步进电机细分控制的单片机实现

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基于51单片机步进电机的控制及细分驱动电路-简易软件

基于51单片机步进电机的控制及细分驱动电路悬赏分：20|解决时间：2009-6-22 21:11 |提问者：sailorman123我的邮箱sailor3848352@拜求高手指点，希望能附带相应的电路图，和一定的说明。

谢谢给位大虾了！！！最佳答案参考：/chary8088/blog/item/177332ce39cef70a92457ea9.html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 <AT89X51.h>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{TH0=0xFC;TL0=0x18; //设定时每隔1ms中断一次count++;}void delay(){endcount=2;count=0;do{}while(count<endcount);}将上面的程序编译，用ISP下载线下载至单片机运行，步进电机便转动起来了，初步告捷！不过，上面的程序还只是实现了步进电机的初步控制，速度和方向的控制还不够灵活，另外，由于没有利用步进电机内线圈之间的“中间状态”，步进电机的步进角度为18度。

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。

c语言实现单片机控制步进电机加减速源程序

C 语言实现单片机控制步进电机加减速源程序1. 引言在现代工业控制系统中，步进电机作为一种常见的执行元件，广泛应用于各种自动化设备中。

而作为一种常见的嵌入式软件开发语言，C 语言在单片机控制步进电机的加减速过程中具有重要的作用。

本文将从单片机控制步进电机的加减速原理入手，结合 C 语言的编程技巧，介绍如何实现单片机控制步进电机的加减速源程序。

2. 单片机控制步进电机的加减速原理步进电机是一种能够精确控制角度的电机，它通过控制每个步骤的脉冲数来实现旋转。

在单片机控制步进电机的加减速过程中，需要考虑步进电机的加速阶段、匀速阶段和减速阶段。

在加速阶段，需要逐渐增加脉冲的频率，使步进电机的转速逐渐增加；在匀速阶段，需要保持恒定的脉冲频率，使步进电机以匀速旋转；在减速阶段，需要逐渐减小脉冲的频率，使步进电机的转速逐渐减小。

这一过程需要通过单片机的定时器和输出控制来实现。

3. C 语言实现步进电机加减速的源程序在 C 语言中，可以通过操作单片机的 GPIO 来控制步进电机的旋转。

在编写源程序时，需要使用单片机的定时器模块来生成脉冲信号，以控制步进电机的旋转角度和速度。

以下是一个简单的 C 语言源程序，用于实现步进电机的加减速控制：```c#include <reg52.h>void main() {// 初始化定时器// 设置脉冲频率，控制步进电机的加减速过程// 控制步进电机的方向// 控制步进电机的启停}```4. 总结与回顾通过本文的介绍，我们了解了单片机控制步进电机的加减速原理和 C 语言实现步进电机加减速源程序的基本思路。

掌握这些知识之后，我们可以更灵活地应用在实际的嵌入式系统开发中。

在实际项目中，我们还可以根据具体的步进电机型号和控制要求，进一步优化 C 语言源程序，实现更加精准和稳定的步进电机控制。

希望本文能为读者在单片机控制步进电机方面的学习和应用提供一定的帮助。

5. 个人观点与理解在我看来，掌握 C 语言实现单片机控制步进电机加减速源程序的技术是非常重要的。

单片机控制步进电机细分驱动的实现研究

科技资讯科技资讯S I N &T NOL OGY INF ORM TION2008NO.06SCI EN CE &TECHNOLOGY I NFORMATI ON工程技术步进电机细分驱动技术是单片机对步进电机的控制技术中的重要组成部分。

根据末级功放管的工作状态可分为放大型和开关型两种。

放大型步进电机细分驱动电路中末级功放管的输出电流直接受单片机输出的电压控制,电路较简单,电流的控制精度也较高。

但是功放管上的功耗较大,发热严重,容易引起晶体管的温漂,影响驱动电路的性能。

甚至还可能由于晶体管的热击穿,使电路不能正常工作。

因此该驱动电路一般应用于驱动电流较小、控制精度较高、散热情况较好的场合。

1步进电机细分驱动原理1.1细分驱动普通二相/四相步进电机通常采用1-2相通电的半步或者全步驱动模式,这样的驱动方式存在一些缺陷。

比较突出的是步距角较大,在较低频率工作时容易产生电机震荡。

而在一些坚电机平稳性要求较高的场合,上述缺陷制约了二相/四相步进电机的应用,取而代之的是步距角罗小,电机制造难度和成本都成倍提高的五相步进电机。

而通过采用细分驱动,可以在某种程度上解决上述问题。

由于细分驱动是将原来一步走完的步距角分成若干步完成,相当于减小了步距角,因而提高了定位精和分辨率。

步进电机转动每一步进由过冲带来的震荡也减小,从而改善了电机抖动。

对于二相混合式步进电机,A ,B 两个绕组的通电状态每经过一个循环,步进电机的转子转过一个转子齿距角θb ,而通电状态数m 通常在全步模式时为4或者半步模式为8,对应的步距角为,θb ＝360°/mZ r 。

其中Z r 为转子齿数,通常为50,代入上式可得,二相混合式步进电机的步距角一般为1.8°或者0.9°,当通电状态数增加到32时,步进电机的步距角将减小为0.225°。

1.2功率驱动与快速性为了在绕组内得到希望的电流,通常采用两种功率驱动方式,即恒压驱动和恒流驱动。

基于单片机的步进电机控制系统设计方案

D10-基于单片机旳步进电机控制系统一、理解什么是步进电机以及其工作原理步进电机是数字控制电机，步进电机旳运转是由电脉冲信号控制旳，其角位移量或线位移量与脉冲数成正比，每个一种脉冲，步进电机就转动一种角度（不距角）或前进、倒退一步。

步进电机旋转旳角度由输入旳电脉冲数确定，因此，也有人称步进电机为数字/角度转换器。

步进电机旳各相绕组按合适旳时序通电，就能使步进电机转动。

当某一相绕组通电时，对应旳磁极产生磁场，并与转子形成磁路，这时，假如定子和转子旳小齿没有对齐，在磁场旳作用下，由于磁通具有力图走磁阻最小途径旳特点，则转子将转动一定旳角度，使转子与定子旳齿互相对齐，由此可见，错齿是促使电机旋转旳原因。

二、步进电机旳特点（1）步进电机旳角位移与输入脉冲数严格成正比，因此当它转一转后，没有合计误差，具有良好旳跟随性。

（2）由步进电机与驱动电路构成旳开环数控系统，既非常以便、廉价，也非常可靠。

同步，它也可以有角度反馈环节构成高性能旳闭环数控系统。

（3）步进电机旳动态响应快，易于启停、正反转及变速。

（4）速度可在相称宽旳范围内平滑调整，低速下仍能保证获得很大旳转矩，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）步进电机自身旳噪声和振动比较大，带惯性负载旳能力强。

三、步进电机旳控制步进电机旳控制重要包括换相次序旳控制、速度控制、速度控制、加减速控制等，控制系统就是运用单片机旳功能实现以上控制旳系统，即本次设计旳目旳。

四、示意图五、硬件设计计划本设计旳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构成，由操作者根据对应旳工作需要进行操作。

显示电路重要是为了显示电机旳工作状态和转速。

驱动电路重要是对单片机输出旳脉冲进行功率放大，从而驱动电机转动。

（1）控制电路根据步进电机旳工作原理可以懂得，步进电机转速旳控制重要是通过控制通入电机旳脉冲频率，从而控制电机旳转速。

基于单片机的步进电机细分驱动系统设计

基于单片机的步进电机细分驱动系统设计作者：孙星吴杏来源：《山东工业技术》2017年第06期摘要：为了优化步进电机的控制性能，使其具有更高的定位精度、更小的低速振动，更大的扭矩输出，本文设计了基于AT89C52 单片机的步进电机细分驱动系统。

通过对步进电机驱动原理进行详细分析，根据此原理完成系统的硬件设计和软件设计。

本文最后对设计的系统进行实验，结果表明该驱动系统具有控制精度高、低频运行电机振动小等优点。

关键词：步进电机；AT89C52 单片机；电机驱动DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.06.1360 引言步进电机也被称为脉冲电机，它是以控制器发出的脉冲信号作为驱动的运动元件。

在不超过电机额定功率下，步进电机运动的位置和速度只与脉冲数和脉冲频率有关，不会受其它因素影响，只要给步进电机一个脉冲信号，它就会转动一个固定角度[1-2]。

相对于其他的控制方式，基于细分的步进电机驱动方案可以使电机具有更高的定位精度、更小的低速振动以及更大的扭矩输出，因此得到广泛应用。

1 步进电机细分驱动的原理步进电机控制原理如图1所示（这里都是以两相混和式步进电机为控制对象），控制转子旋转主要是通过控制各相绕组的电流大小使绕组合成磁势的大小和方向发生变化[3]。

常见的步进电机转子齿数一般为z=50，电机磁极对数为2p=2，当有一相绕组接通时，每一齿距的空间机械角为如公式1.1所示，每一极距所占的转子齿数如公式1.2所示，为每一极距的空间机械角如公式1.3所示[4]。

从上公式1.2可以看出，因为每一极距所占的齿数是一个带小数的值，所以当某一个定子和转子一致时，其它的定子和转子一定会错开，这个角度计算公式为：（13-12.5）*t=0.25*t，所以，在步进电机换相时，转子实际转过的角度为0.25*θz=θs=1.8°。

步进电机有很多种换相方式，比较常见的有以下两种：1）采用 A-B-C-D顺序不断地通电。

单片机控制步进电机调速实验

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。

步进电机控制程序(c语言51单片机)

// pri_dj = Pme );
if( i == set_pwm_width ) { P1 = 0xff; i = 0; one _round_flg = 0; while ( !one_round_flg & key_puse );}
if(!key_puse) { delay(4ms); if(!key_puse) break; }
while ( key_puse & key_clear ); delay ( 8ms );
if ( !key_clear ) { round_num = 0; display(); }
if ( !key_puse ) break; }
while( !key_puse ); delay(8ms);
while( !key_puse ); }
set_display_num(); for(i = 0; i < LEDLen ; i ++){
P0 = 0xf0; P0 = P0 | LEDBuf[i] ; if(i==0) led_1000 = 0; //P0^4 if(i==1) led_100 = 0; //P0^5 if(i==2) led_10 = 0; //P0^6 if(i==3) led_1 = 0; //P0^7
delay ( 1ms ); tmp = (~(P2 | 0xF0)); P2 = 0x7F; // 0111 1111
delay ( 1ms ); tmp = (~(P2 | 0xF0)) * 10 + tmp; set_round_num = set_round_num + tmp * 100; set_round_num = set_round_num * Chilun_Num;

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。

毕业设计-基于C51单片机的步进电机控制系统设计

摘要本设计中首先介绍了步进电机的工作原理、控制特点和运行状态，然后给出了步进电机的单片机控制系统的总体设计方案。

在这个控制系统中，单片机选用AT89C51，其作为控制核心，担负着产生脉冲，发送、接受控制命令等任务；脉冲分配采用硬件方法，由8713接收到单片机的控制信号后产生相应的控制脉冲，避免了软件法在不停地产生脉冲时占用的时间；采用单电压驱动的方法驱动电机带动负载运行；利用键盘、显示专用芯片8279能够以较简单的硬件电路和较少的软件开销实现微型机与键盘和LED显示器接口。

本设计最后详细介绍了硬件部分和软件部分的实现方法。

关键词：单片机；步进电机；速度控制;ZLG7290;显示器AbstractThe design introduces the working principle of stepper motor, control features and operations, and then gives the stepper motor microcontroller control system design programs. In this control system, the SCM selecting AT89C51, the control center of the shoulder produces pulses, sending, receiving control commands and other tasks; pulse distribution method using hardware from the 8713 chip control signals received resulting from the corresponding control pulse, to avoid software method to generate pulses in constant time occupied; adopt a single voltage-driven approach drive motor to drive the load operation; use of keyboard, display 8279 can be dedicated to simple hardware and less software overhead to achieve keyboard and LED display interface. Finally introduce the hardware and software implementation methods in detail.Key words: SCM; stepper motor; speed control；ZLG7290;display；目录摘要 (I)Abstract .................................................... I I 第一章绪论. (1)1.1步进电机概述 (1)1.2课题研究的主要内容 (2)1.2.1研究内容 (2)1.2.2论文安排 (2)第二章步进电机控制系统设计方案 (3)2.1步进电机的系统 (3)2.2步进电机的失步现象 (5)2.3步进电机控制系统的组成 (6)2.4系统的控制过程 (7)第三章步进电机控制系统硬件部分 (9)3.1硬件电路图 (9)3.2采用51系列单片机AT89C51作为控制器 (10)3.2.1 AT89C51的主要性能 (10)3.2.2 AT89C51引脚功能说明 (10)3.3步进电机的驱动电路 (15)3.4 LED显示电路 (16)3.4.1 LED显示器的结构原理 (16)3.4.2 LED显示接口 (18)3.5可编程键盘/显示控制器ZLG7290电路工作原理 (19)3.5.1 ZLG7290概述 (19)3.5.2管脚、引线与功能 (21)3.5.3 ZLG7290键盘、显示接口电路设计 (24)3.6脉冲分配 (26)第四章步进电机控制系统软件部分 (30)4.1定时器中断服务 (30)4.1.1定时器初值 (30)4.1.2定时器中断服务子程序 (31)4.2 速度控制 (31)第五章总结 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录 (38)第一章绪论本章将简要介绍步进电机的发展过程、步进电机在日常生活中的广泛应用、步进电机作为数字控制电动机的主要特点以及本次研究的主要内容和论文安排。

C51单片机实现128细分步进电机驱动程序

Quardrant0, 231, 109,
Quardrant0, 229, 112,
Quardrant0, 228, 115,
#define PWM2disable(); CCAPM2&=0xBD; //停止P1.5引脚输出PWM
#define PWM3disable(); CCAPM3&=0xBD; //停止P1.6引脚输出PWM
#define PWM4disable(); CCAPM4&=0xBD; //停止P1.7引脚输出PWM
#define MotorPowerOff 0x03 //电机掉电
//定义细分表结构
typedef struct tagSubdivideTable{
unsigned char mQuardrant; //象限0-3
#define PWM4enable(); CCAPM4|=0x42; //配置P1.7引脚为PWM输出
#define PWM0disable(); CCAPM0&=0xBD; //停止P1.3引脚输出PWM
#define PWM1disable(); CCAPM1&=0xBD; //停止P1.4引脚输出PWM
#define CCAP3G 0XFD
#define CCAP4G 0XFE
#define CCAP5G 0XFF
#define CCAP0L 0XEA
#define CCAP1L 0XEB
#define CCAO2L 0XEC
#define CCAP3L 0XED
}WorkInformation;
sbit PhaseA = 0X90^4
sbit PhaseB = 0X90^5

步进电机的单片机控制方法

"# 步进电机与单片机接口及程序设计
$ ! %# 步进电机与单片机的接口电路由于步进电机的驱动电流比较大，所以单片机与步进电机的连接都需要专门的接口电路及驱动电
图 &# 步进电机与单片机的接口电路流程图
万方数据
>(
武汉工程职业技术学院学报A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A ())>B 8A
步进电机的单片机控制方法
宋! 锦
（南京信息职业技术学院! 江苏南京： "#$$%& ）摘! 要! 以四相步进电机为例，介绍了由 ’(#%#) 驱动的电路原理图，给出了四相步进电机的正
转反转的程序设计流程图和程序清单。关键词! 单片机! 步进电机! 控制中图分类号： *’)$#+ "! 文献标识码：, ! 文章编号： #&-#.)/"% （ "$$& ） $).$$/0.$/ 实验教学、科研中效果良好。
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! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 宋! 锦：步进电机的单片机控制方法 "%%&#
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! ! 总之，用单片机来控制步进电机可以解决传统步进控制器线路复杂，成本高的问题，既简化了线路，降低了成本，又大大提高了可靠性。使用起来极为方便。参考文献

基于单片机的步进电机控制系统设计

基于AT89C52单片机的步进电机控制系统设计摘要：步进电机专用开发系统，适用于数控机床及某些特定条件及系统。

本文通过单片机为开发平台,对步进电机进行控制.采用单片机A T89C52,根据输入的数据转化成的控制信号来控制步进电动机的角位移的一种方法,包括硬件设计和软件设计.整个系统主要由电机驱动电路，声光报警电路，4位LED显示电路，电源电路及核心单片机部分构成。

利用单片机产生步进电机驱动脉冲，通过4×4矩阵键盘能实现对步进电机启动、停止功能的选择以及加速、减速、反转功能的选择，使用方便、操作简单。

其中在步进电机控制器的设计中，重点阐述脉冲产生电路以及对速度的控制，实现对步进电机速度精确控制的开发系统.提高步进电机的步进精度，能够控制三相或四相步进电机。

且电路简单，成本较低,控制方便，移植性强.实用价值高。

关键词:A T89C52；步进电机；脉冲产生Design of Control System for Stepping Motor Based onAT89C52Abstract:A stepper motor dedicated development system,applicable to CNC machine tools and some special conditions and system. In this paper，through the SCM as the development platform，for the stepper motor control。

The paper introduce one way that controls the stepping motor by microcomputer AT89C52 depending on the control signal to which input data convert control the line displacement of the stepping motor，namely simply graph plotter，including its hardware and software。

毕业设计：基于STC89C52单片机的步进电机控制系统设计与实现

唐山学院毕业设计设计题目：基于STC89C52单片机的步进电机控制系统设计与实现系别：信息工程系班级：姓名：指导教师：2013年6月10 日基于单片机的步进电机控制系统设计与实现摘要步进电机是一种纯粹的数字控制电动机，是一种受电脉冲信号控制的无刷式直流电动机，是现代定位驱动装置的核心，广泛应用在机械、电力、纺织、电子、仪表、印刷以及航空航天、船舶、兵器等国防工业等领域。

基于单片机的步进电机控制系统具有稳定度高、成本低、控制方便、应用范围广等特点。

本系统是由STC89C52单片机核心处理模块，遥控器命令输入模块，ULN2003及28BYJ-48步进电机组成的电机模块，12864液晶输出模块共同组成的基于单片机的步进电机控制系统。

本设计以载波为38KHZ的红外遥控器作为用户的控制端，它的功能是把用户的命令转换为红外信号。

红外信号由TL1838接收，它可以将光信号转换为电信号，并将其发送给微控制器STC89C52。

STC89C52对电信号进行相应处理即可获得用户所发出的指令，并依此来控制28BYJ48型四相八拍电机并以12864液晶作为当前状态的显示器。

用户可以对步进电机进行加速、减速、正转、反转的控制。

本步进电机控制系统具有精度高、运行稳定、控制方便、维护简单、应用范围广等特点。

关键词：STC89C52 12864液晶步进电机红外遥控Design and Implementation of Stepper Motor Control System Based on MCUAbstractStepper motor is a kind of pure digital control motor and brushless dc motor controlled by electric pulse signal type. Stepper motor is the core of the modern orientation drive, widely used in machinery, electric power, textile, electronics, instruments, printing and aerospace, ships, weapons, and other areas of the defense industry, etc. The characteristics of the stepping motor control system based on single chip microcomputer include high stability, low cost, convenient control and wide application , etc.The stepper motor control system consists of core processor using the single chip processor, command input control module using IR remote control , display module using 12864 LCD and 28BYJ48 stepping motor module which using ULN2003 as driver.The infrared remote control with carrier for 38 KHZ is used as the control end of the user, which can convert the users’ commands into the infrared signal. The TL1838 can receive the infrared signal and convert it into electrical signal, which input to tSTC89C52.The MCU can obtain instructions of users by processing the incoming signal and control stepping motor of the 28BYJ48 type, the current status can be shown by 12864 LCD. Users could control acceleration, deceleration, forward, inversion for the stepping motor. The features of the control system of stepper motor includes high precision, stable running, convenient control and simple maintenance and wide application, etc.Key word:MCU; 12864 LCD; Stepper Motor; Infrared remote control目录1 引言 (1)2 总体设计方案 (2)2.1系统设计原理 (2)2.2总体设计框图 (2)3系统硬件模块的组成 (3)3.1单片机控制模块 (3)3.1.1 STC89C52主要结构 (3)3.1.2 STC89C52功能特性描述 (3)3.1.3 时钟电路 (6)错误！未定义书签。

基于单片机的步进电机控制系统设计与实现

图 3 单片机控制模块电路 2. 3 信号隔离、放大模块
系统中步进电机负载功率较大 ,需要将驱动步进电机的强电和单片机控制系统的弱电隔离开来 ,使得外部电路的干扰不至于影响或损坏单片机控制系统 ,从而提高系统的可靠性 ,增强抗干扰能力。工程实践中一般采用电子开关或光电隔离的方法来实现强弱电隔离。对于步进电机 ,通常使用功率放大器来提供步进电机的工作电流 ,将光电隔离器传送的弱电信号变为强电信号 ,可使用集成功放或分立元器件。这里选用工作可靠、寿命长、无火花、抗干扰能力强、开关速度快的直流固态继电器 (DC2SSR)来实现对控制信号的隔离与放大。国产直流固态继电器 JGX - 0610M 可满足本设计需要 ,它的输入接通电压 3V ,输入关断电压 1V ,输出电压 50V ,输出电流 5A ,输出漏电流 ≤50μA。
图 1 控制系统框图
2 硬件电路设计
2. 1 键盘、L ED 模块为提高系统的智能化水平扩展了 4 ×4 键盘和 4 片共阴
LED 实现人机对话。单片机系统通电工作后 ,由键盘输入步进电机的转速、转向、步数、启停等 , LED 数码管动态显示步进电机转速与转向 (正转和反转动态显示不一样 ) 。单片机系统采用通用键盘 /显示控制芯片 8279来管理键盘和数码管 ,减少主机负担、提高显示的稳定性 ,其接口电路如图 2所示。
各模块控制程序均采用汇编语言编程 , 并使用了外部 ROM 和 RAM。主 CPU 模块在完成系统初始化后根据用户在显示面板上进行的不同设置执行相应的程序模块 ,有工作页面、主菜单页面、诊断管理页面、规格选择页面、自动调整页面、
仪器仪表用户
绝对值统计页面、统计表管理页面、图形显示页面、图形触发页面、密码管理页面等。工作页面即是系统启动后自动显示的页面 ,包括系统运行时间、速度、检测烟包数、烟包规格等 ;诊断管理页面可以关闭或执行各种故障诊断 ,设置工作参数、固定检测及输出锁定管理等 ; 规格化处理就是为了使得系统能够对光电管差别作出补偿 ,该页面允许使用者对该系统所有的光电管的平均工作基准和平均剔除基准进行图形化检测 ; 自动调整页面可以进行系统的自动调整如系统对经过光电管前面的烟包所做的状态分析的自动校准等。其主 CPU 模块控制程序流程图如图 2所示。烟丝侧和滤咀侧信号处理模块控制程序完成采集数据并与系统设置的剔除基准值进行比较判断是否空头或缺支 ,与主 CPU模块进行通信 ,执行主 CPU 模块发送的指令。

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ＺＨＥＮＧＹｕ
（ｃｏｌｆｃａｉａａｄＥｅｔｃｌｎｉｅｒｇｕｚｏｏｍｌｎｖｒｔ，Ｇｉｎ，ｕｈｕ５０１，ｈｎ）Ｓｈｏｏｈｎｃｎｌｃｉｇｅｉ，ＧｉｕＮｒａＵｉｓｙｕｙｇＧｉｏ５０４ＣｉａＭｅｌｒａＥｎｎｈｅｉａｚ
Ｆｇ１Ｓｅｃｐｆｒｆｕｈｓｔｐｉｇｍｏｏｉ．ｋｔｈｍａｏｏｒｐａｅｓｐｎｔｒｅ
１２步进电机细分控制原理．我们以二相步进电机为例，们按照图３上所我
示的８个状态周而复始进行变化，电机就顺时针转
０引言
步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键
产品之一。步进电机和普通电动机的不同之处在
常用于需要精确控制运行距离的场合。在很多老式的控制系统中，步进电机的控制都是用固定大小的脉冲来控制的，控制精度通常不高。在旧设备上拆下来的步进电机更需要重新设计驱动器以做它
第２期
郑
宇：步进电机细分控制的单片机实现
转动Ｊ。
１步进电机细分控制原理
１１步进电机工作原理．
四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、四拍、拍３种工作方式。图２是３种方双八式的控制波形图，四拍与双四拍的步距角相等，单但单四拍的转动力矩小。八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，拍工作方式既八可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。如果在不改变相数的情况下，能实现更加精确的还步距角度控制吗？这个就是步进电机细分控制理
Ａｃｏｄｉｇｔｈｅｓｅｍｏｏｃｏｔｐｉｇｄｓｃｎｒｌｐｎｉｌｐｔｆｒｒ／Ａｃｎｅｓｏｃｒｎｏｔｔｐｔｒｍｉｒｓｅｐｎｍｏｏｔｏｒｃｐｅ，ｕｏｗａｄｂｙＤｉｏｖｒｉｎｍｏｕｅｗｉｉｇｅｃｉｏｕｅｏｔｏｏａｈｅｅｔｃｏｔｐｉｇｄｓｃｎｒｌｍｅｈｄ，ｉｒｅｄｌｔｓｎｌ — ｈｐｃｍｐｔｒｃｎｒｌｔｃｉｖｈｅｍｉｒｓｅｐｎｍｏｏｔｏｔｏｈｎｏｄｒ
该理论对两相步进电机的控制，以实现ｌ可／
２１４１８、／、／ …… １２６的细分，是当细分数大于／５但
２步进电机细分控制的硬件结构设计
２１方案的确定．
１之后，４／电机的定位精度并不能获得提高，只是
使电动机的转动更加平稳。在控制对象是两相步进电机时，如果要进行细
输出的目的。
ＢＩｕｌｏｔＣＩｕｌｏｔＤＩｕｌｏｔ
考虑到细分控制的关键是各相电流的变化不再是０和最大值的交替变化，而是此消彼长Ｊ。同
ｐｏｕｔ，ｂｃｕｅｏｓｅｓｎｃｕａｅｃｎｒｌｏｏｄｐｒｏｍａｃｎａｅｎｗｄｌｐｌｄｒｄｃｓｅａｓｆｔａｙａｄａｃｒｔｏｔｆｇｏｅｆｒｎｅａｄｈｓｂｅｉｅｙａｐｉ．ｉｏｅ
ｔｍｐｏｅｔｅｃｎｒｌａｃｒｃｆｔｅｓｅｍｏｏｏｐｏｉｅａｆａｉｌｅｅｅｃｌｎｏｉｒｖｈｏｔｃｕａｙｏｔｐｔｒｔｒｖｄｅｓｂｅｒｆｒｎｅｐａ．ｏｈＫｅｒｓｔｐｔｒｙｗｏｄ：ｓｍｏｏ；ｍｉｒｓｅｐｎｍｏｏｔｌｉｇｅｃｉｏｕｅｅｃｏｔｐｉｇｄｓｃｎｒ；ｓｌ－ｈｐｃｍｐｔｒｏｎ
几
ｒ］ｒ＿
单四拍
ｂ双四拍．
图２步进电机工作时序波形图
Ｆｇ２Ｓｅｐｎｔｒｔｎｉｇａｏｏｋｉ１四相步进电机步进示意图
论想要解决的问题。
脉冲Ａ相几ｎｎＢ．＝－１相＿ｆ：』ｎ几ｒ１＿ｌｎｒ］厂］１ｎｎ几
］
ａ．
以图１四相反应式步进电机为例，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。
齿就和Ｃ、Ｄ相绕组磁极产生错齿，５号齿就和２、
Ｄ、Ａ相绕组磁极产生错齿。
使转子在４。５平衡，是因为Ａ这Ｂ相的电流大小一样大，生的合力正好在４。得平衡。那么，产５获如果改变ＡＢ相电流Ｉ小，它们在两相夹角范围大让内产生几个不同的平衡位置，就可以不用改变相数的情况下，两相的夹角间实现细分转动角的控在制Ｊ即图示的两相步进电机也能实现８拍的控，
第３０卷第２期２１０２年３月
贵州师范大学学报（自然科学版）
Ｊｕｎｌｆｕｚｏｏｍｎｅｓｙ（ａｒｃｎｅ）ｏｒａｏｉｕＮｒａＵｉｒｔＮｔａＳｉｃｓＧｈｌｖｉｕｌｅ
Ｖｏ．１３Ｏ．．Ｎｏ２Ｍａ０１ｒ２２
利用ＤＣ８２的双缓冲特性，各ＤＣ数模转换Ａ０３将Ａ
芯片的第一级锁存信号各自分配独立的地址线进
行连接，便单片机使能不同的地址线，各自需方将转换的数字量送入各ＤＣ芯片的第１级锁存器进Ａ行锁存。当４个ＤＣ８２要转换输出的数字量都Ａ０３装入以后，时使能连接在一起的第２级缓存信同号，到同时启动４个ＤＣ数模转换器同时转换达Ａ
制，以步进电机不仅用作角位移的控制，所同样也
足较高控制精度需求的驱动器。而步进电机的细
分控制就成为了这些改造和设计的最佳选择方案 ¨。
收稿日期：０ｌ０— ５２ｌ一１１
作者简介：郑
１６０
宇（９６一）男，１７，工学硕士，师，讲研究方向为：片机及嵌入式控制系统。单
制。
当开关ｓＣ接通电源，Ｂ、Ａ、Ｄ断开时，ＳＳＳ由于ｃ相绕组的磁力线和１４号齿之间磁力线的作用，、使转子转动，、１４号齿和ｃ相绕组的磁极对齐。而
０３号齿和Ａ、、Ｂ相绕组产生错齿，、２５号齿就和Ａ、Ｄ相绕组磁极产生错齿。依次类推，Ｂ、ＤＡ、Ｃ、
根据步进电机细分控制的原理，出了由ＤＡ转换模块配合单片机控制来实现细分控制的方法，提／为提高步进电
机的控制精度提供了一种可行的参考方案。关键词：步进电机；细分控制；单片机
文献标识码：Ｂ中图分类号：Ｍ０．Ｔ３１２
Ｒｅｅｒｈｏｈｅｍｉｒｓｅｐｉｍｏｆｓａｃｎｔｃｏｔｐｎｇｄｓｏｓｅｔｐｍｏｏｉｇｓｎｇｅｃｉｏｐｅｔｒｕｓｎｉｌ－ｈｐｃｍｕｔｒ
用。对于步进电机的控制要求，越来越多地出现也了精确控制及运行平滑的要求。这些都需要能满
于它是一种将电脉冲信号转化为角位移的执行机构。由于步进电机每个控制脉冲所运转的角度都是固定的，结合传动轮半径就能计算实现距离的控
开始时，关Ｓ开Ｂ接通电源，Ａ、Ｃ、Ｄ断开，ＳＳＳＢ相磁极和转子０３号齿对齐，、同时，子的１４号转、
动，每转动一步，４。８个脉冲电机转一周。其为５，
中，Ａ相和Ｂ相同时通电时，Ｂ相的合力刚好当Ａ
文章编号：０４５７（０２００００１０－５０２１）２— １６— ４
步进电机细分控制的单片机实现
郑宇
（贵州师范大学机械与电气工程学院，贵州贵阳５０１）５０４
摘要：步进电机是机电一体化执行元件的重要产品之一，由于其易于精确控制的良好性能而受到广泛的应用。
四相绕组轮流供电，转子会沿着Ａ、Ｃ、则Ｂ、Ｄ方向
ＡＡ—＋ＡＡ＋ＢＢ—＋ＢＢ—＋ＢＢ＋ＡＡ—＋ＡＡ—＋ＡＡ＋ＢＢ— ＢＢ— ｝ＢＢ＋ＡＡ
～一～一舢
Ｂ
图３步进电机细分原理图
Ｆｇ３Ｓｅｐｎｔｒｓｂｉｉｉｎｃｎｒｌｐｉｃｐｅｄａａｉ．ｔｐｉｇｍｏｏｕｄｖｓｏｔｒｎｉｌｉｇｍｏｏｒ