在這里介紹一下用51單片機驅(qū)動步進電機的方法。
這款步進電機的驅(qū)動電壓12V，步進角為 7.5度 . 一圈 360 度 , 需要 48 個脈沖完成!!!
該步進電機有6根引線，排列次序如下：1:紅色、2:紅色、3:橙色、4:棕色、5:黃色、6:黑色。
采用51驅(qū)動ULN2003的方法進行驅(qū)動。
ULN2003的驅(qū)動直接用單片機系統(tǒng)的5V電壓，可能力矩不是很大，大家可自行加大驅(qū)動電壓到12V。
;******************************************************************************
;************************* 步進電機的驅(qū)動*************************************** ; DESIGN BY BENLADN911 FOSC = 12MHz 2005.05.19
;---------------------------------------------------------------------------------
; 步進電機的驅(qū)動信號必須為 脈沖信號!!! 轉(zhuǎn)動的速度和脈沖的頻率成正比!!!
; 本步進電機步進角為 7.5度 . 一圈 360 度 , 需要 48 個脈沖完成!!!
;---------------------------------------------------------------------------------
; A組線圈對應(yīng) P2.4
; B組線圈對應(yīng) P2.5
; C組線圈對應(yīng) P2.6
; D組線圈對應(yīng) P2.7
; 正轉(zhuǎn)次序: AB組--BC組--CD組--DA組 (即一個脈沖,正轉(zhuǎn) 7.5 度)
;----------------------------------------------------------------------------------
;----------------------------正轉(zhuǎn)-------------------------- ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H
MAIN:
MOV R3,#144 正轉(zhuǎn) 3 圈共 144 脈沖 START: MOV R0,#00H START1: MOV P2,#00H MOV A,R0
MOV DPTR,#TABLE MOVC A,@A+DPTR
JZ START 對 A 的判斷,當 A = 0 時則轉(zhuǎn)到 START MOV P2,A
LCALL DELAY INC R0
DJNZ R3,START1
MOV P2,#00H LCALL DELAY1
;-----------------------------反轉(zhuǎn)------------------------
MOV R3,#144 反轉(zhuǎn)一圈共 144 個脈沖 START2:
MOV P2,#00H MOV R0,#05 START3: MOV A,R0
MOV DPTR,#TABLE MOVC A,@A+DPTR JZ START2 MOV P2,A CALL DELAY INC R0
DJNZ R3,START3 MOV P2,#00H
LCALL DELAY1 LJMP MAIN
DELAY: MOV R7,#40 步進電機的轉(zhuǎn)速 M3: MOV R6,#248 DJNZ R6,$ DJNZ R7,M3
RET
DELAY1: MOV R4,#20 2S 延時子程序 DEL2: MOV R3,#200 DEL3: MOV R2,#250 DJNZ R2,$ DJNZ R3,DEL3 DJNZ R4,DEL2 RET TABLE:
DB 30H,60H,0C0H,90H 正轉(zhuǎn)表 DB 00 正轉(zhuǎn)結(jié)束
DB 30H,90H,0C0H,60H 反轉(zhuǎn)表 DB 00 反轉(zhuǎn)結(jié)束 END
51單片機控制四相步進電機
拿 到步進電機，根據(jù)以前看書對四相步進電機的了解，我對它進行了初步的測試，就是將5伏電源的正端接上最邊上兩根褐色的線，然后用5伏電源的地線分別和另外 四根線（紅、蘭、白、橙）依次接觸，發(fā)現(xiàn)每接觸一下，步進電機便轉(zhuǎn)動一個角度，來回五次，電機剛好轉(zhuǎn)一圈，說明此步進電機的步進角度為 360/(4×5)＝18度。地線與四線接觸的順序相反，電機的轉(zhuǎn)向也相反。
此步進電機，則只需分別依次給四線一定時間的脈沖電流，電機便可連續(xù)轉(zhuǎn)動起來。
通過改變脈沖電流的時間間隔，就可以實現(xiàn)對轉(zhuǎn)速的控制；通過改變給四線脈沖電流的順序，則可實現(xiàn)對轉(zhuǎn)向的控制。所以，設(shè)計了如下電路圖：
C51程序代碼為： 代碼一
#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; //允許CPU中斷
TMOD = 0x11; //設(shè)定時器0和1為16位模式1
ET0 = 1; //定時器0中斷允許 TH0 = 0xFC;
TL0 = 0x18; //設(shè)定時每隔1ms中斷一次 TR0 = 1; //開始計數(shù) 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; }
//定時器0中斷處理
void timeint(void) interrupt 1 {
TH0=0xFC;
TL0=0x18; //設(shè)定時每隔1ms中斷一次 count++; }
void delay()
{
endcount=2; count=0;
do{}while(count<endcount); }
將上面的程序編譯，用ISP下載線下載至單片機運行，步進電機便轉(zhuǎn)動起來了，初步告捷！
不過，上面的程序還只是實現(xiàn)了步進電機的初步控制，速度和方向的控制還不夠靈活，另外，由于沒有利用步進電機內(nèi)線圈之間的“中間狀態(tài)”，步進電機的步進角度為18度。所以，我將程序代碼改進了一下，如下：
代碼二
#include <AT89X51.h> static unsigned int count;
static int step_index;
void delay(unsigned int endcount);
void gorun(bit turn, unsigned int speedlevel); void main(void) {
count = 0;
step_index = 0; P1_0 = 0; P1_1 = 0; P1_2 = 0; P1_3 = 0;
EA = 1; //允許CPU中斷
TMOD = 0x11; //設(shè)定時器0和1為16位模式1
ET0 = 1; //定時器0中斷允許
TH0 = 0xFE;
TL0 = 0x0C; //設(shè)定時每隔0.5ms中斷一次 TR0 = 1; //開始計數(shù) do{
gorun(1,60); }while(1);
}
//定時器0中斷處理
void timeint(void) interrupt 1 {
TH0=0xFE;
TL0=0x0C; //設(shè)定時每隔0.5ms中斷一次 count++; }
P1_3 = 1; break; case 6:
P1_0 = 0; P1_1 = 0; P1_2 = 0; P1_3 = 1; break; case 7: P1_0 = 1; P1_1 = 0; P1_2 = 0; P1_3 = 1; }
delay(speedlevel); if (turn==0) {
step_index++; if (step_index>7) step_index=0; }
else {
step_index--; if (step_index<0) step_index=7; }
}
改進的代碼能實現(xiàn)速度和方向的控制，而且，通過step_index靜態(tài)全局變量能“記住”步進電機的步進位置，下次調(diào)用 gorun（）函數(shù)時則可直接從上次步進位置繼續(xù)轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)精確步進；另外，由于利用了步進電機內(nèi)線圈之間的“中間狀態(tài)”，步進角度減小了一半，只為 9度，低速運轉(zhuǎn)也相對穩(wěn)定一些了。
但是，在代碼二中，步進電機的運轉(zhuǎn)控制是在主函數(shù)中，如果程序還需執(zhí)行其它任務(wù)，則有可能使步進電機的運轉(zhuǎn)收到影響，另外還有其它方面的不便，總之不是很完美的控制。所以我又將代碼再次改進：
代碼三
#include <AT89X51.h>
static unsigned int count; //計數(shù)
static int step_index; //步進索引數(shù)，值為0－7 static bit turn; //步進電機轉(zhuǎn)動方向
static bit stop_flag; //步進電機停止標志
static int speedlevel; //步進電機轉(zhuǎn)速參數(shù)，數(shù)值越大速度越慢，最小值為1，速度最快 static int spcount; //步進電機轉(zhuǎn)速參數(shù)計數(shù)
void delay(unsigned int endcount); //延時函數(shù)，延時為endcount*0.5毫秒 void gorun(); //步進電機控制步進函數(shù) 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; //允許CPU中斷
TMOD = 0x11; //設(shè)定時器0和1為16位模式1
ET0 = 1; //定時器0中斷允許 TH0 = 0xFE;
TL0 = 0x0C; //設(shè)定時每隔0.5ms中斷一次 TR0 = 1; //開始計數(shù) 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); }
//定時器0中斷處理
void timeint(void) interrupt 1 {
TH0=0xFE;
TL0=0x0C; //設(shè)定時每隔0.5ms中斷一次 count++; spcount--; if(spcount<=0)
{
spcount = speedlevel; gorun(); } }
void delay(unsigned int endcount) {
count=0;
do{}while(count<endcount); }
void gorun()
{ if (stop_flag==1) {
P1_0 = 0; P1_1 = 0; P1_2 = 0; P1_3 = 0; return;
}
switch(step_index) {
case 0: //0 P1_0 = 1; P1_1 = 0; P1_2 = 0; P1_3 = 0; break;
case 1: //0、1 P1_0 = 1; P1_1 = 1; P1_2 = 0; P1_3 = 0; break; case 2: //1 P1_0 = 0; P1_1 = 1; P1_2 = 0; P1_3 = 0; break;
case 3: //1、2 P1_0 = 0;
P1_1 = 1; P1_2 = 1; P1_3 = 0; break; case 4: //2 P1_0 = 0; P1_1 = 0; P1_2 = 1; P1_3 = 0; break;
case 5: //2、3 P1_0 = 0; P1_1 = 0; P1_2 = 1; P1_3 = 1; break; case 6: //3 P1_0 = 0; P1_1 = 0; P1_2 = 0; P1_3 = 1; break;
case 7: //3、0 P1_0 = 1; P1_1 = 0; P1_2 = 0; P1_3 = 1; }
if (turn==0) {
step_index++; if (step_index>7) step_index=0; } else {
step_index--; if (step_index<0) step_index=7; }
}
在代碼三中，我將步進電機的運轉(zhuǎn)控制放在時間中斷函數(shù)之中，這樣主函數(shù)就能很方便的加入其它任務(wù)的執(zhí)行，而對步進電機的運轉(zhuǎn)不產(chǎn)生影響。在此代碼中，不但實現(xiàn)了步進電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的控制，另外還加了一個停止的功能，呵呵，這肯定是需要的。
步進電機從靜止到高速轉(zhuǎn)動需要一個加速的過程，否則電機很容易被“卡住”，代碼一、二實現(xiàn)加速不是很方便，而在代碼三中，加速則很容易了。在此代碼中，當 轉(zhuǎn)速參數(shù)speedlevel 為2時，可以算出，此時步進電機的轉(zhuǎn)速為1500RPM，而當轉(zhuǎn)速參數(shù)speedlevel 1時，轉(zhuǎn)速為3000RPM。當步進電機停止，如果直接將speedlevel 設(shè)為1，此時步進電機將被“卡住”，而如果先把speedlevel 設(shè)為2，讓電機以1500RPM的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)起來，幾秒種后，再把speedlevel 設(shè)為1，此時電機就能以3000RPM的轉(zhuǎn)速高速轉(zhuǎn)動，這就是“加速”的效果。
在此電路中，考慮到電流的緣故，我用的NPN三極管是S8050，它的電流最大可達1500mA，而在實際運轉(zhuǎn)中，我用萬用表測了一下，當轉(zhuǎn)速為 1500RPM時，步進電機的電流只有90mA左右，電機發(fā)熱量較小，當轉(zhuǎn)速為60RPM時，步進電機的電流為200mA左右，電機發(fā)熱量較大，所以 NPN三極管也可以選用9013，對于電機發(fā)熱量大的問題，可加一個10歐到20歐的限流電阻，不過這樣步進電機的功率將會變小。