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一、設(shè)計(jì)目標(biāo)

? ? 設(shè)計(jì)程序?qū)崿F(xiàn)按鍵控制步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)、停機(jī)、正反轉(zhuǎn)、加減速、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向顯示。

二、主要功能

? ? 功能1：步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)、重啟、停機(jī)；

? ? 功能2：步進(jìn)電機(jī)正反裝；

? ? 功能3：靜態(tài)數(shù)碼管顯示速度等級(jí)；

? ? 功能4：步進(jìn)電機(jī)的加減速；

三、硬件部分

? ? 51單片機(jī)，導(dǎo)線，5161BS靜態(tài)數(shù)碼管，獨(dú)立按鍵，四線雙極性步進(jìn)電機(jī)。

?

圖1

???圖2

圖3

圖4

圖5

?

?圖6

?

? ? 圖1為單片機(jī)接線圖；

? ? 圖2為靜態(tài)數(shù)碼管的內(nèi)部電路圖；

? ? 圖3為控制步進(jìn)電機(jī)的部分的內(nèi)部電路圖；

? ? 圖4為獨(dú)立按鍵設(shè)置；

? ? 圖5為四線雙極性步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部原理圖；

? ? 圖6為步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的原理圖：

? ? ①A加正極，A-加負(fù)極，B加負(fù)極，B-加負(fù)極（電機(jī)狀態(tài)，N極朝上）。

? ? ②A加負(fù)極，A-加負(fù)極，B加正極，B-加負(fù)極（電機(jī)狀態(tài)，N極朝右，旋轉(zhuǎn)90度）。

? ? ③A加負(fù)極，A-加正極，B加負(fù)極，B-加負(fù)極（電機(jī)狀態(tài)，N極朝下）。

? ? ④A加負(fù)極，A-加負(fù)極，B加負(fù)極，B-加正極（電機(jī)狀態(tài)，N極朝左）。

? ? 只要依次給相應(yīng)引腳相應(yīng)的電平就可以使得電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的最小角度為90度。為了實(shí)現(xiàn)更加小角度的供電，本次設(shè)計(jì)中的供電順序：A、AB、B、BA-、A-、A-B-、B-、B-A，轉(zhuǎn)動(dòng)的最小角度為45°。

?

四、程序框圖

?

?

五、代碼說明

? ? 代碼由延時(shí)函數(shù)、按鍵掃描函數(shù)、模式判斷函數(shù)、中斷初始化函數(shù)、調(diào)速函數(shù)、主函數(shù)組成。

? ? 延時(shí)函數(shù)用于調(diào)節(jié)給電機(jī)供電的時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速。

? ? 按鍵掃描函數(shù)用來判斷哪個(gè)鍵被按下，從而實(shí)現(xiàn)對應(yīng)功能。

? ? 模式判斷函數(shù)根據(jù)按鍵掃描的返回值執(zhí)行相應(yīng)功能。

? ? 中斷初始化函數(shù)定義了兩個(gè)中斷。

? ? 調(diào)速函數(shù)通過兩個(gè)中斷函數(shù)實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的加減速。

? ? 主函數(shù)調(diào)用并執(zhí)行子函數(shù)。 ???

1.主函數(shù)

? ? 主函數(shù)聲明兩個(gè)中斷函數(shù)，并進(jìn)入子程序的循環(huán)，即先按鍵掃描，返回值再進(jìn)入模式判斷函數(shù)。?

?

/****************************主函數(shù)**********************************/       
void main(void)
{
  Int0Init();//聲明加速的中斷
  Int1Init();//聲明減速的中斷
  while(1)
  {
    mode(key());//先按鍵掃描，后選擇模式
  }		
}

聲明部分。定義順時(shí)針和逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)供電的順序，分別放到兩個(gè)數(shù)組里；定義數(shù)碼管顯示的供電；定義全局變量V用來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速、全局變量D用來調(diào)節(jié)顯示的速度檔。

#include <REGX51.H>

unsigned char SSZ[] = {0x08,0x0a,0x02,0x06,0x04,0x05,0x01,0x09};//順時(shí)針數(shù)組
unsigned char NSZ[] = {0x09,0x01,0x05,0x04,0x06,0x02,0x0a,0x08};//逆時(shí)針數(shù)組
smg[17]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};//用于顯示檔速
int V=500,D=1;//V在延時(shí)函數(shù)中，用于調(diào)速；D用來控制數(shù)碼管顯示的數(shù)字
int i=4;//先使電機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)
int n=0;//用于循環(huán)給電機(jī)通電

?

2.子函數(shù)1

????延時(shí)函數(shù)用于調(diào)節(jié)給電機(jī)供電的時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速。

/***************************延時(shí)函數(shù)*******************************/
void delay(unsigned int t)//調(diào)節(jié)給電機(jī)供電的時(shí)間，從而調(diào)速	
{
  while(t--);
}

?

3.子函數(shù)2

? ? 按鍵掃描函數(shù)用來判斷哪個(gè)鍵被按下，從而實(shí)現(xiàn)對應(yīng)功能。

/***************************按鍵掃描***************************************/
int key()
{
  if(P0_0==0) i=1;//順時(shí)針
  if(P0_1==0) i=2;//逆時(shí)針
  if(P0_2==0) i=3;//啟動(dòng)/回到初速度
  if(P0_3==0) i=4;//停機(jī)
  return i;
}  

?

4.子函數(shù)3

? ? 模式判斷函數(shù)根據(jù)按鍵掃描的返回值執(zhí)行相應(yīng)功能。停機(jī)即不給電機(jī)供電并使數(shù)碼管顯示0。啟動(dòng)會(huì)首先給全局變量V賦值500保證一定的延時(shí)，達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速，并且速度檔先為1。正轉(zhuǎn)使用順時(shí)針數(shù)組內(nèi)規(guī)則供電，反轉(zhuǎn)使用逆時(shí)針數(shù)組內(nèi)規(guī)則供電，并根據(jù)全局變量D的值顯示速度檔。

/****************************模式判斷**************************************/  
void mode(int i)//由按鍵掃描返回值判斷 
{
  switch(i)
  {
/****************停機(jī)****************/    
	case 4:
	  P2=0X00;//不給電機(jī)供電
	  P1=~smg[0];//數(shù)碼管顯示0
	  break;  
/****************啟動(dòng)/重啟****************/ 
	case 3:
	  V=500;//啟動(dòng)的速度/初速度
	  D=1;//速度1檔，自動(dòng)進(jìn)入模式1
/****************模式1 正轉(zhuǎn)****************/
	case 1:
	  while(1)
	  {
	    for(n=0;n<8;n++)//循環(huán)供電
		{
		  P2=SSZ[n];//供電
		  delay(V);//延時(shí)
		  P1=~smg[D];//顯示速度檔
		}
		break;
	  }  
	 break; 	 
/****************模式2 反轉(zhuǎn)****************/
	case 2:
	  while(1)
	  {
	    for(n=0;n<8;n++)//循環(huán)供電
		{
		  P2=NSZ[n];//供電
		  delay(V);//延時(shí)
		  P1=~smg[D];//顯示速度檔
		}
		break;
	  }
	  break; 	       
  }
}

?

5.子函數(shù)4

? ? 中斷初始化函數(shù)定義兩個(gè)外部中斷從而實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)的加速和減速。

/*************************中斷初始化*****************************/
void Int0Init()//加速
{
  IT0=1;
  EX0=1;
  EA=1;
}

void Int1Init()//減速
{
  IT1=1;
  EX1=1;
  EA=1;
}

?

6.子函數(shù)5

? ? 調(diào)速函數(shù)的實(shí)質(zhì)是兩個(gè)中斷函數(shù)。如果對應(yīng)按鍵按下，會(huì)使全局變量V加或減相應(yīng)值實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的改變，同時(shí)全局變量D也會(huì)加或減1，從而改變數(shù)碼管顯示的速度檔。

/*************************調(diào)速函數(shù)****************************/
void Int0() interrupt 0	 //加速
{
  if(P3_2==0)//判斷加速鍵是否被按下
  {
    delay(2000);//消抖
    if(P3_2==0)//消抖后再次判斷
	{
      V=V-50;//延時(shí)時(shí)間減少，所以速度增加
	  D=D+1;//速度檔加1
	}
  }
}

void Int1() interrupt 2	 //減速
{
  if(P3_3==0)//判斷減速鍵是否被按下
  {
    delay(2000);//消抖
    if(P3_3==0)//消抖后再次判斷
	{
      V=V+50;//延時(shí)時(shí)間增加，所以速度減少
	  D=D-1;//速度檔減1
	}
  }
}

?六、結(jié)束語

? ? 本函數(shù)實(shí)現(xiàn)了步進(jìn)電機(jī)的基本控制，但是可拓展的地方還有很多，比如使用動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示，使用LCD1602液晶顯示屏顯示均可。還可以通過計(jì)算延時(shí)函數(shù)的長短，計(jì)算出電機(jī)轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間，從而計(jì)算轉(zhuǎn)速。另外還可以使用計(jì)數(shù)器來計(jì)算電機(jī)1s內(nèi)轉(zhuǎn)了多少圈，也可以用來計(jì)算轉(zhuǎn)速。留待后期開發(fā)，還有很多可以探索的功能。

七、演示視頻

八、源代碼

#include <REGX51.H>

unsigned char SSZ[] = {0x08,0x0a,0x02,0x06,0x04,0x05,0x01,0x09};//順時(shí)針數(shù)組
unsigned char NSZ[] = {0x09,0x01,0x05,0x04,0x06,0x02,0x0a,0x08};//逆時(shí)針數(shù)組
smg[17]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};//用于顯示檔速
int V=500,D=1;//V在延時(shí)函數(shù)中，用于調(diào)速；D用來控制數(shù)碼管顯示的數(shù)字
int i=4;//先使電機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)
int n=0;//用于循環(huán)給電機(jī)通電
/***************************延時(shí)函數(shù)*******************************/
void delay(unsigned int t)//調(diào)節(jié)給電機(jī)供電的時(shí)間，從而調(diào)速	
{
  while(t--);
}
/***************************按鍵掃描***************************************/
int key()
{
  if(P0_0==0) i=1;//順時(shí)針
  if(P0_1==0) i=2;//逆時(shí)針
  if(P0_2==0) i=3;//啟動(dòng)/回到初速度
  if(P0_3==0) i=4;//停機(jī)
  return i;
}  
/****************************模式判斷**************************************/  
void mode(int i)//由按鍵掃描返回值判斷 
{
  switch(i)
  {
/****************停機(jī)****************/    
	case 4:
	  P2=0X00;//不給電機(jī)供電
	  P1=~smg[0];//數(shù)碼管顯示0
	  break;  
/****************啟動(dòng)/重啟****************/ 
	case 3:
	  V=500;//啟動(dòng)的速度/初速度
	  D=1;//速度1檔，自動(dòng)進(jìn)入模式1
/****************模式1 正轉(zhuǎn)****************/
	case 1:
	  while(1)
	  {
	    for(n=0;n<8;n++)//循環(huán)供電
		{
		  P2=SSZ[n];//供電
		  delay(V);//延時(shí)
		  P1=~smg[D];//顯示速度檔
		}
		break;
	  }  
	 break; 	 
/****************模式2 反轉(zhuǎn)****************/
	case 2:
	  while(1)
	  {
	    for(n=0;n<8;n++)//循環(huán)供電
		{
		  P2=NSZ[n];//供電
		  delay(V);//延時(shí)
		  P1=~smg[D];//顯示速度檔
		}
		break;
	  }
	  break; 	       
  }
}
/*************************中斷初始化*****************************/
void Int0Init()//加速
{
  IT0=1;
  EX0=1;
  EA=1;
}

void Int1Init()//減速
{
  IT1=1;
  EX1=1;
  EA=1;
}
/*************************調(diào)速函數(shù)****************************/
void Int0() interrupt 0	 //加速
{
  if(P3_2==0)//判斷加速鍵是否被按下
  {
    delay(2000);//消抖
    if(P3_2==0)//消抖后再次判斷
	{
      V=V-50;//延時(shí)時(shí)間減少，所以速度增加
	  D=D+1;//速度檔加1
	}
  }
}

void Int1() interrupt 2	 //減速
{
  if(P3_3==0)//判斷減速鍵是否被按下
  {
    delay(2000);//消抖
    if(P3_3==0)//消抖后再次判斷
	{
      V=V+50;//延時(shí)時(shí)間增加，所以速度減少
	  D=D-1;//速度檔減1
	}
  }
}
/****************************主函數(shù)**********************************/       
void main(void)
{
  Int0Init();//聲明加速的中斷
  Int1Init();//聲明減速的中斷
  while(1)
  {
    mode(key());//先按鍵掃描，后選擇模式
  }		
}

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到了這里，關(guān)于51單片機(jī)步進(jìn)電機(jī)全套資料（啟停+正反轉(zhuǎn)+加減速+顯示速度+中斷）【源程序+流程圖+接線圖+視頻+答辯報(bào)告】綜合設(shè)計(jì)首選的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！