摘要：步進(jìn)電動機(jī)由于用其組成的開環(huán)系統(tǒng)既簡單、廉價，又非?？尚?，因此在打印機(jī)等辦公自動化設(shè)備以及各種控制裝置等眾多領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用。本文應(yīng)用單片機(jī)對步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制，從硬件和軟件設(shè)計論述其實(shí)現(xiàn)方式，實(shí)現(xiàn)了步進(jìn)電機(jī)的智能化，有一定的實(shí)用價值。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；步進(jìn)電機(jī)；驅(qū)動方式

中圖分類號：TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9599（2012）24-0174-02

1 引言

步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個脈沖信號，電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個步距角。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無累積誤差等特點(diǎn)。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來控制變的非常的簡單。

2 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動方式

由三相步進(jìn)電機(jī)工作原理可知，這類步進(jìn)電機(jī)通常有3種通電工作方式：

假設(shè)按以上順序通電，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，則按相反方向通電，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)。用單片機(jī)的P1.0，P1.1，P1.2分別控制步進(jìn)電機(jī)的A，B，C相繞組，由控制方式來找出控制模型。

3 硬件設(shè)計

本系統(tǒng)采用外部中斷方式，采用的晶振為12MHz。p0口作為信號的輸入部分，p1口為發(fā)光二極管顯示部分，p2口作為電機(jī)的驅(qū)動部分。單片機(jī)的P2.0、P2.1、P2.2分別連接驅(qū)動器輸入端，驅(qū)動器輸出端分別接步進(jìn)電機(jī)的ABC三相。利用LM7812和LM7805芯片得到12V和5V的電壓。片機(jī)的P0口來控制信號的輸入，所以把按鍵開關(guān)和P0口連接起來，當(dāng)按下開關(guān)S1時，相當(dāng)于給P0.0口一個低電平；當(dāng)按下開關(guān)S2時，相當(dāng)于給P0.1口一個低電平；當(dāng)按下開關(guān)S3時，相當(dāng)于給P0.2口一個低電平；當(dāng)按下開關(guān)S4時，相當(dāng)于給P0.3口一個低電平；當(dāng)按下開關(guān)S5時，相當(dāng)于給P0.4口一個低電平。然后通過單片機(jī)實(shí)行相應(yīng)的操作。選用ULN2004芯片來驅(qū)動的，ULN2004系列是一款高耐壓，大電流達(dá)林頓管驅(qū)動器。狀態(tài)指示用P1口控制發(fā)光二極管的顯示，如果相應(yīng)端口是低電平，相應(yīng)的發(fā)光二極管就會亮，用它來表示步進(jìn)電機(jī)所處的狀態(tài)。

4 軟件設(shè)計

由步進(jìn)電機(jī)工作原理可知，步進(jìn)電機(jī)控制程序的設(shè)計主要包括：（1）判斷旋轉(zhuǎn)方向；（2）順序送出控制脈沖；（3）脈沖是否送完；（4）恒速還是變速；（5）變速時要判斷是升速還是降速等。

下面主要介紹恒速系統(tǒng)控制程序設(shè)計。轉(zhuǎn)向標(biāo)志存放在程序狀態(tài)寄存器用戶標(biāo)志位F1（D5H）中，當(dāng)F1為“0”時，步進(jìn)機(jī)正轉(zhuǎn)，反之步進(jìn)機(jī)反轉(zhuǎn)。步進(jìn)機(jī)要走的步數(shù)放在R4中，以三相六拍工作方式為例，正轉(zhuǎn)控制字及單元分配表見表1所示，反轉(zhuǎn)控制字及單元分配見表2所示。

表1 正轉(zhuǎn)模型單元分配表

內(nèi)存字節(jié)地址20H21H22H23H24H25H26H

控制模型數(shù)據(jù)01H03H02H06H04H05H00H

表2 反轉(zhuǎn)模型單元分配表

內(nèi)存字節(jié)地址27H28H29H2AH2BH2CH2DH

控制模型數(shù)據(jù)01H05H04H06H02H03H00H

步進(jìn)電機(jī)的工作頻率（轉(zhuǎn)速）由送至步進(jìn)機(jī)三相繞組的脈沖頻率決定。在此設(shè)計脈沖序列產(chǎn)生由定時器T0中斷來產(chǎn)生，故調(diào)整定時器T0的定時時間即可調(diào)節(jié)步進(jìn)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

程序清單如下：

主程序：

ORG 0000H

MOV R4，#N； 設(shè)步長計數(shù)器。

CLR C

ORL C，0D5H； 轉(zhuǎn)向標(biāo)志為1則轉(zhuǎn)。

JC ROTE；C=1，轉(zhuǎn)ROTE。

MOV R0，#20H； 正轉(zhuǎn)模型首址送R0。

AJMP PH

ROTE：MOV R0，#27H；反轉(zhuǎn)模型首址送R0。

PH：MOV TMOD，#01H；T0定時器工作方式1。

MOV TL0，#XL； T0賦初值。

MOV TH0，#XH

SETB TR0；啟動T0。

SETB ET0；允許T0中斷。

SETB EA； CPU開中斷。

LOOP：MOV A，R4；等待中斷。

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