片机综合学习步进电机控制

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1、51单片机综合学习--步进电机控制篇2008-05-0923:34    先看一下我们将要使用的51单片机综合学习系统能完成哪些实验与产品开发工作：分别有流水灯，数码管显示，液晶显示，按键开关，蜂鸣器奏乐，继电器控制，IIC总线，SPI总线，PS/2实验，AD模数转换，光耦实验，串口通信，红外线遥控，无线遥控，温度传感，步进电机控制等等。    上图是我们将要使用的51单片机综合学习系统硬件平台，本期实验我们用到了综合系统主机、步进电机，综合系统其它功能模块原理与使用详见前几期《电子制作》杂志及后期连载教程介绍。    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

2、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，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(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。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。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差(精度为100%)的特点，广泛应用于各种开环控制。步进电机分类与结构    现在比较常用的步进电机分为三种：反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（

3、PM）、混合式步进电机（HB）。本章节以反应式步进电机为例，介绍其基本原理与应用方法。反应式步进电机可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。常用小型步进电机的实物如图1所示。图1步进电机实物图图2步进电机内部图步进电机现场应用驱动电路    综合系统使用的是小型步进电机，对电压和电流要求不是很高，为了说明应用原理，故采用最简单的驱动电路，目的在于验证步进电机的使用，在正式工业控制中还需在此基础上改进。一般的驱动电路可以用图3的形式。图3一般驱动电路    在实际应用中一般驱动路数不止一

4、路，用上图的分立电路体积大，很多场合用现成的集成电路作为多路驱动。常用的小型步进电机驱动电路可以用ULN2003或ULN2803。本书配套实验板上用的是ULN2003。ULN2003是高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品，具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点，适应于各类要求高速大功率驱动的系统。ULN2003A由7组达林顿晶体管阵列和相应的电阻网络以及钳位二极管网络构成，具有同时驱动7组负载的能力，为单片双极型大功率高速集成电路。ULN2003内部结构及等效电路图如图4：图4ULN2003内部框图及等效电路图    ULN2003A型高压大电流达林顿

5、晶体管阵列电路的典型应用电路框图如图5所示。钳位二极管用于保护线圈通断时的反电动势击穿集成电路，可以看出，该电路的应用非常简单。图5典型应用图步进电机的程序设计实现功能：开发板上电时电机正转，按住51单片机综合学习系统上的按键SW20（P14）时反转。图6步进电机实验演示图电机正反转的环形脉冲分配表如下：步数P00P01P02P03AB/A/B11100201103001141001表1：正转环形脉冲分配表步数P00P01P02P03AB/A/B11100210013001140110表2：反转环形脉冲分配表硬件原理图图7硬件原理图程序流程图图8软件流程图软件代码/**

6、*************************************************************************//*杭州晶控电子有限公司*//*http://www.hificat.com*//*步进电机演示程序*//*目标器件：AT89S51*//*晶振:11.0592MHZ*//*编译环境：Keil7.50A*//***************************************************************************//*********************************

7、包含头文件********************************/#include/*********************************端口定义**********************************/sbitkey=P1^4;/****************************************************************************函数功能:延时子程序入口参数:出口参数:**********************************