简述单片机如何操作步进电机

本系统选用单片机智能操控四相步进电机。经过按键能够调四相步进电机的励磁方法，以及其滚动的圈数。用LCD显现步进电机的励磁方法和滚动的圈数。LED灯能够显现步进电机的作业状况。

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进电机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。能够经过操控脉冲个数来操控角位移量，从而到达精确定位的目的；一起能够经过操控脉冲频率来操控电机滚动的速度和加速度，从而到达调速的目的。单片机完成的步进电机操控系统具有成本低、运用灵敏的特色，广泛应用于数控机床、机器人、工业自动操控以及各种可控的有定位需求的机械东西等应用领域。

基本原理

一、步进电机作业原理

步进电机按相数分可分为：单相，双相和多相三种。以下用三相单拍步进电机为例剖析步进电机的作业原理：

设Ａ相通电(Ｂ、Ｃ两相不通电)，发生Ａ－Ａ’轴线方向的磁通，并经过转子构成闭合回路。这时Ａ、Ａ’极就变成电磁铁的Ｎ、Ｓ极。在磁场的效果下，转子总是力求转到磁阻最小的方位，也即是要转到转子的齿对齐Ａ，Ａ’极的方位；接着Ｂ相通电(Ａ、Ｃ两相不通电)，转子便逆时针方向转过３０度，齿对齐B，B’极的方位；C相通电，转子的齿和Ｃ、Ｃ’极对齐。

二、步进电机的驱动方法

1、单4拍励磁方法

本系统选用四相步进电机。单四拍励磁方法即所选用的励磁方法是依照A、B、C、D、A的次序替换进行线圈的励磁，每拍只要一个绕组通电。

2、双4拍励磁方法

即所选用的励磁方法是依照AB、BC、CD、DA、AB的次序替换进行线圈的励磁，每拍有两个绕组通电。

3、8拍励磁方法

即所选用的励磁方法是依照A、AB、B、BC、C、CD、D、DA的次序替换进行线圈的励磁。

三、本系统各部分硬件电路

1、单片机模块

用51单片机作为主操控模块，完成对LCD的显现操控；

对步进电机励磁方法的挑选以及旋转圈数的操控。按钮作为输入操控信号，LED灯作为作业状况显现信号。单片机的18、19脚选用内部时钟衔接2、LCD显现模块

Ｐ0口和LCD的数据口相连，作为输出地I/O口。排阻RP1作为上拉电阻。

P2.0～P2.3别离和LCD的位挑选端口相连。本系统选用的LCD是7SEG-MPX4-CC-BLUE共阴数码管。当位挑选端低电平的时分有用，相应的位被挑选显现。

数码管的左边第一位用于显现励磁方法；当显现0时，表明8拍励磁方法；当显现1时，表明单4拍励磁方法；当显现2时，表明双4拍励磁方法。数码管右边两位用于显现步进电机滚动圈数。

3、步进电机模块

ULN2003A是高耐压、大电流、内部由七个硅NPN达林顿管构成的驱动芯片，用来驱动步进电机。它是双列16脚封装,NPN晶体管矩阵,最大驱动电压=50V,电流=500mA,输入电压=5V,适用于TTLCOMS,由达林顿管构成驱动电路。ULN是集成达林顿管IC,内部还集成了一个消线圈反电动势的二极管,它的输出端允许经过电流为200mA，饱满压降VCE约1V左右，耐压BVCEO约为36V。用户输出口的外接负载可根据以上参数预算。选用集电极开路输出，输出电流大，故可直接驱动继电器或固体继电器，也可直接驱动低压灯泡。一般单片机驱动ULN2003时，上拉2K的电阻较为适宜，一起，COM引脚应该悬空或接电源。B1～B4别离操控步进电机的四个相A、B、C、D。

4、指示灯显现模块

P2.5～P2.7别离和黄、绿、红三盏灯相连，黄灯指示回转，绿灯指示正转，红灯指示中止。

5、按钮操控模块

按钮zz操控步进电机正转；按钮fz操控步进电机回转；按钮stop操控作业中的步进电机暂停；按钮tx在暂停状况用于操控步进电机的励磁方法；按钮++在暂停状况用于添加步进电机滚动的圈数；按钮--在暂停状况用于削减步进电机滚动的圈数。