【正文】 ： 步進(jìn)電機 24BYJ48 的相關(guān)電氣參數(shù) ： 12VDC(另有電壓： 5V、 6V、 24V) ： 4 ： 1/64(另有減速比： 1/1 1/32) ： 176。 /64 ： 4相 8拍 ： 200Ω177。 7%(25℃ )(按客戶要求而定： 80、 130 歐姆 ) ：≥ 600Hz ：≥ 1000Hz ：≥ (120Hz) ：≥ ：＞ 10MΩ (500V) 桂林電子科技大學(xué)實訓(xùn)說明書用紙 5 強度： 600VAC/1mA/1S ： A ：＜ 50K(120Hz) ：＜ 40dB(120Hz) ：大約 40g ： GB1804m ： CCW 步進(jìn)電機的基本術(shù)語 相數(shù) 產(chǎn)生不同對極 N、 S磁場的激磁線圈對數(shù)，常用 m表示。 拍數(shù) 完成一個磁場周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)用 n表示，或指電機轉(zhuǎn)過一個齒距角所需脈沖數(shù)，比如說本次設(shè)計中使用的 24BYJ48 有單（單相繞組通電）四拍（ ABCDA。），雙（雙相繞組 通電）四拍（ ABBCCDDAAB。），八拍（ AABBBCCCDDDAA。） 步距角 對應(yīng)一個脈沖信號，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移用θ表示。θ =360 度（轉(zhuǎn)子齒數(shù) J*運行拍數(shù)），以常規(guī)二相，轉(zhuǎn)子齒為 50齒電機為例。四拍運行時步距角為θ =360 度 /（ 50*4）= 度（俗稱整步），八拍運行時步距角為θ =360 度 /（ 50*8） = 度（俗稱半步）。 信號分配 四相步進(jìn)電機按照其通電方式的不同，可以分為單四拍，雙四拍和雙八拍三種工作方式。單四拍與雙四拍的步距角 相等，均為 度，而八拍的步距角則是單四拍與雙四拍的一半， 度。單（單相繞組通電）四拍（ ABCDA。），雙（雙相繞組通電）四拍（ ABBCCDDAAB。），八拍 （ AABBBCCCDDDAA。）。這里選取的是 八拍的工作方式。 ? 28BYJ48 步進(jìn)電機為四相八拍，其相序表如下 3 2 1 0 對應(yīng) A口輸出值 1 0 0 0 1 01H 2 0 0 1 1 03H 3 0 0 1 0 02H 4 0 1 1 0 06H 5 0 1 0 0 04H 6 1 1 0 0 0CH 7 1 0 0 0 08H 8 1 0 0 1 09H 桂林電子科技大學(xué)實訓(xùn)說明書用紙 6 第 2 章 總體設(shè)計思路 方案與設(shè)計思路 因為步進(jìn)電機的控制是通過脈沖信號來控制的，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。所以怎樣產(chǎn)生這個脈沖信號和產(chǎn)生怎樣的信 號是電機控制的關(guān)鍵。 用單片機來產(chǎn)生這個脈沖信號，通過單片機的 P1口輸出脈沖信號，因為所選電機是四相的，所以只需要 P1口的低四位 ~ 分別接到電機的四根電線上。定時器定時來調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速，通過鍵盤的按鈕，就可以改變定時初值從而改變了電機的轉(zhuǎn)速，單片機上 ~ 連的是按鍵，這里鍵盤上的 K1 鍵為啟動與停止鍵， K2 鍵為減速鍵，K3 鍵為加速鍵， K4鍵為方向轉(zhuǎn)換鍵。 P0 以及 ~ 口接 LCD1602，可以顯示當(dāng)前的電機轉(zhuǎn)速、運行狀態(tài)、運行方向和檔位。具體結(jié)構(gòu)見 31 框圖。 總框 圖 L C D 1 6 0 2P 0S T C 8 9 C 5 2數(shù) 據(jù) 傳 送P 2 . 0 ~ P 2 . 2液 晶 控 制 口K 1K 2K 3K 4P 3 . 2P 3 . 3P 3 . 4P 3 . 5U L N 2 0 0 3 P 1 . 0 ~ P 1 . 3步 進(jìn) 電 機晶 振 電 路復(fù) 位 電 路 圖 21 總體設(shè)計方框圖 第 3 章 程序設(shè)計 主程序 進(jìn)入主程序，首先是對 LCD 進(jìn)行初始化，然后依次進(jìn)行鍵盤掃描，調(diào)用步進(jìn)電機相關(guān)數(shù)據(jù)顯示子函數(shù)，若檢測到有鍵按下，則進(jìn)去相應(yīng)的處理。流程圖如下圖 41: 桂林電子科技大學(xué)實訓(xùn)說明書用紙 7 開 始L C D 初 始 化按 鍵 掃 描K 1 = = 0 K 2 = = 0 K 3 = = 0 K 4 = = 0運 行 或 停 止 減 速 加 速 方 向 轉(zhuǎn) 換是 否 為 1 0 檔保 持 顯 示 1 0 檔減 一 檔YN是 否 為 1 檔加 一 檔保 持 顯 示 1 檔NY結(jié) 束 31 圖 主程序流程圖 LCD 及檔位顯示程序 此次設(shè)計使用 1602 液晶顯示步進(jìn)電機運行狀態(tài)，其效果比用數(shù)碼管顯示要更加明了，也更容易讀取相關(guān)狀態(tài)和數(shù)據(jù)。液晶上顯示有電機運行的狀態(tài)（ RUNNING 或 STOP）、當(dāng)前檔位 (DW)、運行方向 (或 )以及其運轉(zhuǎn)速度 (r/min)。其顯示原理如下圖 42： 桂林電子科技大學(xué)實訓(xùn)說明書用紙 8 圖 42 液晶顯示流程圖 正反轉(zhuǎn)流程圖 步進(jìn)電機的正反轉(zhuǎn)用 K4控制，初始化電機為順時針轉(zhuǎn)，即“》”，每當(dāng)按下 K4 鍵，電機轉(zhuǎn)向改變，具體流程圖如下圖 33： 桂林電子科技大學(xué)實訓(xùn)說明書用紙 9 啟動與停止流程圖 啟動與停止是用 K1鍵來控制的，初始化標(biāo)志位 on_off==0,檔按下 K1，即將 on_off置 1，每當(dāng)按下 k1,都將在啟動與停止間切換，具體流程圖如下圖 34： 桂林電子科技大學(xué)實訓(xùn)說明書用紙 10 圖 34 啟動與停止流程圖 第 4 章 硬件設(shè)計 硬件的設(shè)計與選取 步進(jìn)電機的驅(qū)動 步進(jìn)電機的 驅(qū)動采用 ULN2021，接到單片機的 ~，具體如 下 : 桂林電子科技大學(xué)實訓(xùn)說明書用紙 11 圖 41 步進(jìn)電機驅(qū)動及其接口圖 單片機的選取 目前市面上的通用型單片機種類很多，且適合不同應(yīng)用場合的新產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，但目前的應(yīng)用狀況，以 8 位中檔 MCS51 系列單片機的應(yīng)用最為普遍。基于這次課程設(shè)計的要求不高，我們可以選用 51系列或 52 系列單片機，其有可靠性高，易于擴展以及實用性好等特點，完全可以滿足我們的控制要求。其圖如下 圖52： 圖 42 AT89C52 單片機 桂林電子科技大學(xué)實訓(xùn)說明書用紙 12 液晶 LCD1602顯示模塊 P0 接 液晶的數(shù)據(jù)傳送口， ~ 接液晶的控制端口。 其接線圖如下圖 53： 圖 43 液晶與單片機接口原理圖 按鍵電路設(shè)計 鍵盤接口按不同標(biāo)準(zhǔn)有不同分類方法，按鍵盤排布，可以分為獨立方式（一組相互獨立的鍵盤）和矩陣（一行 列組成矩陣）方式。此次設(shè)計只用到了四個按鍵，故可采用獨立按鍵， ~ 分別接到 K1~K4。其原理圖如下圖 54： 圖 44 按鍵與單片機接口原理圖 桂林電子科技大學(xué)實訓(xùn)說明書用紙 13 時針產(chǎn)生電路 時針電路部分晶振為 ，其原理圖如下： 圖 44 時針電路 硬件的總體電路連接 圖 45 總體原理圖 桂林電子科技大學(xué)實訓(xùn)說明書用紙 14 第 5 章 調(diào)試與故障分析 軟件編寫及調(diào)試 此次編程及調(diào)試是用 keil 軟件進(jìn)行的，程序的編寫及 調(diào)試步驟如下： 24BYJ48 的相序，編好正反轉(zhuǎn)相序 表，這個是關(guān)鍵，不能編錯。 ： uchar code cdis0[ ] = { WELCOME TO }。 uchar code cdis1[ ] = { STEPPING MOTOR }。 uchar code cdis2[ ] = { CONTROL SYSTEM }。 uchar code cdis3[ ] = {STOP }。 uchar code cdis4[ ] = {DW:}。 uchar code cdis5[ ] = {RUNNING}。 uchar code cdis6[ ] = {r/min}。 ： sbit K1 = P3^2。 //運行與停止 sbit K2 = P3^3。 //加速 sbit K3 = P3^4。 //減速 sbit K4 = P3^5。 //方向轉(zhuǎn)換 sbit BEEP = P3^6。 //蜂鳴器 。 ，進(jìn)入主程序即開始進(jìn)行鍵盤掃描及調(diào)用液晶顯示。 T0 的中斷服務(wù)程序，進(jìn)入中斷，若滿足條件，即向步進(jìn)電機送 8個脈沖。 調(diào)試過程及相關(guān)顯示結(jié)果 將程序下載到單片機中， LCD 初始化顯示如下： 桂林電子科技大學(xué)實訓(xùn)說明書用紙 15 之后進(jìn)入步進(jìn)電機初始化的畫面顯示，電