【正文】 它不一定是電機(jī)實(shí)際工作時(shí)的真正步距角，真正的步距角和驅(qū)動(dòng)器有關(guān)。電機(jī)出廠時(shí)給出了一個(gè)步距角的值 ,如 86BYG250A 型電機(jī)給出的值為 176?？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的。最后 使用單片機(jī)以軟件方式 配合有關(guān)芯片和電路元件 驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，通過(guò) C 語(yǔ)言 編程方法，對(duì)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、 轉(zhuǎn)動(dòng)方向 等進(jìn)行控制使其在一定范圍下運(yùn)行 ， 方便靈活地控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，以 簡(jiǎn)單的對(duì)步進(jìn)電機(jī)的工作方式進(jìn)行個(gè)性化 制作 ，以 滿足不同用戶的要求。這就給戶在產(chǎn)品選型、使用中造成許多麻煩。它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。它廣泛用于消費(fèi)類產(chǎn)品（打印機(jī)、照相機(jī)）、工業(yè)控制（數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人）、醫(yī)療器械等機(jī)電產(chǎn)品中。如果在機(jī)械結(jié)構(gòu)中再配以滾珠絲杠，那步進(jìn)電機(jī)的高精度轉(zhuǎn)角就可以轉(zhuǎn)換為高精度直線位移，這在以精度為要求的現(xiàn)代機(jī)械控制中是極其重要的一點(diǎn)。 At last I have maken the necessary cricuit analysis and pleted the production of molding with making the circuit to work, reverse, accelerate and decelerate . Keywords: 80C51 singlechip microputer。分別概括的介紹了單片機(jī)和步進(jìn)電機(jī)以及步進(jìn)電機(jī)的各種驅(qū)動(dòng)方案；對(duì)一款四相步進(jìn)電機(jī)以及 80C51 單片機(jī)的功能參數(shù)和一種驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)特點(diǎn)，以及其選擇原因進(jìn)行了必要的說(shuō)明；對(duì)基于 80C51單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的原理進(jìn)行了介紹；根據(jù) 80C51 單片機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的原理以及特點(diǎn)和參數(shù)選擇了其他元件，并且建立了相應(yīng)的電路圖；進(jìn)行了必要的電路分析說(shuō)明，并將這個(gè)電路圖制作成型，使其工作，實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，加速減速等功能。 關(guān) 鍵詞 ： 80C51 單片機(jī)；步進(jìn)電機(jī)；驅(qū)動(dòng)；控制 SINGLE CHIP MICROCOMPUTERBASED DRIVING of STEPPING MOTOR ABSTRACT This paper introduces based on the 80C51 monolithic stepping motor control system design. In this paper, the characters of microputer of respectively and stepping motor and all kinds of stepping motor driver project。 Stepping motor。 隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，在各個(gè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。研究步進(jìn)電機(jī)的控制方法，對(duì)提高控制精度 和響應(yīng)速度、節(jié)約能源等都具有重要意義。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事，它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識(shí)。鑒于上述情況，本文決定以四相混合式步進(jìn)電機(jī)為例敘述其基本工作原理及設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)程序。 中間 2 對(duì)可 能發(fā)生的問(wèn)題進(jìn)行論述，并提出解決方法。同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。 /176。 步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)：是指電機(jī)內(nèi)部的線圈組數(shù)，目前常用的有二相、三相、四相、五相步進(jìn)電機(jī)。 /176。如果使用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器，則“相數(shù)”將變得沒(méi)有意義，用戶只需在驅(qū)動(dòng)器上改變細(xì)分?jǐn)?shù)，就可以改變步距角。比如，當(dāng)人們說(shuō) 的步進(jìn) 電機(jī) ,在沒(méi)有特殊說(shuō)明的情況下是指保持轉(zhuǎn)矩為 的步進(jìn)電機(jī)。 4． 步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。 步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)技術(shù)參數(shù)：空載啟動(dòng)頻率，即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機(jī)不能正常啟動(dòng)，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。伴隨著不同的數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展以及步進(jìn)電機(jī)本身技術(shù)的提高，步進(jìn)電機(jī)將會(huì)在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。 2． 永磁式 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) (PM)。它有時(shí)也稱作永磁感應(yīng)子式 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 。而 4 0、 3號(hào)齒和 A、 B 相繞組產(chǎn)生錯(cuò)齒， 5 號(hào)齒就和 A、 D相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒。八拍工作方式的步距角是單四拍與雙四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持較高的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩又可以提高控制精度。圖中點(diǎn)劃線所 包圍的二個(gè)單元可以用微機(jī)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。 Rs對(duì) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 單步響應(yīng) 的改善如圖 32。圖中，功率管TH和二極管 DL構(gòu)成電源轉(zhuǎn)換電路。 圖 33 雙電壓功率驅(qū)動(dòng)接口 高低壓功率驅(qū)動(dòng)接口 圖 34 高低壓功率驅(qū)動(dòng)接口 高低壓功率驅(qū)動(dòng)接口如圖 34所示。圖中，高壓管 VTH的導(dǎo)通時(shí)間 tl不能太大，也不能太小，太大時(shí)，電機(jī)電流過(guò)載；太小時(shí)，動(dòng)態(tài)性能改善不明顯。使電機(jī)具有恒轉(zhuǎn)矩輸出特性。當(dāng)電流不大時(shí)， VT1和 VT2同時(shí)受控于走步脈沖，當(dāng)電流超過(guò)恒流給定的數(shù)值， VT2被封鎖，電源 U被切除。如此反復(fù)，電機(jī)繞組電流就穩(wěn)定在由給定電平所決定的數(shù)值上，形成小小的鋸齒波，如圖35 所示。 集成功率驅(qū)動(dòng)接口 及驅(qū)動(dòng)芯片的選擇 目前已有多種用于 小功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的集成功率驅(qū)動(dòng)接口電路可供選用。 9 圖 36 ULN2021邏輯圖 圖 37 ULN2021內(nèi)部電路圖 由圖 3 圖 37 可知， ULN2021A 其本質(zhì)是一個(gè)基于三極管的非門(mén)電路芯片。而其中 MCS51 系列單 片機(jī)更是以抗干擾能力強(qiáng)、對(duì)環(huán)境要求不高、靈活性強(qiáng)等別的系統(tǒng)所不具備的優(yōu)點(diǎn)被廣泛使用。其它廠商以 8051 為基核開(kāi)發(fā)出的 CMOS 工藝單片機(jī)產(chǎn)品統(tǒng)稱為 80C51 系列。可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)由軟件選擇的節(jié)電模式，空閑模式和掉電模式，空閑模式凍結(jié) CPU 但 RAM 定時(shí)器，串口和中斷系統(tǒng)仍然工作掉電模式保存 RAM 的內(nèi)容 但是凍結(jié)振蕩器 導(dǎo)致所有其它的片內(nèi)功能停止工作。 P0 口的每一位口線可以驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LSTTL 負(fù)載。 當(dāng) CPU 不對(duì) P3 口進(jìn)行字節(jié)或位尋址時(shí)，內(nèi)部硬件自動(dòng)將口鎖存器的 Q 端置 1。 ALE/PROG : 編程脈沖 PSEN : 外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)，在讀外部 ROM 時(shí) PSEN 是低電平有效，以實(shí)現(xiàn)對(duì) ROM 的讀操作。按鈕和單片機(jī)的控制信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路，輸入至步進(jìn)電機(jī)，控制步進(jìn)電機(jī)的速度和方向。 四相線圈的 控制信 號(hào)輸入端按順序 依次 為藍(lán)、粉、黃、橙。 控制信號(hào)功率的放大 單片機(jī)不能直接驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，這是由于單片機(jī) I/O 接口輸出功率很小，輸出信號(hào)不穩(wěn)定。因此，當(dāng)輸入信號(hào)為高電平時(shí) ，三極管導(dǎo)通， 這時(shí) 負(fù)載左端， 即 芯片的信號(hào)輸出端為低電平 ，因此 ULN2021A 為反相輸出 。綜上，將單片機(jī) 四個(gè) I/O 接口連接至 ULN2021A 輸入接口， 就將控制步進(jìn)電機(jī)的信號(hào)放大反相。 表 42 單片機(jī) 輸 出 信號(hào)分布表 輸出接口 對(duì)應(yīng) 導(dǎo)線顏色 分配順序 一 二 三 四 橙 0 0 1 1 黃 0 1 1 0 粉 1 1 0 0 藍(lán) 1 0 0 1 對(duì)應(yīng) 16進(jìn)制數(shù) 0xF3 0xF6 0xFc 0xF9 16 根據(jù)以上輸出信號(hào)的描述，指定其系統(tǒng)流程圖為 圖 46 驅(qū)動(dòng)程序流程圖 根據(jù)以上輸出信號(hào)的描述 以及過(guò)程流程圖 46， 相應(yīng)的 單片機(jī) C 語(yǔ)言 編寫(xiě)為： include sbit FR=P1^0。 2 對(duì)應(yīng)步進(jìn)電機(jī)加速控制按鈕 */ int p。it。 } void main()/*主函數(shù) */ 上電 斷電 反向 減速 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) FR 按鍵是否按下 開(kāi)始 slow 按鍵是否按下 fast 按鍵是否按下 結(jié)束 加速 17 { P0=0x00。 delay(p)。 delay(p)。 /*減速按鍵防抖 */ if(slow==0) p=p+5。} } else/*當(dāng) 長(zhǎng) 按下按鈕 FR時(shí)步進(jìn)電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng) */ { 18 P2=0xF3。 P2=0xFc。 } } } 程序說(shuō)明：當(dāng)系統(tǒng)上電以后，單片機(jī)開(kāi)始工作，輸出控制信號(hào)。按下按鍵 fast 后步進(jìn)電機(jī)加速轉(zhuǎn)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)收到控制信號(hào)后開(kāi)始工作。 以下圖 47為實(shí)現(xiàn)以上功能所需要的電路原理圖，及電路原理圖各個(gè)元件在電路中的具體功能作用，如表 43。工作過(guò)程是，當(dāng)系統(tǒng)上電時(shí)極性電容充電， Reset 管腳為高電平。 EA 管腳加高電平，表示單片機(jī)尋址地址為內(nèi)置儲(chǔ)存器。 圖 410 按鍵開(kāi)關(guān)部分 3. 驅(qū)動(dòng)芯片部分：如圖 411及圖 47 所示，輸入端 分別連接 ， ， ， 管腳 。在電路的焊接過(guò)程中要注意的地方有很多，必須嚴(yán)格按照焊接的程序，以防止最后返工時(shí)錯(cuò)誤過(guò)多而浪費(fèi)時(shí)間和