單片機控制四相步進電機詳細(xì))

1、51單片機控制四相步進電機接觸單片機快兩年了，不過只是非常業(yè)余的興趣，實踐卻不多，到現(xiàn)在還算是個初學(xué)者吧。這幾天給自己的任務(wù)就是搞定步進電機的單片機控制。以前曾看過有關(guān)步進電機原理和控制的資料，畢竟自己沒有做過，對其具體原理還不是很清楚。今天從淘寶網(wǎng)買了一個EPSON的UMX-1型步進電機，此步進電機為雙極性四相，接線共有六根，外形如下圖所示：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

2、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。如果用單片機來控制此步進電機，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：制作的實物圖如下：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)   co

3、unt = 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

4、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; 

5、; 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;  dowhile(count<endcount);將上面的程序編譯，用ISP下載線下載至單片機運行，

6、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 =

7、 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;          

8、0; /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+;

9、void delay(unsigned int endcount)  count=0;  dowhile(count<endcount);void gorun(bit turn,unsigned int speedlevel)  switch(step_index)    case 0:    P1_0 = 1;    P1_1 = 0;    P1_2 = 0;    P1_3 = 0;  

10、0; break;  case 1:    P1_0 = 1;    P1_1 = 1;    P1_2 = 0;    P1_3 = 0;    break;  case 2:    P1_0 = 0;    P1_1 = 1;    P1_2 = 0;    P1_3 = 0;  &#

11、160; break;  case 3:    P1_0 = 0;    P1_1 = 1;    P1_2 = 1;    P1_3 = 0;    break;  case 4:    P1_0 = 0;    P1_1 = 0;    P1_2 = 1;    P1_3 = 0;  

12、  break;  case 5:    P1_0 = 0;    P1_1 = 0;    P1_2 = 1;    P1_3 = 1;    break;  case 6:    P1_0 = 0;    P1_1 = 0;    P1_2 = 0;    P1_3 = 1; 

13、0;  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)      s

14、tep_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

15、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07static bit turn;  /步進電機轉(zhuǎn)動方向static bit stop_flag;  /步進電機停止標(biāo)志static int s

16、peedlevel; /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

17、 = 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 = 0

18、xFE;  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;

19、    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)   &

20、#160;  spcount = speedlevel;    gorun();  void delay(unsigned int endcount)  count=0;  dowhile(count<endcount);void gorun()  if (stop_flag=1)      P1_0 = 0;    P1_1 = 0;    P1_2 = 0;    P1_3 =

21、 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;

22、60;   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

23、_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; 

24、;   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)&#