1.设计要求
利用单片机实现对步进电机的控制，编写程序，用四路 I/O 口实现环形脉冲的分配，控制步进电机按固定方向连续转动。同时，要求按下“Positive（正转）”按键时，控制步进电机正转；按下“Negitive（反转）” 按键时，控制步进电机反转；按下“加速”按键时，控制步进电机加速；按下“减速” 按键时，控制步进电机减速。4位数码管，左边两位显示正反转，正转显示“11”，反转显示“00”，右边两位显示转速档次，步进电机的转速1~30档在右边两位数码管上显示。
1.设计意义：（项目应用领域及意义）
步进电机是一种受脉冲信号控制，并且能将脉冲信号转化为相应的角位移或者线位移的数字电动机。由于电源每次输入电脉冲给该电机，该电机就会前进一小步，转动的方式是步进式的，所以步进电机，由于电源输入的是脉冲式的电压，因此也被称为脉冲电动机。
在步进电机驱动范围内，其输出的角位移或线位移与输入的脉冲个数成正比，不因电源电压、负载变化和环境条件等的变化而变化。所以其输出的角速度或线速度也与输入的脉冲频率成正比，通过改变输入脉冲频率的高低就可以调节步进电机的转速，并能控制步进电机的快速启动，暂停，正反转和加减速等。
由于步进电机具有步距误差不积累，运行可靠，结构简单，成本低等特点，因此被广泛运用于计算机外围电路，自动化控制装置以及其他数字控制装置中，如打印机、钟表、数模转换设备中。
2.工作原理
①步进电机采用脉冲信号进行控制，每输入一次脉冲，就使步进电动机向前推进一步。
②步进电动机的转动步距角，是以电动机的结构为基准，按一定比例的比例来实现的。
③在实践中，电动机的转动步距角会有细微的差异，这是因为电动机的结构固定有问题，并且不会累积到总极数越多，对加工精度的要求也就越高。一般情况下，工业用混合步进电动机的步距角为1.8°，即200个极点。（相当于同步）
3.已实现的功能说明
按下51单片机中的k2键，步进电机会进行对应的加速，数码管的后两位会显示对应的0~30的速度值；按下51单片机中的k3键，步进电机会进行对应的减速，数码管的后两位会显示对应的0-30的速度值；按下51单片机中的k3键，步进电机会进行对应的进行反转，此时数码管前两位会对应的显示“00”；按下51单片机中的k5键，步进电机会进行对应的正转，此时数码管前两位会对应的显示“11”。
一、设计方案 `
1.系统框图：
2. 系统总电路
- 系统PCB图（可选）：
首先绘制原理图：完成原理图后，需要用 ERC工具查错，直到没有原则性错误。其次设计组件封装：需要自己设计并建立新的组件封装库。最终设计 PCB 板：先画好 PCB 板的轮廓，确定工艺要求，接着把原理图传到PCB里，接着在网络表中布局和布线。
#include <reg52.h>
#define dula P0
sbit wei1=P2^4;
sbit wei2=P2^5;
sbit wei3=P2^6;
sbit wei4=P2^7;
unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,
0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};
unsigned char code FFW[8]={0xfe,0xfc,0xfd,0xf9,0xfb,0xf3,0xf7,0xf6};
unsigned char code FFZ[8]={0xf6,0xf7,0xf3,0xfb,0xf9,0xfd,0xfc,0xfe};
sbit A1=P1^0;
sbit B1=P1^1;
sbit C1=P1^2;
sbit D1=P1^3;
sbit k1 = P3^4;
sbit k2 = P3^5;
sbit k3 = P3^6;
sbit k4 = P3^7;
#define Coil_CD1 {A1=1;B1=1;C1=0;D1=0;}
#define Coil_AD1 {A1=0;B1=1;C1=1;D1=0;}
#define Coil_AB1 {A1=0;B1=0;C1=1;D1=1;}
#define Coil_BC1 {A1=1;B1=0;C1=0;D1=1;}
#define Coil_A1 {A1=0;B1=1;C1=1;D1=1;}
#define Coil_B1 {A1=1;B1=0;C1=1;D1=1;}
#define Coil_C1 {A1=1;B1=1;C1=0;D1=1;}
#define Coil_D1 {A1=1;B1=1;C1=1;D1=0;}
#define Coil_OFF {A1=1;B1=1;C1=1;D1=1;}
float Speed=1;
bit StopFlag;
void Display(unsigned char num);
void Init_Timer0(void);
void delay(unsigned int xms)
{
unsigned int i,j;
for(i=xms;i>0;i--)
for(j=112;j>0;j--);
}
void motor_ffw()
{
unsigned char i;
unsigned int j;
for (j=0; j<64; j++)
{
for (i=0; i<8; i++)
{
if(k3==0) P1 = FFW[i];
if(k4==0) P1 = FFZ[i];
Display(Speed);
}
}
}
main()
{
Init_Timer0();
Coil_OFF;
while(1)
{
if(k1 == 0)
{
delay(10);
if(k1 == 0)
{
while(k1 == 0);
if(Speed<30)
Speed++;
}
}
else if(k2 == 0)
{
delay(10);
if(k2 == 0)
{
while(k2 == 0);
if(Speed>1)
Speed--;
}
}
else if(k3 == 0)
{
delay(10);
Speed=0000;
motor_ffw();
}
else if(k4 == 0)
{
delay(10);
Speed=1100;
motor_ffw();
}
Display(Speed);
}
}
void Display(unsigned int num)
{
unsigned int qian,bai,shi,ge;
qian=num/1000;
bai=num%1000/100;
shi = num%1000%100/10;
ge = num%1000%100%10;
wei1=1;
wei2=0;
wei3=0;
wei4=0;
P0=table[qian];
delay(2);
wei1=0;
wei2=1;
wei3=0;
wei4=0;
P0=table[bai];
delay(2);
wei1=0;
wei2=0;
wei3=1;
wei4=0;
P0=table[shi];
delay(2);
wei1=0;
wei2=0;
wei3=0;
wei4=1;
P0=table[ge];
delay(2);
}
void Init_Timer0(void)
{
TMOD |= 0x01;
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
}
void Timer0_isr(void) interrupt 1
{
static unsigned char times,i;
TH0=(65536-1000)/256;
TL0=(65536-1000)%256;
if(!StopFlag)
{
if(times==(32-Speed))
{
times=0;
switch(i)
{
case 0:Coil_A1;i++;break;
case 1:Coil_B1;i++;break;
case 2:Coil_C1;i++;break;
case 3:Coil_D1;i++;break;
case 4:i=0;break;
default:break;
}
}
times++;
}
}硬件调试
.仿真调试：
反转
