单片机与步进电机细分控制

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基于STC单片机的SPWM步进电机细分控制研究与实现

巨大变化，必然会引起电机运行的振动和噪音。如果使用细分驱动器，在１Ｏ细分的状态下驱动该
步驱动控制时有以下缺点：步距角较大，转速不
够平稳，低速时容易产生振动，机械噪声较大，
波控制信号，绕组中电流的闭环控制，从而实现
１ＳＷＭ步进电机细分驱动原理Ｐ
１１基于Ｄ／Ａ换的细分驱动．转目前细分驱动都是采用Ｄ／Ａ转换的方式进
行细分。所谓细分驱动就是把一个机械步距角细分成若干个电的步距角，当转子从一个位置转到
制领域用步进电机来控制变得非常简单，由此步进电机已被广泛地应用，应用范围正不断扩大。但是由于其结构及运行上的特点使它存在整
驱动步进电机，电机每运行一步，其绕组内的电流将从０突变为３或从３突变到０ＡＡ，ｏｇ
（湖南广播电视大学，长沙４００）１０４
摘
要：步进电动机控制方法多种多样，其驱动方式与运行性能关系极大。本文突破目前通用的ＤＡ／转换细分电路方式，创新性提出了一种基于ＳＷＭ的细分控制方法，该细分采用ＳＯ８０５单ＰＴ９１片机实现了对步进电机的控制。这种细分控制采用ＳＷＭ脉冲实现，使硬件结构简单，调整Ｐ方便，控制精度高，运行平稳，可靠性和抗干扰能力强，应用效果良好。

步进电机的细分

步进电机的细分步进电机是一种将离散的电脉冲信号转化成相应的角位移或线位移的电磁机械装置,它具有转矩大、惯性小、响应频率高等优点，已经在当今工业上得到广泛的应用，但其步矩角较大，一般为1.5o~3o，往往满足不了某些高精密定位、精密加工等方面的要求。

实现细分驱动是减小步距角、提高步进分辨率、增加电机运行平稳性的一种行之有效的方法。

本文在选择了合理的电流波形的基础上，提出了基于Intel 80C196MC 单片机控制的步进电机恒转矩细分驱动方案，其运行功耗小，可靠性高，通用性好，具有很强的实用性。

细分电流波形的选择及量化步进电机的细分控制，从本质上讲是通过对步进电机的励磁绕组中电流的控制，使步进电机内部的合成磁场为均匀的圆形旋转磁场，从而实现步进电机步距角的细分。

一般情况下，合成磁场矢量的幅值决定了步进电机旋转力矩的大小，相邻两合成磁场矢量之间的夹角大小决定了步距角的大小。

因此，要想实现对步进电机的恒转矩均匀细分控制，必须合理控制电机绕组中的电流，使步进电机内部合成磁场的幅值恒定，而且每个进给脉冲所引起的合成磁场的角度变化也要均匀。

我们知道在空间彼此相差2p/m的m相绕组，分别通以相位上相差2p/m而幅值相同的正弦电流，合成的电流矢量便在空间作旋转运动，且幅值保持不变。

这—点对于反应式步进电机来说比较困难，因为反应式步进电机的旋转磁场只与绕组电流的绝对值有关，而与电流的正反流向无关。

以比较经济合理的方式对三相反应式步进电机实现步距角的任意细分，绕组电流波形宜采用如图1所示的形式。

图中，a为电机转子偏离参考点的角度。

ib滞后于ia，ic超前于ia。

此时，合成电流矢量在所有区间b＝Ime-ja，从而保证合成磁场幅值恒定，实现电机的恒转矩运行。

且步进电机在这种情况下也最为平稳。

将绕组电流根据细分倍数均匀量化后，所得细分步距角也是均匀的。

为了进一步得到更加均匀的细分步距角，可通过实验测取一组在通入量化电流波形时的步进电机细分步距的数据，然后对其误差进行差值补偿，求得实际的补偿电流曲线。

单片机与步进电机细分控制

单片机与步进电机细分控制
1
步进是纯粹的数字控制电动机，它将电脉冲信号改变为角位移，即给一个脉冲，步进电机就转一个角度，因此十分合适控制，在非超载的状况下，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，而不受负载变幻的影响，电机则转过一个步距角，同时步进电机惟独周期性的无累积误差，精度高。

步进电动机有如下特点：
1）步进电动机的角位移与输入脉冲数严格成正比。

因此，当它转一圈后，没有累计误差，具有良好的尾随性。

2）由步进电动机与驱动组成的开环数控系统，既容易、便宜，又十分牢靠，同时，它也可以与角度反馈环节组成高性能的闭环数控系统。

3）步进电动机的动态响应快，易于启停、正反转及变速。

4）速度可在相当宽的范围内平稳调节，低速下仍能获得较大转距，因此普通可以不用减速器而挺直驱动负载。

5）步进电机只能通过脉冲电源供电才干运行，不能挺直用法沟通电源和直流电源。

6）步进电机存在振荡和失步现象，必需对控制系统和机械负载实行相应措施。

步进电机具有和机械结构容易的优点，图1是四相六线制步进电机原理图，这类步进电机既可作为四相电机用法，也可以做为两相电机用法，用法灵便，因此应用广泛。

步进电机有两种工作方式：整步方式和半步方式。

以步进角1.8度四相混合式步进电机为例，在整步方式下，步进电机每接收一个脉冲，旋转1.8度，旋转一周，则需要200个脉冲，在半步方式下，步进电机每接收一个脉冲，旋转0.9度，旋转一周，则需要400个脉冲。

控制步进电机旋转必需按一定时序对步进电机引线输入脉冲，以上述四
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单片机在步进电机细分驱动系统的应用

单片机在步进电机细分驱动系统的应用随着工业自动化的不断发展和技术的不断创新，步进电机成为了目前最为广泛应用的一种控制马达。

而在步进电机的驱动系统中，单片机作为一种高效、灵活的控制芯片，可以通过对步进电机细分驱动实现更加精准、高效、低噪声的控制。

一、步进电机细分驱动系统概述步进电机细分驱动系统是将每一步的动作拆分成多个小步进行控制，从而提高步进电机旋转的精度和平稳度。

常用的细分控制方法有全步进、半步进、四分步、八分步和十六分步等，在步进电机驱动系统控制中，通过不同的细分方式来实现步进电机的精细控制，还可以增加步进电机的转矩，并减小噪声和振动等。

二、单片机在步进电机细分驱动系统中的应用单片机具有高效、灵活、可编程性强和易于集成等特点，可以更好的实现对步进电机的细分控制。

单片机应用于步进电机细分驱动系统时，通过对系统进行编程实现对步进电机的细分控制，可以精确地控制步进电机的旋转角度和速度，控制步进电机运动过程中的步数和旋转方向等，从而达到精细控制的目的。

单片机在步进电机细分驱动系统中可以实现以下功能：1.多种细分方式控制。

通过单片机的编程实现不同的细分方式控制，可以实现全步进、半步进、四分步、八分步和十六分步等多种细分方式，灵活控制步进电机的工作状态。

2.旋转角度和速度控制。

通过单片机的编程实现对步进电机的旋转角度和速度进行控制，可以精确地控制步进电机的运动状态，从而达到要求。

3.步数和旋转方向控制。

通过单片机的编程实现对步数和旋转方向控制，可以实现步进电机的正/反向旋转控制和精确定位功能，提高步进电机的工作精度。

三、单片机在步进电机细分驱动系统中的优势1.高灵活性。

单片机可以根据不同的应用场合和要求进行编程，实现多样化、灵活性高的步进电机细分驱动控制。

2.精细控制能力强。

单片机能够实现精细控制，通过不同的细分方式，实现步进电机旋转角度和速度的控制，提高整个步进电机驱动系统的工作精度。

3.易于集成。

单片机处理器可以集成控制、计算和通讯等多种功能，实现与其他控制系统的无缝衔接，并且便于后续升级和维护。

基于单片机的步进电机控制电路设计

基于单片机的步进电机控制电路设计
步进电机是一种应用广泛的电机，它的控制方式是通过逐步改变电流来驱动电机转动。

基于单片机的步进电机控制电路设计可以使步进电机的控制更加精确、方便和自动化。

下面将介绍一下如何设计一台基于单片机的步进电机控制电路。

首先，我们需要选择合适的单片机。

对于步进电机控制，需要一个I/O口数目足够的单片机，并且要求计算速度快、性能稳定。

常用的单片机有AT89C51、AVR、PIC、STM32等，其
中STM32拥有强大的计算能力和外设支持，非常适合用于步
进电机控制电路的设计。

接下来，我们需要考虑步进电机的驱动方式。

步进电机可以采用全步进或半步进两种方式驱动。

全步进控制方式会让电机一步步转动，步距为180度，转速慢但精确度高，而半步进控制方式可以让电机先半步，再进入全步进控制，提高了转速同时又保持了较高的精度。

最后，我们需要设计电路连接和代码编写。

在电路连接方面，需要将单片机输出引脚和驱动芯片的控制引脚相连，同时将驱动芯片输出端和电机的相应引脚相连。

在代码编写方面，需要根据所选单片机的指令集来编写步进电机控制引脚输出的程序，实现步进电机转速和方向的控制。

综上所述，基于单片机的步进电机控制电路设计需要选取合适的单片机，选择合适的步进电机驱动方式，并根据电路连接和
代码编写来实现电机的精确控制。

这样设计出的步进电机控制电路可以应用于各种机械设备控制，使之更加智能化和自动化。

基于51单片机的步进电机控制系统设计与实现

步进电机工作原理
步进电机是一种基于磁场的控制系统，工作原理是当电流通过定子绕组时，会产生一个磁场，该磁场会吸引转子铁芯到相应的位置，从而产生一定的角位移。步进电机的角位移量与输入的脉冲数量成正比，因此，通过控制输入的脉冲数量和频率，可以实现精确的角位移和速度控制。同时，步进电机具有较高的分辨率和灵敏度，可以满足各种高精度应用场景的需求。
二、系统设计
1、硬件设计
本系统主要包括51单片机、步进电机、驱动器、按键和LED显示等部分。其中， 51单片机负责接收按键输入并控制步进电机的运动；步进电机用于驱动负载运动；驱动器负责将51单片机的输出信号放大，以驱动步进电机。LED显示用于显示当前步进电机的状态。
2、软件设计
软件部分主要包括按键处理、步进电机控制和LED显示等模块。按键处理模块负责接收用户输入，并根据输入控制步进电机的运动；步进电机控制模块根据按键输入和当前步进电机的状态，计算出步进电机下一步的运动状态；LED显示模块则负责实时更新LED显示。
三、系统实现
1、按键输入的实现
为了实现按键输入，我们需要在主程序中定义按键处理函数。当按键被按下时，函数将读取按键的值，并将其存储在全局变量中。这样，主程序可以根据按键的值来控制步进电机的转动。
2、显示输出的实现
为了实现显示输出，我们需要使用单片机的输出口来控制显示模块的输入。在中断服务程序中，我们根据设定的值来更新显示模块的输出，以反映步进电机的实时转动状态。
基于单片机的步进电机控制系统需要硬件部分主要包括单片机、步进电机、驱动器、按键和显示模块等。其中，单片机作为系统的核心，负责处理按键输入、控制步进电机转动以及显示输出等功能。步进电机选用四相八拍步进电机，驱动器选择适合该电机的驱动器，按键用于输入设定值，显示模块用于显示当前步进电机的转动状态。

单片机控制步进电机正反转

其实本题目要求是要转180°，所以才一步一步走的，如果只是一直转则只需把电机驱动函数改为：
void Motor()
{
unsigned char i;
for(i=0;i<8;i++)
{
GPIO_MOTOR = FFW[i];
Delay(Speed);//调节转速
}
}
当然，这种控制个人觉得是不太精确的，如果只是让一个轴转动180度，则用步进电机外接减速箱，然后接一轴，让电机转一圈，轴转10度或20度，则控制会更精准。
unsigned char code FFZ[8]={0xf9,0xf8,0xfc,0xf4,0xf6,0xf2,0xf3,0xf1}; //正转顺序
unsigned char Direction;
void Delay(unsigned int t);
void Motor();
void main()
Delay(10);
GPIO_MOTOR = FFZ[3];
Delay(10);
GPIO_MOTOR = FFZ[4];
Delay(10);
GPIO_MOTOR = FFZ[5];
Delay(10);
GPIO_MOTOR = FFZ[6];
Delay(15);
GPIO_MOTOR = FFZ[7];
{
unsigned char i;
while(1)
{
if(K1==0)//检测按键K1是否按下
{
Delay(10);//消除抖动
if(K1==0)
{
Direction=1;}while((i<200)&&(K1==0))//检测按键是否松开

51单片机驱动步进电机的方法

51单片机驱动步进电机的方法一、步进电机简介步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构，广泛应用于各种自动化设备中。

其工作原理是，当一个脉冲信号输入时，电机转动一个步距角，从而实现电机的精确控制。

二、51单片机驱动步进电机的方法1、硬件连接需要将51单片机与步进电机连接起来。

通常，步进电机需要四个引脚，分别连接到单片机的四个GPIO引脚上。

同时，还需要连接一个驱动器来提高电机的驱动能力。

2、驱动程序编写接下来，需要编写驱动程序来控制步进电机的转动。

在51单片机中，可以使用定时器或延时函数来产生脉冲信号，然后通过GPIO引脚输出给电机。

同时，还需要设置电机的步距角和转向，以保证电机的精确控制。

3、示例程序以下是一个简单的示例程序，用于演示如何使用51单片机驱动步进电机：cinclude <reg52.h> //包含51单片机的头文件sbit motorPin1=P1^0; //定义连接到P1.0引脚的电机引脚sbit motorPin2=P1^1; //定义连接到P1.1引脚的电机引脚sbit motorPin3=P1^2; //定义连接到P1.2引脚的电机引脚sbit motorPin4=P1^3; //定义连接到P1.3引脚的电机引脚void delay(unsigned int time) //延时函数unsigned int i,j;for(i=0;i<time;i++)for(j=0;j<1275;j++);void forward(unsigned int step) //正转函数motorPin1=0;motorPin2=0;motorPin3=0;motorPin4=0; //清零电机引脚delay(step); //延时一段时间motorPin1=1;motorPin3=1;motorPin2=0;motorPin4=0; //设置转向和步距角delay(step); //延时一段时间void backward(unsigned int step) //反转函数motorPin1=0;motorPin2=0;motorPin3=0;motorPin4=0; //清零电机引脚delay(step); //延时一段时间motorPin2=1;motorPin4=1;motorPin3=0;motorPin1=0; //设置转向和步距角delay(step); //延时一段时间void main() //主函数unsigned int step=1000; //设置步距角为1000微步forward(step); //正转一圈backward(step); //反转一圈while(1); //循环等待，保持电机转动状态在这个示例程序中，我们使用了四个GPIO引脚来控制步进电机的转动。

汽车单片机程序设计原理步进电机控制原理

由于怠速控制阀在初始是全开状态，发动机在此状态的设计转速要高于1200转/分，所以在发动机起动后的暖机控制开始，单片机控制步进电机从0步开始，只可能是正转，减小通气截面积，降低发动机转速至1200转/分。步进电机每转动1步，单片机就累加正转步数1次；如果反转，单片机就减少正转步数1次。
发动机受各种因素影响，怠速会有一定的波动。怠速与目标转速的误差，允许在±20转/分以内，超过±20 转/分，单片机就调控。
（2）正常怠速控制
发动机正常运行时，按正常低怠速800转/分控制, 允许±20转/分。
（3）发动机关闭后控制
关闭发动机后，发动机ECU（不断电）控制步进电动机反转到怠速阀恢复到初始全开状态，为了下次起动做好准备。
单片机控制步进电动机从初始全开状态，到正常怠速状态，再恢复到初始全开状态，其间的步数变化都被记忆下来；发动机关闭后，从初始全开状态正转多少步，就转反多少步，正好回到初始全开状态。
A相、B相、C相、D相分别通电时，对应产生的磁极对是C1、 C2 、C3 、C4 。例如A相线圈通电，产生4对（8个）C1磁极。其它线圈通电情况类似。
步进电机转动的基本原理是：按A→B→C→D→A相序依次通电，转子正转（图中为顺时针）；按A→D→C→B→A相序依次通电，转子反转。线圈通电时间的长短决定转速，通电时间长，转速慢，通电时间短，转速快。
怠速一般在800转/分，由于设计和制造工艺不同，不同的辆车，怠速略有不同，应以其标明怠速数值为准。
怠速控制均采用发动机转速反馈闭环控制方式，即发动机转速传感器将发动机的实际转速和目标转量，并通过执行机构对发动机怠速转速进行校正。
图1-36为步进电机式怠速控制示意图，步进电机式怠速控制阀由步进电机、阀杆、控制阀和阀座组成。转子的正转或反转运动经阀杆（丝杆）转换成向前或向后的直线伸缩运动，阀杆每旋转1圈，伸缩1个螺距；控制阀与阀杆相连，为凸圆锥状；阀座为凹圆锥状。控制阀向阀座推进，通气横截面减小，反之，通气横截面增大，从而达到控制怠速通气量的目的。

步进电机的细分

实现细分驱动是减小步距角、提高步进分辨率、增加电机运行平稳性的一种行之有效的方法。

一般情况下，合成磁场矢量的幅值决定了步进电机旋转力矩的大小，相邻两合成磁场矢量之间的夹角大小决定了步距角的大小。

我们知道在空间彼此相差2p/m的m相绕组，分别通以相位上相差2p/m而幅值相同的正弦电流，合成的电流矢量便在空间作旋转运动，且幅值保持不变。

这—点对于反应式步进电机来说比较困难，因为反应式步进电机的旋转磁场只与绕组电流的绝对值有关，而与电流的正反流向无关。

以比较经济合理的方式对三相反应式步进电机实现步距角的任意细分，绕组电流波形宜采用如图1所示的形式。

图中，a为电机转子偏离参考点的角度。

ib滞后于ia，ic超前于ia。

此时，合成电流矢量在所有区间b＝Ime-ja，从而保证合成磁场幅值恒定，实现电机的恒转矩运行。

且步进电机在这种情况下也最为平稳。

将绕组电流根据细分倍数均匀量化后，所得细分步距角也是均匀的。

基于51系列单片机控制步进电机调速实验

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)图1 是反应式步进电动机结构示意图，它的定子具有均匀分布的六个磁极，磁极上绕有绕组。

基于单片机步进电机的控制系统设计

１硬件设计本文介绍的设计方案是基于单片机的步进电机运行控制系统。在这个控制系统中，控制器是它的核心，因为它担负着产生脉冲，发送、接受控制命令等任务。整个系统的控制核心是ＡＴ８９Ｃ５１。其成本相对较低，运行可靠性较高。系统的组成方框图如图１所示。本系统由单片机（Ｍｃｕ）、电机驱动电路、ＬＥＤ显示（指示）、按键电路和看门狗电路等组成。单片机ＡＴ８９Ｃ５１控制步进电机脉冲信号，通图１系统框图过外接键盘作为输人控制步进电机的正反转、停止、加减速工作状态，并通过显示器进行工作状态信号输出。在这个控制系统中，单片机是核心，它通过键盘接受指令、通过运算控制单片机运行、并通过显示器进行信号输出。２系统软件设计当在待机状态下设定好所需的参数后，按下“ 启停 ” 键，系统便开始根据设定的参数和运行模式进行步进电机控制脉冲输出运行。程序中按照设定参数顺序输出控制脉冲是受定时器中断控制。（见图２）３技术经济分析对于电动机来讲，要求不断的减少硬件，降低成本，并不断提高起原先的稳定性、可靠性，对技术的要求越来越高。设计工作是工程建设的关键环节，做好设计工作对工程建设的工期、质量、费用和应用于实际后的运行安全性和的经济效益，起着决定性作用。因此，设计时一定要力求技术成熟、可靠，并尽可能的节约资金。本设计采用步进电动机作为控制对象，因为步进电动机作为数字控制系统的一种元件，其功用是将脉冲电信号变换为角位移或直线位移。它能按照图２步进电机运行模块主流程控制脉冲的要求，能迅速启动、正转、反转、加速、减速、制动；工作时能够不失步，步距精度高，鉴于这些特点，步进电机在自动控［１］王晓明，胡晓柏．电动机的单片机控制［Ｍ］．北京：北京航空航天大制系统中，特别是开环的数字程序控制中作为传动元件而得到广泛学出版社，２００２．５，１：１８１ — ２０８．应用。【２】史敬灼．步进电动机伺服控制技术【Ｍ】．２００７，３，２：２３ — ３５．本系统选ＡＴ８９Ｃ５１，成本较低。且ＡＴ８９Ｃ５１内有４Ｋ的ＲＯＭ存

基于单片机的步进电机细分控制系统

ｄｓｇｅ．Ａｎｎｔｅａｔａｒｃｓｆｒｎｉｇｈｓａｇｏｐｒｔｎｅｉｎｄｄｉｈｃｕｌｐｏｅｓｏｕｎｎａｏｄｏｅａｉ．ｏ
ＫＥＹＷＯＲＤＳｓｅｔｐｐｉｇｏｔｒ，ｓｎｍｏｕｂｄｖｓｏｎｄｉｏｎｔｏｌＭＣＵｉｉｉｒｖｅｃｒ，
ｈｇｃｕａｙｓｄｉｓｏｎｏｔｐｐｉｃｎｇｅｏｆｔｔｐｐｎｍｏｔｒＢｙａｌｉｇｔｕｂｖｓｏｎｄｉｉｇｉｃｐｌｆｔｅｓｅｐｎｇｉｈａｃｒｃｕｂｖｉｉｆｓｅｔｈａｌｈｅｓｅｉｇｏ．ｎａｙｚｎｈｅｓｄｉｉｉｒｖｎｐｒｎｉｅｏｈｔｐｉ
ｂｅｄｎｔｐｍｏｏｒｉｇｃｉＬ９／９，ｔｅｄｉｉｇｃｎｒｌｙｔｍｆｓｅｔｒｏｗｉｈｍｏｅａｄｃｎｔｎｕｒｎａｌｎｉｇｓｅｔｒｄｉｎｈｐ２７２８ｈｒｎｏｔｏｓｓｅｏｔｐｍｏｏｆｓｔ — ｄｎｏｓａｔｃｒｅｔｗｓｖｖｃ
中图分类号：ＴＰ３２文献标识码：Ａ
ＡＢＴＳＲＡＣＳｅｐｎｔｒｓｂｉｉｉｎｔｃｎｌｇｉｌｓｄｔｎｒａｅｔｅｏｅａｉｎｌｃｕａｙｏｈｔｒａｄｔｃｉｖＴｔｐｉｇｍｏｏｕｄｖｓｏｅｈｏｏｙｉｍａｎｙｕｅｏｉｃｅｓｈｐｒｔａｃｒｃｆｅｍｏｏｎＯａｈｅｅｓｏａｔ

单片机驱动步进电机

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、A C、BC、B 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、A、B、B轮流接地。

下表列出了该电机的一些典型参数：表135BY48S03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0.2647 180 65 2.5 35BY48S03 7.5 4 12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。

单片机步进电机控制程序代码

单片机步进电机控制程序代码在现代工业控制系统中，步进电机被广泛应用于各种场合，如数控机床、医疗设备、自动化生产线等。

而单片机作为一种集成电路，具有高度集成、体积小、功耗低等特点，成为控制步进电机的理想选择。

本文将介绍单片机步进电机控制程序代码的编写方法及其实现原理。

一、步进电机控制程序代码的编写方法步进电机的控制可以通过单片机来实现，而单片机控制步进电机的关键在于编写合适的控制程序代码。

下面将介绍一种常用的步进电机控制程序代码编写方法。

1. 确定引脚连接：首先，需要确定步进电机的引脚连接方式。

步进电机一般有两种连接方式，即单相连接和双相连接。

在单相连接方式中，步进电机只需两个控制引脚，而在双相连接方式中，步进电机需要四个控制引脚。

根据步进电机的具体型号和使用要求，选择合适的引脚连接方式。

2. 编写控制程序：根据步进电机的引脚连接方式，编写相应的控制程序。

以双相连接方式为例，步进电机的控制程序代码如下：```#include <reg52.h>sbit IN1 = P1^0; // 步进电机引脚1sbit IN2 = P1^1; // 步进电机引脚2sbit IN3 = P1^2; // 步进电机引脚3sbit IN4 = P1^3; // 步进电机引脚4void delay(unsigned int time){unsigned int i, j;for (i = time; i > 0; i--)for (j = 110; j > 0; j--);}void main(){while (1){IN1 = 1; IN2 = 0; IN3 = 0; IN4 = 0; // 步进电机正转 delay(1000);IN1 = 0; IN2 = 1; IN3 = 0; IN4 = 0;delay(1000);IN1 = 0; IN2 = 0; IN3 = 1; IN4 = 0;delay(1000);IN1 = 0; IN2 = 0; IN3 = 0; IN4 = 1;delay(1000);}}```上述代码中，通过控制引脚的电平状态，实现步进电机的正转。

基于单片机的步进电机控制系统研究

基于单片机的步进电机控制系统研究一、本文概述随着现代工业技术的快速发展，步进电机作为一种重要的执行元件，在精密控制、自动化设备、机器人技术等领域得到了广泛应用。

步进电机控制系统是实现其精确、高效运行的关键，而单片机作为一种集成度高、功能强大、成本较低的微控制器，在步进电机控制系统中发挥着重要作用。

本文旨在研究基于单片机的步进电机控制系统，分析其设计原理、实现方法以及性能优化，为步进电机控制系统的实际应用提供理论支持和技术指导。

本文首先介绍了步进电机的工作原理和特性，以及单片机在步进电机控制中的应用优势。

接着，详细阐述了基于单片机的步进电机控制系统的总体设计方案，包括硬件电路设计和软件编程实现。

在硬件电路设计方面，重点介绍了单片机选型、驱动电路设计、电源电路设计以及接口电路设计等内容；在软件编程实现方面，主要讨论了步进电机的控制算法、运动轨迹规划以及通信协议设计等关键技术。

本文还对基于单片机的步进电机控制系统的性能进行了深入分析和优化。

通过实验研究，对比了不同控制算法对步进电机运动性能的影响，探讨了提高系统精度和稳定性的有效方法。

针对实际应用中可能出现的干扰和故障，提出了相应的抗干扰措施和故障诊断方法。

本文总结了基于单片机的步进电机控制系统的研究成果，并展望了未来的发展方向。

通过本文的研究，不仅有助于加深对步进电机控制系统原理和实现方法的理解，也为步进电机控制系统的优化设计和实际应用提供了有益的参考和借鉴。

二、步进电机及其控制原理步进电机是一种特殊的电机类型，其设计允许它在离散的角度位置上精确地旋转。

与传统的交流或直流电机不同，步进电机不需要复杂的控制系统来实现精确的位置控制。

它通过一系列离散的步进动作，即“步进”，从一个位置移动到另一个位置。

每个步进的角度通常是固定的，这取决于电机的设计和构造。

步进电机通常由一组电磁线圈构成，每组线圈都与电机的一个或多个极相对应。

当电流通过线圈时，它会产生一个磁场，这个磁场与电机内的永磁体相互作用，导致电机轴的旋转。