51单片机控制四相步进电机（详细） - 图文

51单片机控制四相步进电机 。今天从淘宝网买了一个EPSON的UMX-1型步进电机，此步进电机为双极性四相，接线共有六根，外形如下图所示：

拿到步进电机，根据以前看书对四相步进电机的了解，我对它进行了初步的测试，就是将5伏电源的正端接上最边上两根褐色的线，然后用5伏电源的地线分别和另外四根线（红、兰、白、橙）依次接触，发现每接触一下，步进电机便转动一个角度，来回五次，电机刚好转一圈，说明此步进电机的步进角度为360/(4×5)＝18度。地线与四线接触的顺序相反，电机的转向也相反。

如果用单片机来控制此步进电机，则只需分别依次给四线一定时间的脉冲电流，电机便可连续转动起来。通过改变脉冲电流的时间间隔，就可以实现对转速的控制；通过改变给四线脉冲电流的顺序，则可实现对转向的控制。所以，设计了如下电路图：

制作的实物图如下：

C51程序代码为： 代码一

#include static unsigned int count; static unsigned int endcount;

void delay(); void main(void) {

count = 0; P1_0 = 0; P1_1 = 0; P1_2 = 0; P1_3 = 0;

EA = 1; //允许CPU中断

TMOD = 0x11; //设定时器0和1为16位模式1 ET0 = 1; //定时器0中断允许

TH0 = 0xFC;

TL0 = 0x18; //设定时每隔1ms中断一次 TR0 = 1; //开始计数

startrun:

P1_3 = 0; P1_0 = 1; delay(); P1_0 = 0; P1_1 = 1; delay(); P1_1 = 0; P1_2 = 1; delay(); P1_2 = 0; P1_3 = 1; delay();

goto startrun; }

//定时器0中断处理

void timeint(void) interrupt 1 {

TH0=0xFC;

TL0=0x18; //设定时每隔1ms中断一次 count++; }

void delay()

{

endcount=2; count=0;

do{}while(count

将上面的程序编译，用ISP下载线下载至单片机运行，步进电机便转动起来了，初步告捷！

不过，上面的程序还只是实现了步进电机的初步控制，速度和方向的控制还不够灵活，另外，由于没有利用步进电机内线圈之间的“中间状态”，步进电机的步进角度为18度。所以，我将程序代码改进了一下，如下：

P1_0 = 1; P1_1 = 0; P1_2 = 0; P1_3 = 0; break;

case 1: //0、1 P1_0 = 1; P1_1 = 1; 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_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; 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) step_index=0; } else {

step_index--;

if (step_index<0) step_index=7; } }

在代码三中，我将步进电机的运转控制放在时间中断函数之中，这样主函数就能很方便的加入其它任务的执行，而对步进电机的运转不产生影响。在此代码中，不但实现了步进电机的转速和转向的控制，另外还加了一个停止的功能，呵呵，这肯定是需要的。

步进电机从静止到高速转动需要一个加速的过程，否则电机很容易被“卡住”，代码一、二实现加速不是很方便，而在代码三中，加速则很容易了。在此代码中，当转速参数speedlevel 为2时，可以算出，此时步进电机的转速为1500RPM，而当转速参数speedlevel 1时，转速为3000RPM。当步进电机停止，如果直接将speedlevel 设为1，此时步进电机将被“卡住”，而如果先把speedlevel 设为2，让电机以1500RPM的转速转起来，几秒种后，再把speedlevel 设为1，此时电机就能以3000RPM的转速高速转动，这就是“加速”的效果。

在此电路中，考虑到电流的缘故，我用的NPN三极管是S8050，它的电流最大可达1500mA，而在实际运转中，我用万用表测了一下，当转速为1500RPM时，步进电机的电流只有90mA左右，电机发热量较小，当转速为60RPM时，步进电机的电流为200mA左右，电机发热量较大，所以NPN三极管也可以选用9013，对于电机发热量大的问题，可加一个10欧到20欧的限流电阻，不过这样步进电机的功率将会变小。

由于在下浅薄，错误和问题难免，请各位不吝赐教！

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