51單片機實現(xiàn)步進電機控制

摘要8051單片機控制步進電機進行簡單的轉(zhuǎn)速控制，包括啟停變換轉(zhuǎn)速控制等。利用利用DP-51PRO.NET單片機實驗箱以模擬電壓提供電機轉(zhuǎn)速設定值，使用并行模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809 進行電壓信號的采集和數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)換得到速度給定的數(shù)字量，通過單片機的P1 口控制步進電機的控制端，使其按一定的控制方式進行轉(zhuǎn)動。調(diào)節(jié)步進電機轉(zhuǎn)速，使其與給定值相當，最后，利用ZLG7290模塊驅(qū)動LED數(shù)碼管顯示速度設定值。通過這個單片機控制系統(tǒng)的設計來掌握A/D轉(zhuǎn)換的原理，了解步進電機的工作原理，掌握它的轉(zhuǎn)速控制方式和調(diào)速方法，并且掌握LED顯示原理和ZLG7290模塊的使用方法，用LED數(shù)碼管顯示模數(shù)轉(zhuǎn)換的結(jié)果，設計電路的硬件接線圖和實現(xiàn)上述要求的程序。最后實現(xiàn)通過改變模擬電壓就可以改變步進電機的轉(zhuǎn)速控制，并且在LED數(shù)碼管上顯示步進電機的轉(zhuǎn)速這一功能。關(guān)鍵詞：51單片機 調(diào)速 步進電機 LED顯示 緒論在進行51單片機的學習和實驗過程中曾利用51單片機對步進電機進行過簡單的控制，包括利用DP-51PRO.NET單片機試驗箱對步進電機進行轉(zhuǎn)角控制，方向控制等。即按照設定的轉(zhuǎn)動角度步進電機進行動作，來實現(xiàn)步進電機的實時控制，通過設定的方向來實現(xiàn)步進電機的方向反轉(zhuǎn)控制等，并利用利用ZLG7290模塊驅(qū)動LED數(shù)碼管顯示步進電機的設定值與步進電機實際所轉(zhuǎn)過過的角度，同時顯示步進電機的旋轉(zhuǎn)方向等。這次所進行的步進電機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)是對步進電機的另一種控制，即實現(xiàn)步進電機的轉(zhuǎn)速控制而不是單單的轉(zhuǎn)動角度控制，并且是通過模擬量輸入來時時的控制步進電機的轉(zhuǎn)速。并且通過數(shù)碼管來顯示出所設定的步進電機的轉(zhuǎn)速。第一章 系統(tǒng)程序及分析1.1對步進電機控制系統(tǒng)的設計要求進行設計，主程序程序如下：#include#includeVIIC_C51.h#includezlg7290.hsbit PA=P10;sbit PB=P11;sbit PC=P12;sbit PD=P13;sbit SDA=P17;sbit SCL=P16;sbit RST=P14;sbit KEY_INT=P15;unsigned char xdata *port;unsigned char count,count1=0,c3,n;/*ADC0809*/int1()interrupt 2count=*port;*port=0;/*/*延遲函數(shù)*/ delay(unsigned int t) unsigned int i; for(i=0;i=4)count1=0; /*主函數(shù)*/main() RST=0; delay(1); RST=1; delay(10); port=0x7ff8; EA=1; ET1=1; ET0=1; TMOD=0X11; TH1=-/256; TL1=-%256; TR1=1; EX1=1; IT1=1; *port=0; while(1) c0=count/100;c1=count%100/10;c2=count%10;for(n=0;n3;n+) ZLG7290_SendCmd(0x60+(2-n),cn);1.2程序分析： 程序的開頭包含了3個頭文件，第一個頭文件中對所有的特殊功能寄存器進行了SFR定義，只要引用了 就可以直接引用特殊功能寄存器名。第二個頭文件VIIC_C51.h是使用IIC總線所要求的頭文件，第三個頭文件zlg7290.h是使用zlg7290驅(qū)動模塊所要求的頭文件。 單片機使用的是12兆晶振，它的P1.0P1.3口是送出驅(qū)動步進電機的驅(qū)動信號，P1.4P1.7口是設置zlg7290驅(qū)動模塊所用到的端口。 函數(shù)int1()interrupt 2用到了外部中斷1功能是時時對模擬信號進行轉(zhuǎn)換，將模擬信號轉(zhuǎn)換成0255的數(shù)字信號。當轉(zhuǎn)換完成后進入該中斷函數(shù)將轉(zhuǎn)換結(jié)果送出。與單片機的接線圖如下所示：ALE2731D0D7Q0Q1Q2373G1INT1P08XX51RDWRCLKQALEEEEEEEEDQALEADDAADDBADDCSTARTEOCD0D7OECLKIN0IN7VREF+VREF-VCCGNDADC88P2.7+5V11 延遲函數(shù)delay(unsigned int t)利用定時器0進行單片機延時功能設計，實現(xiàn)tms的有參延時函數(shù)功能。脈沖函數(shù)time1()interrupt 3來實現(xiàn)驅(qū)動步進電機脈沖的發(fā)送工作。其中count是數(shù)模轉(zhuǎn)換后的0255的數(shù)字信號，需要將它轉(zhuǎn)換成驅(qū)動步進電機的脈沖發(fā)送頻率，即定時器的定時時間，從而滿足步進電機的轉(zhuǎn)速與所設定的轉(zhuǎn)速相等。DP-51PRO.NET單片機試驗箱的步進電機按照雙四拍：ABBCCDDAAB控制，步進電機步距角18度，即18度/步，根據(jù)步進電機的結(jié)構(gòu)特點及原理有步進電機的轉(zhuǎn)速公式為：，其中為步進電機的步距角，為電脈沖的頻率。（ 其中設定轉(zhuǎn)速值 count=n，=18），從而有電脈沖的發(fā)送頻率為= ，脈沖函數(shù)定時器的定時時間為 由于單片機采用12兆晶振，故定時器需要記個脈沖。即TH1=-3*/(256*count)， TL1=-3*%(256*count);主函數(shù)main()里進行了一些初始的設置，在while循環(huán)里設置了顯示程序，時時的顯示步進電機的轉(zhuǎn)速。第二章 設計時出現(xiàn)的問題及解決方案2.1 步進電機不能轉(zhuǎn)動 開始調(diào)試時發(fā)現(xiàn)程序運行時步進電機不能夠轉(zhuǎn)動，考慮到可能是脈沖沒有發(fā)送出來，最后檢查了一下脈沖發(fā)送函數(shù)，是脈沖發(fā)送循環(huán)不正確，錯誤的if語句導致脈沖循環(huán)不正確，錯誤的if語句是：if（count1=3)count1=0;，導致最后一個脈沖始終沒有。最后改成if(count1=4)count1=0;，實現(xiàn)了正確的脈沖發(fā)送順序，步進電機順利的旋轉(zhuǎn)起來了。2.2步進電機的轉(zhuǎn)速不能正常停止 經(jīng)過初步的調(diào)試，步進電機已經(jīng)能夠按照模擬量的控制來實現(xiàn)步進電機的轉(zhuǎn)速的控制，并且能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)速在數(shù)碼管的時時顯示轉(zhuǎn)速，但是當給定步進電機的模擬量的給定值為0時步進電機不能夠停止，還有微量的轉(zhuǎn)速，經(jīng)過解決發(fā)現(xiàn)是由于定時器TH1=-3*/(256*count)， TL1=-3*%(256*count);有誤差，這是由單片機的位數(shù)決定的，計算結(jié)果是有一定誤差的。為解決步進電機停止問題在脈沖發(fā)送函數(shù)中做了如下修改： 具體的脈沖發(fā)送函數(shù)如下： time1()interrupt 3if(count=0X00) count1=4; TH1=-3*/(256*count); TL1=-3*%(256*count); switch(count1) case 0:PA=1;PB=1;PC=0;PD=0;break; case 1:PA=0;PB=1;PC=1;PD=0;break; case 2:PA=0;PB=0;PC=1;PD=1;break; case 3:PA=1;PB=0;PC=0;PD=1;break; default:PA=0;PB=0;PC=0;PD=0; count1+; if(count1=4)count1=0;修改部分為： 在函數(shù)