工程科技51单片机控制四相步进电机毕业设计资料.docx

工程科技51单片机控制四相步进电机毕业设计资料.docx

《工程科技51单片机控制四相步进电机毕业设计资料.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程科技51单片机控制四相步进电机毕业设计资料.docx（25页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

工程科技51单片机控制四相步进电机毕业设计资料

51单片机控制四相步进电机

　　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：

　　制作的实物图如下：

　　C51程序代码为：

代码一

#include

staticunsignedintcount;

staticunsignedintendcount;

voiddelay（）;

voidmain（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（）;

 gotostartrun;

}

//定时器0中断处理voidtimeint（void）interrupt1

{

 TH0=0xFC;

 TL0=0x18;//设定时每隔1ms中断一次

 count++;

}

voiddelay（）

{

 endcount=2;

 count=0;

 do{}while（count

}

　　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。

所以，我将程序代码改进了一下，如下：

代码二

#include

staticunsignedintcount;

staticintstep_index;

voiddelay（unsignedintendcount）;

voidgorun（bitturn,unsignedintspeedlevel）;

voidmain（void）

{

 count=0;

 step_index=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=0xFE;

 TL0=0x0C; //设定时每隔0.5ms中断一次 

 TR0=1;        //开始计数

 do{

   gorun（1,60）;

 }while

（1）;

}

//定时器0中断处理voidtimeint（void）interrupt1

{

 TH0=0xFE;

 TL0=0x0C;//设定时每隔0.5ms中断一次

 count++;

}

voiddelay（unsignedintendcount）

{

 count=0;

 do{}while（count

}

voidgorun（bitturn,unsignedintspeedlevel）

{

 switch（step_index）

 {

 case0:

   P1_0=1;

   P1_1=0;

   P1_2=0;

   P1_3=0;

   break;

 case1:

   P1_0=1;

   P1_1=1;

   P1_2=0;

   P1_3=0;

   break;

 case2:

   P1_0=0;

   P1_1=1;

   P1_2=0;

   P1_3=0;

   break;

 case3:

   P1_0=0;

   P1_1=1;

   P1_2=1;

   P1_3=0;

   break;

 case4:

   P1_0=0;

   P1_1=0;

   P1_2=1;

   P1_3=0;

   break;

 case5:

   P1_0=0;

   P1_1=0;

   P1_2=1;

   P1_3=1;

   break;

 case6:

   P1_0=0;

   P1_1=0;

   P1_2=0;

   P1_3=1;

   break;

 case7:

   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;

 }

}

　　改进的代码能实现速度和方向的控制，而且，通过step_index静态全局变量能“记住”步进电机的步进位置，下次调用gorun（）函数时则可直接从上次步进位置继续转动，从而实现精确步进；另外，由于利用了步进电机内线圈之间的“中间状态”，步进角度减小了一半，只为9度，低速运转也相对稳定一些了。

　　但是，在代码二中，步进电机的运转控制是在主函数中，如果程序还需执行其它任务，则有可能使步进电机的运转收到影响，另外还有其它方面的不便，总之不是很完美的控制。

所以我又将代码再次改进：

代码三

#include

staticunsignedintcount; //计数

staticintstep_index; //步进索引数，值为0－7

staticbitturn; //步进电机转动方向

staticbitstop_flag; //步进电机停止标志

staticintspeedlevel;//步进电机转速参数，数值越大速度越慢，最小值为1，速度最快

staticintspcount;   //步进电机转速参数计数

voiddelay（unsignedintendcount）; //延时函数，延时为endcount*0.5毫秒voidgorun（）;         //步进电机控制步进函数

voidmain（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=0xFE;

 TL0=0x0C;  //设定时每隔0.5ms中断一次

 TR0=1;        //开始计数

 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）;

}

//定时器0中断处理

voidtimeint（void）interrupt1

{

 TH0=0xFE;

 TL0=0x0C;//设定时每隔0.5ms中断一次

 count++;

 spcount--;

 if（spcount<=0）

 {

   spcount=speedlevel;

   gorun（）;

 }

}

voiddelay（unsignedintendcount）

{

 count=0;

 do{}while（count

}

voidgorun（）

{

 if（stop_flag==1）

 {

   P1_0=0;

   P1_1=0;

   P1_2=0;

   P1_3=0;

   return;

 }

 switch（step_index）

 {

 case0:

//0

   P1_0=1;

   P1_1=0;

   P1_2=0;

   P1_3=0;

   break;

 case1:

//0、1

   P1_0=1;

   P1_1=1;

   P1_2=0;

   P1_3=0;

   break;

 case2:

//1

   P1_0=0;

   P1_1=1;

   P1_2=0;

   P1_3=0;

   break;

 case3:

//1、2

   P1_0=0;

   P1_1=1;

   P1_2=1;

   P1_3=0;

   break;

 case4:

 //2

   P1_0=0;

   P1_1=0;

   P1_2=