件构成的环形分配器,通常称硬环形分配器。功率放大器主要对环形分配器的较小输出信号进行放大,以达到驱动步进电机的目的,步进电机的基本控制包括转向控制和速度控制两个方面。从结构上看,步进电机分为三相单三拍、三相双三拍和三相六拍3种,其基本原理如下:

(1)换相顺序的控制

通电换相这一过程称为脉冲分配。例如,三相步进电机在单三拍的工作方式下,其各相通电顺序为A→B→C→A,通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A、B、C相的通断。三相双三拍的通电顺序为AB→BC→CA→AB,三相六拍的通电顺序为A→AB→B→BC→C→CA→A。

(2)步进电机的换向控制

如果给定工作方式正序换相通电,步进电机正转。若步进电机的励磁方式为三相六拍,即A→AB→B→BC→C→CA→A。如果按反序通电换相,即A→AC→C→CB→B→BA→A,则电机就反转。其他方式情况类似。

(3)步进电机的速度控制

如果给步进电机发一个控制脉冲,它就转一步,再发一个脉冲,它会再转一步。两个脉冲的间隔越短,步进电机就转得越快。调整送给步进电机的脉冲频率,就可以对步进电机进行调试。

(4)步进电机的起停控制

步进电机由于其电气特性,运转时会有步进感。为了使电机转动平滑,减小振动,可在步进电机控制脉冲的上升沿和下降沿采用细分的梯形波,可以减小步进电机的步进角,跳过电机运行的平稳性。在步进电机停转时,为了防止因惯性而使电机轴产生顺滑,则需采用合适的锁定波形,产生锁定磁力矩,锁定步进电机的转轴,使步进电机转轴不能自由转动。

(5)步进电机的加减速控制

在步进电机控制系统中,通过实验发现,如果信号变化太快,步进电机由于惯性跟不上电信号的变化,这时就会产生堵转和失步现象。所有步进电机在启动时,必须有加速过程,在停止时波形有减速过程。理想的加速曲线一般为指数曲

线,步进电机整个降速过程频率变化规律是整个加速过程频率变化规律的逆过程。选定的曲线比较符合步进电机升降过程的运行规律,能充分利用步进电机的有效转矩,快速响应性好,缩短了升降速的时间,并可防止失步和过冲现象。在一个实际的控制系统中,要根据负载的情况来选择步进电机。步进电机能响应而不失步的最高步进频率称为“启动频率”,于此类似“停止频率”是指系统控制信号突然关断,步进电机不冲过目标位置的最高步进频率。电机的启动频率、停止频率和输出转矩都要和负载的转动惯量相适应,有了这些数据,才能有效地对电机进行加减速控制。加速过程有突然施加的脉冲启动频率f 0。步进电机的最高启动频率(突跳频率)一般为0.1KHz 到3~4KHz ,而最高运行频率则可以达到N *102KHz ,以超过最高启动频率的频率直接启动,会产生堵转和失步的现象。

在一般的应用中,经过大量实践和反复验证,频率如按直线上升或下降,控制效果就可以满足常规的应用要求。用PLC 实现步进电机的加P 减速控制,实践上就是控制发脉冲的频率。加速时,使脉冲频率增高,减速则相反。如果使用定时器来控制电机的速度,加减速控制就是不断改变定时中断的设定值。速度从v1~v2变化,如果是线性增加,则按给定的斜率加P 减速;如果是突变,则按阶梯加速处理。在此过程中要处理好两个问题:

①速度转换时间应尽量短。为了缩短速度转换的时间,可以采用建立数据表的方法。结合各曲线段的频率和各段间的阶梯频率,就可以建立一个连续的数据表,并通过转换程序将其转换为定时初始表。通过在不同的阶段调用相应的定时

初值,就可控制电机的运行。定时初值的计算是在定时中断外实现的,并不占用

中断时间,保证电机的高速运行。

②保证控制速度的精确性。要从一个速度准确达到另一个速度,就要建立一个校验机制,以防超过或未达到所需速度。

(6)步进电机的换向控制

步进电机换向时,一定要在电机降速停止或降到突跳频率范围之内在换向,以免产生较大的冲击而损坏电机。换向信号一定要在前一个方向的最后一个脉冲结束后以及下一个方向的第一个脉冲前发出。对于脉冲的设计主要要求其有一定的脉冲宽度、脉冲序列的均匀度及高低电平方式。在某一高速下的正、反向切换实质包含了降速→换向→加速3个过程。

步进电机有如下特点:

①步进电机的角位移与输入脉冲数严格成正比,因此当它转一转后,没有累

计误差,具有良好的跟随性。

②由步进电机与驱动电路组成的开环数控系统,既非常方便、廉价,也非常

可靠。同时,它也可以有角度反馈环节组成高性能的闭环数控系统。

③步进电机的动态响应快,易于启停、正反转及变速。

④速度可在相当宽的范围内平滑调节,低速下仍能保证获得很大的转矩,因

此一般可以不用减速器而直接驱动负载。

⑤步进电机只能通过脉冲电源供电才能运行,它不能直接用交流电源或直流

电源。

⑥步进电机自身的噪声和振动比较大,带惯性负载的能力强。

1.2总体设计方框图

总体设计方框图如图2所示。

1.3设计原理分析

1.3.1元器件介绍

(1)步进电机

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。

步进电机分三种:永磁式(PM),反应式(VR)和混合式(HB),步进电机又

称为脉冲电机,是工业过程控制和仪表中一种能够快速启动,反转和制动的执行

元件,其功用是将电脉冲转换为相应的角位移或直线位移,由于开环下就能实现精确定位的特点,使其在工业控制领域获得了广泛应用。步进电机的运转是由电脉冲信号控制的,其角位移量或线位移量与脉冲数成正比,每个一个脉冲,步进电机就转动一个角度(不距角)或前进、倒退一步。步进电机旋转的角度由输入的电脉冲数确定,所以,也有人称步进电机为数字/角度转换器。

①四相步进电机的工作原理

该设计采用了20BY-0型步进电机,该电机为四相步进电机,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,就能使步进电机转动。当某一相绕组通电时,对应的磁极产生磁场,并与转子形成磁路,这时,如果定子和转子的小齿没有对齐,在磁场的作用下,由于磁通具有力图走磁阻最小路径的特点,则转子将转动一定的角度,使转子与定子的齿相互对齐,由此可见,错齿是促使电机旋转的原因。

②步进电机的静态指标及术语

相数:产生不同队N、S磁场的激磁线圈对数,常用m表示。

拍数:完成一个磁场周期性变化所需脉冲用n表示,或指电机转过一个齿距角所需脉冲数,以四相电机为例,有四相四拍运行方式即AB→BC→CD→DA→AB,四相八拍运行方式即A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A。

步距角:对应一个脉冲信号,电机转子转过的角位移用θ表示。Θ=360度(转子齿角运行拍数),以常规二、四相,转子齿角为50齿角电机为例。四相运

行时步距角为θ=360度/(50*4)=1.8度,八拍运行时步距角为θ=360度/(50*8)=0.9度。

定位转矩:电机在不通电的状态下,电机转子自身的锁定力矩(由磁场齿形的谐波以及机械误差造成的)。

静转矩:电机在额定静态作业下,电机不做旋转运动时,电机转轴的锁定力矩。此力矩是衡量电机体积的标准,与驱动电压及驱动电源等无关。虽然静态转矩与电磁激磁匝数成正比,与定子和转子间的气隙有关。但过分采用减小气隙,增加励磁匝数来提高静转矩是不可取的,这样会造成电机的发热及机械噪音。

③四相步进电机的脉冲分配规律

目前,对步进电机的控制主要有分散器件组成的环形脉冲分配器、软件环形脉冲分配器、专用集成芯片环形脉冲分配器等。本设计利用单片机进行控制,主要是利用软件进行环形脉冲分配。四相步进电机的工作方式为四相单四拍,双四拍和四相八拍工作的方式。各种工作方式在电源通电时的时序与波形分别如图1 a、b、c所示。本设计的电机工作方式为四相单四拍,根据步进电机的工作的时序和波形图,总结出其工作方式为四相单四拍时的脉冲分配规律,四相双四拍的脉冲分配规律,在每一种工作方式中,脉冲的频率越高,其转速就越快,但脉冲频率高到一定程度,步进电机跟不上频率的变化后电机会出现失步现象,所以脉冲频率一定要控制在步进电机允许的范围内。

(2)89C51单片机

Atmel公司生产的89C51单片机是一种低功耗/低电压‘高性能的8位单片机,它采用CMOS和高密度非易失性存储技术,而且其输出引脚和指令系统都与MCS-51兼容;片内的Flash ROM允许在系统内改编程序或用常规的非易失性编程器来编程,内部除CPU外,还包括256字节RAM,4个8位并行I/O口,5个中断源,2个中断优先级,2个16位可编程定时计数器,89C51单片机是一种功能强、灵活性高且价格合理的单片机,完全满足本系统设计需要。

1.3.2方案论证

从该系统的设计要求可知,该系统的输入量为速度和方向,速度应该有增减变化,通常用加减按钮控制速度,这样只要2根口线,再加上一根方向线盒一根启动信号线共需要4根输入线。系统的输出线与步进电机的绕组数有关。这里选

进电机,该电机共有四相绕组,工作电压为+5V,可以个单片机共用一个电源。步进电机的四相绕组用P1口的P1.0~P1.3控制,由于P1口驱动能力不够,因而用一片2803增加驱动能力。用P0口控制第一数码管用于显示正反转,用P2口控制第二个数码管用于显示转速等级。数码管采用共阳的。

1.3.3硬件设计

本设计的硬件电路只要包括控制电路、最小系统、驱动电路、显示电路四大部分。最小系统只要是为了使单片机正常工作。控制电路只要由开关和按键组成,由操作者根据相应的工作需要进行操作。显示电路主要是为了显示电机的工作状态和转速。驱动电路主要是对单片机输出的脉冲进行功率放大,从而驱动电机转动。

(1)控制电路

根据系统的控制要求,控制输入部分设置了启动控制,换向控制,加速控制和减速控制按钮,分别是K1、K2、S2、S3,控制电路如图4所示。通过K1、K2状态变化来实现电机的启动和换向功能。当K1、K2的状态变化时,内部程序检测P1.0和P1.1的状态来调用相应的启动和换向程序,发现系统的电机的启动和正反转控制。

根据步进电机的工作原理可以知道,步进电机转速的控制主要是通过控制通入

电机的脉冲频率,从而控制电机的转速。对于单片机而言,主要的方法有:软件延时和定时中断在此电路中电机的转速控制主要是通过定时器的中断来实现的,该电路控制电机加速度主要是通过S2、S3的断开和闭合,从而控制外部中断根据按键次数,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,从而改变了电机的转速。

图4 控制电路原理图

(2)最小系统

单片机最小系统或者称为最小应用系统,素质用最少的元件组成的单片机可以工作的系统,对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括:单片机、复位电路、晶振电路。

复位电路:使用了独立式键盘,单片机的P1口键盘的接口。该设计要求只需4个键对步进电机的状态进行控制,但考虑到对控制功能的扩展,使用了6路独立式键盘。复位电路采用手动复位,所谓手动复位,是指通过接通一按钮开关,使单片机进入复位状态,晶振电路用30PF的电容和一12M晶体振荡器组成为整个电路提供时钟频率。如图5示。

晶振电路:8051单片机的时钟信号通常用两种电路形式电路得到:内部震荡方式和外部中断方式。在引脚XTAL1和XTAL2外部接晶振电路器(简称晶振)或陶瓷晶振器,就构成了内部晶振方式。由于单片机内部有一个高增益反相放大

器,当外接晶振后,就构成了自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。内部振荡方式的外部电路如图5示。其电容值一般在5~30pf,晶振频率的典型值为12MHz,采用6MHz的情况也比较多。内部振荡方式所得的时钟信号比较稳定,实用电路实用较多。

图5 复位及时钟振荡电路

(3)驱动电路

通过ULN2803构成比较多的驱动电路,电路图如图6所示。通过单片机的P1.0~P1.3输出脉冲到ULN2803的1B~4B口,经信号放大后从1C~4C口分别输出到电机的A、B、C、D相。

图6 步进电机驱动电路

(4)显示电路

在该步进电机的控制器中,电机可以正反转,可以加速、减速,其中电机转速的等级分为七级,为了方便知道电机的运行状态和电机的转速的等级,这里设计了电机转速和电机的工作状态的显示电路。在显示电路中,主要是利用了单片机的P0口和P2口。采用两个共阳数码管作显示。第一个数码管接的a、b、c、d、e、f、g、h分别接P0.0~P0.7口,用于显示电机正反转状态,正转时显示“1”,反转时显示“一”,不转时显示“0”。第二个数码管的a、b、c、d、e、f、g、h分别接P2.0~P2.7口,用于显示电机的转速级别,共七级,即从1~7转速依次递增,“0”表示转速为零。电路如图7所示。

图7 显示电路

(5)总体电路图

把各个部分的电路图组合成总电路图,如图8所示。

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。程序流程图如图11所示。

1.3.5源程序(汇编、C语言程序各一个)

汇编程序如下:

SPEED EQU 10H ;SPEED为转速等级标志,共7级,即1~7

FX EQU 11H ;FX为方向标志

COUNT EQU 12H ;COUNT中断次数标志

ORG 0000H

AJMP MAIN ;绝对转移

ORG 0003H ;外部中断0入口地址,加速子程序

AJMP UP

ORG 0013H ;外部中断1入口地址,减速子程序

AJMP DOWN

ORG 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 ZDT0

ORG 0030H

MAIN: MOV SP,#60H

MOV TMOD,#01H ;工作于定时、软件置位启动!模式1(16位计时器)MOV TH0,#0CFH

MOV TL0,#2CH

MOV COUNT,#01H

SETB 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 IT1

SETB EX0 ;外部允许中断

SETB EX1

SETB 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0 MOV SPEED,#00H

MOV FX,#00H

XIANS: MOV A,SPEED

MOV DPTR,#LED

MOVC 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,ELS

MOV P0, #0F9H ;第一个数码管显示1,表示正转

AJMP QD

ELS: CJNE A,#00H,ZHENG

MOV P0,#0C0H ;第一个数码管显示0,表示不转

AJMP QD

ZHENG: 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,#00H

AJMP QD

DD: MOV A,SPEED

JNZ 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 QD

GO: SETB TR0 ;开启定时/计数器

ACALL DELAY

AJMP XIANS

DELAY: MOV R6,#10 ;延时子程序

DEL1: MOV R7,#250

HERE1: DJNZ R7, HERE1

DJNZ R6,DEL1

RET

;以下ZDT0为定时器中断程序

ZDT0: PUSH ACC

PUSH DPH

PUSH DPL

MOV TH0,#0D8H

MOV TL0,#0F0H

DJNZ COUNT,EXIT

JB P3.5,NIZHUAN ;查询方向标志,P3.5接换向开关K2

MOV FX,#11H

NIZHUAN:MOV A,FX

CJNE A,#11H,FZ ;若A不等于11,即正转,则转移到FZ

MOV A,R1 ;R1记录上一次电机脉冲状态

MOV P1,A

RR A ;循环右一位

MOV R1,A

MOV P1,A

AJMP RE

FZ: MOV A,R1

MOV P1,A

RL A ;循环左移一位

MOV P1,A

MOV R1,A

RE: MOV A,SPEED

MOV DPTR,#TAB

MOVC A,@A+DPTR

MOV COUNT,A ;把转速级别赋给COUNT

JB P3.5 ,FFX ; P3.5接换向开关K2, 即换向位,若P3.5=1,则跳到FFX

MOV FX,#11H

AJMP EXIT

FFX: MOV FX,#0FEH ;只要FX不等于11H,就可以通过循环左移或右移进行换向EXIT: POP DPL

POP DPH

POP ACC

RETI

;以下UP为加速中断程序

UP: PUSH ACC

ACALL DELAY ;延时防抖动

JB P3.2,UPEX ;P3.2为外部中断0位,接增速开关S2,低电平有效,若P3.2=1,则退出MOV A,SPEED

CJNE A,#7,SZ ;最大等级为7,若A不等于7,则转移到SZ

AJMP UPEX ;若A=7,则退出

SZ: INC SPEED ;SPEED= SPEED+1

UPEX: POP ACC

HERE2: JNB P3.2,HERE2 ;本条指令为防止开关S2按下去后弹不起,导致一直产生中断RETI

;以下DOWN为减速中断程序

DOWN: PUSH ACC

ACALL DELAY

JB P3.3,DEX ; P3.3为外部中断1位,接减速开关S3,低电平有效,若P3.3=1,则退出MOV A,SPEED

CJNE A,#0,SJ

AJMP DEX

SJ: DEC SPEED ;SPEED= SPEED-1

DEX: POP ACC

HERE3: JNB P3.3,HERE3

RETI

TAB: DB 0,60,40,35,30,28,25,21 ;经仿真,小于21时,由于脉冲太快,会出现失步

; 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

LED: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,98H

END

C语言程序如下:

#include

#define uint unsigned int

sbit k1=P3^4; //启动开关

sbit k2=P3^5; //换向开关

sbit s2=P3^2; //加速按钮

sbit s3=P3^3; //减速按钮

void isr_int0(void);//外部中断0中断服务函数声明void isr_int1(void);

void zd_t0ist(void);

uint speed,count,r1,i,t,k;

main()

{k=0;

t=0;

r1=0x11 ;

speed=0;

count=1;

TMOD=0x01;

ET0=1;//定时器0

EA=1;//中断允许总开关

EX0=1;//外部中断0

EX1=1;//外部中断1

TH0=0xcf;//计数初值高8位

TL0=0x2c;//计数初值第8位

for(;;)

{if(k1==0)

{P0=0xff;

P2=0xff;

speed=0;

TR0=0;

}

else

{

if(k2==0)

P0=0xbf;//1011 1111

else P0=0xf9; //1111 1001

if(speed==0)

{P2=0xc0;

TR0=0;

}

else TR0=1;

}

}

}

void isr_int0(void) interrupt 0 {

if(speed<7)

speed=speed+1;

while(s2==0)

{for(i=0;i<10;i++);}

}

void isr_int1(void) interrupt 2 {

if(speed>0)

speed=speed-1;

while(s3==0)

{for(i=0;i<10;i++);}

}

void zd_t0ist(void) interrupt 1 {

TH0=0xd8;

TL0=0xf0;

switch(speed)

{

case 0:P2=0xc0;count=0;break; case 1:P2=0xf9;count=60;break; case 2:P2=0xa4;count=40;break; case 3:P2=0xb0;count=35;break; case 4:P2=0x99;count=30;break; case 5:P2=0x92;count=28;break; case 6:P2=0x82;count=25;break; case 7:P2=0xf8;count=21;break; default :break;

}

if(t==0)

t=count;

if(t>0)

t=t-1;

if(k2==0)

{

if(t==0)

{

switch(k)

{

case 0:P1=0x01;break;

case 1:P1=0x02;break;

case 2:P1=0x04;break;

case 3:P1=0x08;break;

default :break;

}

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。

51单片机控制的步进电机C语言程序

我上周刚做的这个实验成功拉,给你参考一下吧这可是我当时辛辛苦苦编出来的啊,不过我用的是L298驱动的和ULN2003一样,你把它换成2003就行拉 #include unsigned char code table[]={0xf1,0xf3,0xf2,0xf6,0xf4,0xfc,0xf8,0xf 9,0x00,0xf1,0xf9,0xf8,0xfc,0xf4,0xf6,0xf2,0xf3,0x00}; unsigned char temp,temp_old; unsigned char key; unsigned char i,j,k,m,s; void delay(int i) { for(m=i;m>0;m--) for(j=250;j>0;j--) for(k=10;k>0;k--); } void saomiao() { P3=0xff; P3_4=0; temp=P3; temp=temp&0x0f; if(temp!=0x0f) { for(i=50;i>0;i--)

for(j=200;j>0;j--); temp=P3; temp=temp&0x0f; if(temp!=0x0f) { temp=P3; temp=temp&0x0f; switch(temp) { case 0x0e: key=1; break; case 0x0d: key=2; break; case 0x0b: key=3; break; case 0x07: key=4; break; } temp=P3;

temp=temp&0x0f; while(temp!=0x0f) { temp=P3; temp=temp&0x0f; } } } P3=0xff; P3_5=0; temp=P3; temp=temp&0x0f; if(temp!=0x0f) { for(i=50;i>0;i--) for(j=200;j>0;j--); temp=P3; temp=temp&0x0f; if(temp!=0x0f) { temp=P3; temp=temp&0x0f; switch(temp)

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)

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.

步进电机正反转控制C语言程序 只为初学者

只为初学者的步进电机正反控制程序 #include<> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define MotorData P2 //步进电机控制接口定义 sbit zheng=P3^0; sbit fan=P3^1; sbit stop=P3^2; uchar phasecw[8] ={0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08,0x09};//正转 uchar phaseccw[8]={0x09,0x08,0x0c,0x04,0x06,0x02,0x03,0x01};//反转 //ms延时函数 void delay(uint t) { uint k; while(t--) { for(k=0; k<125; k++); } } void Delay_xms(uint x) { uint i,j; for(i=0;i

void Motor_work(uint t) { uchar i,j; switch(t) { case 0: while(1) {if(stop==0) break; for(i=0;i<8;i++) {MotorData=phasecw[i]; delay(50);//转速调节 } } break; case 1: while(1) {if(stop==0) break; for(j=0;j<8;j++) {MotorData=phaseccw[j]; delay(50);//转速调节 } } break; } } //停止转动 void Motor_test(void) { if(zheng==0) { Delay_xms(10); if(zheng==0) Motor_work(0); } if(fan==0) { Delay_xms(10); if(fan==0) Motor_work(1); } } //主函数 void main(void) {

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;

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.360docs.net/doc/bc18599832.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)

最新51单片机控制的步进电机C语言程序汇总

51单片机控制的步进电机C语言程序

51单片机控制的步进电机C语言程序 用的是L298驱动的和ULN2003一样,你把它换成2003就行拉 #include unsigned char code table[]={0xf1,0xf3,0xf2,0xf6,0xf4,0xfc,0xf8,0xf9,0x00,0xf1,0xf9,0xf8,0xfc,0xf4, 0xf6,0xf2,0xf3,0x00}; unsigned char temp,temp_old; unsigned char key; unsigned char i,j,k,m,s; void delay(int i) { for(m=i;m>0;m--) for(j=250;j>0;j--) for(k=10;k>0;k--); } void saomiao() { P3=0xff; P3_4=0; temp=P3; temp=temp&0x0f; if(temp!=0x0f) { for(i=50;i>0;i--) for(j=200;j>0;j--); temp=P3; temp=temp&0x0f; if(temp!=0x0f) { temp=P3; temp=temp&0x0f; switch(temp) { case 0x0e: key=1; break; case 0x0d: key=2; break; case 0x0b:

key=3; break; case 0x07: key=4; break; } temp=P3; temp=temp&0x0f; while(temp!=0x0f) { temp=P3; temp=temp&0x0f; } } } P3=0xff; P3_5=0; temp=P3; temp=temp&0x0f; if(temp!=0x0f) { for(i=50;i>0;i--) for(j=200;j>0;j--); temp=P3; temp=temp&0x0f; if(temp!=0x0f) { temp=P3; temp=temp&0x0f; switch(temp) { case 0x0d: key=5; break; case 0x0b: key=6; break; case 0x07: key=7; break; } temp=P3;

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

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

步进电机加减速程序

步进电机加减速程序 2009-7-24 14:52 提问者:568826036|浏览次数:1251次 要求C语言写的程序 2009-7-29 14:43 最佳答案 main.c文件内容: #include"stm32f10x_lib.h" #include"main.h" TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; ErrorStatus HSEStartUpStatus; TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; int pulse; int StepCount; int pulse1; int pulse2; int t1; int t2; int r1; int r2; void RCC_Configuration(void); void NVIC_Configuration(void); void GPIO_Configuration(void); void TIM2_Configuration(void); void f(int Vt,int a,int d,int S); #define VECT_TAB_RAM int main(void) { #ifdef DEBUG debug();/*[初始化外围设备指针]*/ #endif RCC_Configuration(); //初始化时钟与复位 NVIC_Configuration();//初始化中断嵌套 TIM2_Configuration();//初始化定时器 GPIO_Configuration(); GPIO_WriteBit(GPIOD, GPIO_Pin_7, (BitAction)(0));

最新51单片机控制四相步进电机电路图汇总

51单片机控制四相步进电机电路图

51单片机控制四相步进电机 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: 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) { count = 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 = 0xFC; TL0 = 0x18; //设定时每隔1ms中断一次 TR0 = 1; //开始计数 startrun: P1_3 = 0; P1_0 = 1; delay(); P1_0 = 0; P1_1 = 1; delay(); P1_1 = 0; P1_2 = 1; delay(); P1_2 = 0; P1_3 = 1; delay(); goto startrun; } //定时器0中断处理 void timeint(void) interrupt 1

步进电机正反转控制C语言程序只为初学者

步进电机正反转控制C 语言程序只为初学者公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

只为初学者的步进电机正反控制程序 #include<> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define MotorData P2 //步进电机控制接口定义 sbit zheng=P3^0; sbit fan=P3^1; sbit stop=P3^2; uchar phasecw[8] ={0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08,0x09};//正转uchar phaseccw[8]={0x09,0x08,0x0c,0x04,0x06,0x02,0x03,0x01};//反转//ms延时函数 void delay(uint t) { uint k; while(t--) { for(k=0; k<125; k++); } } void Delay_xms(uint x) { uint i,j; for(i=0;i

void Motor_work(uint t) { uchar i,j; switch(t) { case 0: while(1) {if(stop==0) break; for(i=0;i<8;i++) {MotorData=phasecw[i]; delay(50);//转速调节 } } break; case 1: while(1) {if(stop==0) break; for(j=0;j<8;j++) {MotorData=phaseccw[j]; delay(50);//转速调节 } } break; } } //停止转动 void Motor_test(void) { if(zheng==0) { Delay_xms(10); if(zheng==0) Motor_work(0); } if(fan==0) { Delay_xms(10); if(fan==0) Motor_work(1); } } //主函数 void main(void) {

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;

单片机步进电机控制实训报告.doc

单片机课程设计——步进电动机系统实训报告 李会民 电子工程系应用电子高职(3)08-1班 二00九年十二月

步进电机控制实训报告 一、实验要求 利用P0输出脉冲序列,74LS244输入开关量,开关K2-K8控制步进电机转换(分6挡).K0,K1控制步进电机转向.必须要K2-K8中一开关和K0,K1中一开关同时为‵1′时步进电机才启动,其他情况步进电机不工作. 步进电机驱动原理是通过对它每线圈中的电流的顺序切换来使电机作步进式旋转.驱动电路由脉冲信号来控制,所以调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速.微电脑控制电机步进电机最合适. 二、实验目的 (a)了解步进电机控制的基本原理 (b)掌握控制步进电机转动编程方法 三、单片机控制原理及电路连线 单片机是用来为步进电机进行控制的,给电机提供时序脉冲,让电机以某一种方式进行运转。硬件部分设计 AT89C51 外围电路设计包含有三部分的设计:键盘模块,晶振模块及复位模块。 通过按键的输入,单片机作为控制的中心决定步进电机的正转,反转,启动及停止等操作。同时通过单片机实现电子时钟控制步进电机。 键盘设计。考虑有两种方式:需要上拉电阻的方式和不需要上拉电阻的方式。由于单片内部设有小的上拉电阻,当外围电路很小时,是可以不考虑前一种方式的。我们的键盘只是起到输入时序的作用,并没有外带大的电路,所以我们选择第二种方式: 当K_1按下时:步进电机处于启动状态; 当K_2按下时:步进电机处于停止状态; 当K_3按下时:步进电机处于正向状态; 当K_4按下时:步进电机处于反向状态; 基于AT89C51的步进电机驱动器控制系统电路原理可以表示为如下图:

步进电机控制程序(c语言+51单片机)

步进电机控制程序(c语言+51单片机) 发布:2011-05-31 | 作者: | 来源: guozhangfu | 查看:720次 | 用户关注: 摘要:实现了一种全集成可变带宽中频宽带低通滤波器,讨论分析了跨导放大器-电容(OTA—C)连续时间型滤波器的结构、设计和具体实现,使用外部可编程电路对所设计滤波器带宽进行控制,并利用ADS软件进行电路设计和仿真验证。仿真结果表明,该滤波器带宽的可调范围为1~26 MHz,阻带抑制率大于35 dB,带内波纹小于0.5 dB,采用1.8 V电源,TSMC 0.18μm CMOS工艺库仿真,功耗小于21 mW,频响曲线接近理想状态。关键词:Butte #include #define uint unsigned int #define uchar unsigned char #define ms *77 // f = 12 M #define LEDLen 4 #define Dj_star() {IE=0x81; pri_dj=0; } #define Dj_stop() {IE=0x00; pri_dj=1; P1=0xff; shache="0"; delay(800ms); delay(800ms);delay(400ms); shache = 1; } #define Chilun_Num 8 /* 齿轮数 8 个*/ #define set_display_num() { LEDBuf[0] = tmp / 1000; LEDBuf[1] = tmp / 100 % 10; LEDBuf[2] = tmp / 10 % 10; LEDBuf[3] = tmp % 10; } uchar LEDBuf[LEDLen] = {0,0,0,0}; void read_num (); /* 读播码盘到 set_round_num * 8 */ void display (); void delay(uint delay_time) { uint i; for (i=0; i < delay_time ; i++) ; } void run (); void fx_run(); uint round_num = 0; /* 记录已转的齿轮数 , 中断1次加1*/ uint set_round_num = 0; /* 播码盘设置圈数 */ uint set_pwm_width = 0; /* 播码盘设置步进电机正向速度 */ bit one_round_flg = 0; sbit led_1000 = P0^7; //use for display sbit led_100 = P0^6; //use for display sbit led_10 = P0^5; //use for display sbit led_1 = P0^4; //use for display

51单片机实现步进电机控制

摘要 8051单片机控制步进电机进行简单的转速控制,包括启停变换转速控制等。利用利用https://www.360docs.net/doc/bc18599832.html,单片机实验箱以模拟电压提供电机转速设定值,使用并行模数转换芯片ADC0809 进行电压信号的采集和数据处理转换得到速度给定的数字量,通过单片机的P1 口控制步进电机的控制端,使其按一定的控制方式进行转动。调节步进电机转速,使其与给定值相当,最后,利用ZLG7290模块驱动LED数码管显示速度设定值。通过这个单片机控制系统的设计来掌握A/D转换的原理,了解步进电机的工作原理,掌握它的转速控制方式和调速方法,并且掌握LED显示原理和ZLG7290模块的使用方法,用LED数码管显示模数转换的结果,设计电路的硬件接线图和实现上述要求的程序。最后实现通过改变模拟电压就可以改变步进电机的转速控制,并且在LED 数码管上显示步进电机的转速这一功能。 关键词:51单片机调速步进电机LED显示

绪论 在进行51单片机的学习和实验过程中曾利用51单片机对步进电机进行过简单的控制,包括利用https://www.360docs.net/doc/bc18599832.html,单片机试验箱对步进电机进行转角控制,方向控制等。即按照设定的转动角度步进电机进行动作,来实现步进电机的实时控制,通过设定的方向来实现步进电机的方向反转控制等,并利用利用ZLG7290模块驱动LED数码管显示步进电机的设定值与步进电机实际所转过过的角度,同时显示步进电机的旋转方向等。 这次所进行的步进电机转速控制系统是对步进电机的另一种控制,即实现步进电机的转速控制而不是单单的转动角度控制,并且是通过模拟量输入来时时的控制步进电机的转速。并且通过数码管来显示出所设定的步进电机的转速。

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