1.设计目的
（1）了解步进电动机的特点。
（2）掌握步进电动机的工作原理、励磁方式和正、反转控制。
（3）理解步进电动机的主要技术参数。
（4）掌握单片机控制步进电动机的方法。
（5）复习读取键盘信息的方法。
2.设计要求
（1）采用两个键表示电动机的正、反转。
（2）采用一个数码管显示正、反转的状态。E表示正转，F表示反转。
（3）接收从键盘传来的步数及方向信息，驱动步进电动机按相应的方向转动相应的步数。
3.原理说明
1）工作原理
步进电动机有三线式、五线式、六线式三种，但其控制方式均相同，都必须以脉冲电流来驱动。若每旋转一圈以20个励磁信号来计算，则每个励磁信号前进18°，其旋转角度与脉冲数成正比。正、反转可由脉冲顺序来控制。
步进电动机的励磁方式可分为全部励磁及半步励磁。其中全部励磁又有1相励磁及2相励磁之分。而半步励磁又称1～2相励磁。
（1）1相励磁法：在每一瞬间只有一个线圈导通。这种方法消耗电力小、精度高，但转矩小、振动较大，每送一励磁信号可走18°。若以1相励磁法控制步进电动机正转，其励磁顺序如表7.7所示。若励磁信号反向传送，则步进电动机反转。
表7.7 1相励磁顺序A→B→C→D→A
（2）2相励磁法：在每一瞬间会有两个线圈同时导通。其转矩大、振动小，是目前使用较多的励磁方式，每送一励磁信号可走18°。若以2相励磁法控制步进电动机正转，其励磁顺序如表7.8所示。如果励磁信号反向传送，则步进电动机反转。
表7.8 2相励磁顺序AB→BC→CD→DA→AB
（3）1～2相励磁法：为1相与2相交替导通。因其分辨率高，且运转平滑，每送一励磁信号可走9°，故应用也较广泛。若以1～2相励磁法控制步进电动机正转，其励磁顺序如表7.9所示。若励磁信号反向传输，则步进电动机反转。(www.xing528.com)
表7.9 1～2相励磁顺序A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A
电动机的负载转矩与速度成反比，速度越快，负载转矩越小。但速度快至其极限时，步进电动机将不再运转，所以在每走一步后，程序必须延时一段时间。
2）驱动电路
以一个12V的单极步进电动机为例，其驱动电路如图7.18所示，使用达林顿阵列ULN2003作为单片机与步进电机的接口。单片机的I/O口与ULN2003的1、2、3、4引脚连接（控制线D、C、B、A），信号经过ULN2003反向后到达步进电动机M的励磁线圈上。
图7.18 步进电机驱动电路
4.硬件电路原理图
步进电动机控制电路原理图如图7.19所示。
图7.19 步进电动机控制电路原理图
5.程序流程图
在程序的编制中，要特别注意步进电动机在换向时的处理。为了使步进电动机在换向时能平滑过渡，不至于产生错步，应在每一步中设置标志位。其中，20H单元的各位为步进电动机正转标志位，21H单元各位为反转标志位。在正转时，不仅给正转标志位赋值，还给反转标志位赋值。同理，在反转时进行同样的设置。这样，当步进电动机换向时，就以上一次的位置作为起点反向运动，避免了电动机换向时产生错步。
步进电动机控制程序参考流程图如图7.20所示。
图7.20 步进电动机控制程序参考流程图
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
