51单片机归纳学习体系之 步进电机操控篇

大家好，经过曾经的学习，咱们现已对51单片机归纳学习体系的运用办法及学习办法有所了解与了解，学会了红外线遥控的基本知识，领会到了归纳学习体系的易用性与易学性，这一期咱们将一同学习步进电机操控的基本原理与运用办法。

先看一下咱们即将运用的51单片机归纳学习体系能完结哪些试验与产品开发作业：别离有流水灯，数码管显现，液晶显现，按键开关，蜂鸣器吹打，继电器操控，IIC总线，SPI总线，PS/2试验，AD模数转化，光耦试验，串口通讯，红外线遥控，无线遥控，温度传感，步进电机操控等等。

上图是咱们即将运用的51单片机归纳学习体系硬件渠道，本期试验咱们用到了归纳体系主机、步进电机，归纳体系其它功用模块原理与运用详见前几期《电子制造》杂志及后期连载教程介绍。

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环操控元件。在非超载的情况下，电机的转速、中止的方位只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载改变的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向滚动一个固定的视点(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的视点一步一步运转的。能够经过操控脉冲个数来操控角位移量，然后到达精确定位的意图；一同能够经过操控脉冲频率来操控电机滚动的速度和加速度，然后到达调速的意图。步进电机能够作为一种操控用的特种电机，运用其没有堆集差错(精度为100%)的特色，广泛运用于各种开环操控。

步进电机分类与结构

现在比较常用的步进电机分为三种：反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）。本章节以反应式步进电机为例，介绍其基本原理与运用办法。反应式步进电机可完成大转矩输出，步进角一般为1.5度。反应式步进电机的转子磁路由软磁资料制成，定子上有多相励磁绕组，运用磁导的改变发生转矩。常用小型步进电机的什物如图1所示。

图1步进电机什物图

图2 步进电机内部图

步进电机现场运用驱动电路

归纳体系运用的是小型步进电机，对电压和电流要求不是很高，为了阐明运用原理，故选用最简略的驱动电路，意图在于验证步进电机的运用，在正式工业操控中还需在此基础上改善。一般的驱动电路能够用图3的方式。

图3 一般驱动电路

在实践运用中一般驱动路数不止一路，用上图的分立电路体积大，许多场合用现成的集成电路作为多路驱动。常用的小型步进电机驱动电路能够用ULN2003或ULN2803。本书配套试验板上用的是ULN2003。ULN2003是高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品，具有电流增益高、作业电压高、温度规模宽、带负载才能强等特色，适应于各类要求高速大功率驱动的体系。ULN2003A由7组达林顿晶体管阵列和相应的电阻网络以及钳位二极管网络构成，具有一同驱动7组负载的才能，为单片双极型大功率高速集成电路。ULN2003内部结构及等效电路图如图4：

图4 ULN2003内部框图及等效电路图

ULN2003A型高压大电流达林顿晶体管阵列电路的典型运用电路框图如图5所示。钳位二极管用于维护线圈通断时的反电动势击穿%&&&&&%，能够看出，该电路的运用十分简略。

图5 典型运用图

步进电机的程序设计

完成功用：开发板上电时电机正转，按住51单片机归纳学习体系上的按键SW20（P14）时回转。

图6 步进电机试验演示图

电机正回转的环形脉冲分配表如下：

表1：正转环形脉冲分配表

表2：回转环形脉冲分配表

硬件原理图

图7 硬件原理图

程序流程图

图8 软件流程图

软件代码

#include

sbit key = P1^4;

void delay(void)

{

int k;

for(k=0;k<2000;k++);

}

void main()

{

P0=0x00;//输出全高

key=1;//按键置输入状况

while(1)//主循环

{

if(key==1)//无键按下正转

{

P0=0xFC;//1100

delay();

P0=0xF6;//0110

delay();

P0=0xF3;//0011

delay();

P0=0xF9;//1001

delay();

}

else//有键按下回转

{

P0=0xFC;//1100

delay();

P0=0xF9;//1001

delay();

P0=0xF3;//0011

delay();

P0=0xF6;//0110

delay();

}

}

}

信任看到这儿，你应该能够了解步进电机操控的原理是怎么样的了，你也能够依据自己的需要来设定步进电机的滚动轨道。因为篇幅有限，读者朋友能够经过网站或电子邮件一同沟通与学习。鄙人几期中，咱们将连续介绍51单片机归纳学习体系的其它功用原理与运用。