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1、单片机控制步进电机的原理 本资料详细介绍邓步进电机的工作原理以及单片机控制步进电机的特点。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、永磁式步进电机和混合式步进电机。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。它具有高精度的定位、位置及速度控 制、具定位保持力、动作灵敏、开回路控制不必依赖传感器定位、中低速时具备高转矩、高 信赖性、小型、高功率等特征，使其具有广泛的应用。一、步进电机的工
2、作原理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，它的 的驱动电路根据控制信号工作，控制信号由单片机产生。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，控制换相顺序，即通电控制脉冲必须 严格按照一定顺序分别控制各相的通断。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。控制步进电机的转向，即给定工作方式正序换相通电，步进电机正转，若 按反序通电换相，则电机就反转。控制步进电机的速度，即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。同 时通过控制脉冲频率来控
3、制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。二、设计方案本设计采用51单片机AT89C51 （晶振频率为12MHZ）对四相六线制步进电机（内阻33 欧，步进1.8度，额定电压12V）进行控制。通过I/O 口输出的具有时序的方波作为步进电 机的控制信号，信号经过芯片 ULN2003 驱动步进电机。 ULN2003 是高耐压、大电流达林顿陈 列，由七个硅NPN达林顿管组成。ULN2003的每一对达林顿都串联一个2.7K的基极电阻， 在5V的工作电压下它能与TTL和CMOS电路直接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓 冲器来处理的数据。ULN2003工作电压高，工作电流大，灌电流可达500mA，并
4、且能够在关 态时承受50V的电压，输出还可以在高负载电流并行运行。通过ULN2003构成步进电机的 驱动电路，电路图如图1所示。51的25-28 口接ULN2003的1-4输入端。另外，用键盘来 对电机的状态进行控制，并用数码管显示电机的转速，采用74LS164作为2位单个数码管的 显示驱动。74LS164带锁存，使用串行接法可以节约I/O 口资源。其电路图如图2所示。通 过51的TXD和RXD 口对CLK和DATA发送数据。19 I 甌i.p.lKQtljf-pillw-r -LL cne guZi Cu COiu評 “ LLrra-；*5IS達-*-J Z1argi1pIg営 H 1* F且-nm i4图 2 显示电路图三、预期目标将图1图 2连接起来，使之实现：按下启动键，电机旋转，按下加1键，速度增加，按 下减 1 键，速度降低，最高速度为 100 转/分，最低速度为 25 转/分，按下停止键，电机停 转。速度值在数码管上显示出来。综合以上选取的方案，总的流程如图3 所示。单片机图 3 系统电路流程图结束语设计的步进电机基本能实现预期目标，经过调试和修改，但还是存在问题，比如按开关 的时候会出现不稳定情况，转速有时比较乱，显示有时也有些不理想，后面的工作就是在软 件和硬件等方面进行修改，以完全达到预期目标。
