基于单片机的四相步进电机控制设计

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设计要求：

• 采用定时中断方式控制步进机的转速，定时单位时长为10ms。

• 速度设置在1/2/3/4四个档位，1档最快，依次递减，能够控制步进电机的停、转和方向，同时显示步进机的当前档位。

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设计思路：

• 通过P1控制步进电机的转动，P1.0->a，P1.1->b，P1.2->c，P1.3->d，ULN2003A作为步进电机驱动

• P2.0-P2.3对应数码管显示（使用7447芯片对应将BCD码转换成7端LED数码管），通过7447简单驱动数码管（P2只需要发送1/2/3/4即可）

• 通过定时器计数，到达设定值时步进电机转动1/4圈，计数清零

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元件清单：

• AT89C51

• BUTTON

• MOTOR-STEPPER

• RESPACK-8

• 7SEG-COM-ANODE

• ULN2003A

• 7447

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实现代码：

#include

typedef unsigned char uchar;

uchar direction = 0;  //0为正转,1为反转

uchar onoff = 0; //关为0,开为1

uchar n = 0; //每次定时器中断触发时n++,当n==max时电机转动1/4

uchar max = 10;

uchar index = 0; //通过index指示电机转动,AB,BC,CD,DA

sbit LED = P3 ^ 7; //当n==max时LED闪烁提示

int main()

{

    /* LED */

    P2 = 0xff;

    /* 初始化中断 */

    EA = 1;

    EX0 = 1; //要用到的中断是两个外部中断和定时器中断0

    IT0 = 1;

    EX1 = 1;

    IT1 = 1;

    ET0 = 1;

    /* 定时器0 */

    TMOD = 0x01; //使用定时器0,方式1

    TH0 = (65536 - 10000) / 256; //12MHz晶振下,定时器为10ms触发中断,更方便观察转动情况

    TL0 = (65536 - 10000) % 256;

    TR0 = 1;

    while(1)

    {

        switch(P0)

        {

        case 0xfe: //11111110

            max = 1;

            P2 = 1;

            break;

        case 0xfd: //11111101

            max = 10;

            P2 = 2;

            break;

        case 0xfb: //11111011

            max = 50;

            P2 = 3;

            break;

        case 0xf7: //11110111

            max = 100;

            P2 = 4;

            break;

        }

    }

}

void Stop()interrupt 0

{

    onoff++;

    if (onoff > 1)

        onoff = 0;

}

void int1()interrupt 2

{

    direction++;

    if (direction > 1)

        direction = 0;

}

void delay50ms(void)

{

    unsigned char a, b;

    for(b = 173; b > 0; b--)

        for(a = 143; a > 0; a--);

}

void time()interrupt 1

{

    TH0 = (65536 - 10000) / 256;

    TL0 = (65536 - 10000) % 256;

    if (onoff == 1) //在开状态下

    {

        if (n == max) //设定档位速度,经过了max次中断后,步进电机转1/4圈

        {

            LED = 0; //每次n==max时LED闪烁

            delay50ms();

            LED = 1;

            if (direction == 0)

            {

                switch(index) //正转时以AB,BC,CD,DA顺序

                {

                case 0:P1 = 0x03;break; //00000011 AB高电平

                case 1:P1 = 0x06;break; //00000110 BC高电平

                case 2:P1 = 0x0c;break; //00001100 CD高电平

                case 3:P1 = 0x09;break; //00001001 DA高电平

                }

                index ++; 

                if (index == 4) //步进电机转完一圈时index清零

                    index = 0;

                n = 0; //到达max,n重置为0

            }

            if (direction == 1)

            {

                switch(index) //反转时以DA,CD,BC,AB顺序

                {

                case 0:P1 = 0x09;break;

                case 1:P1 = 0x0c;break;

                case 2:P1 = 0x06;break;

                case 3:P1 = 0x03;break;

                }

                index ++;

                if (index == 4)

                    index = 0;

                n = 0;

            }

            else n = 0;

        }

        n++; //n!=max时,n++

    }

    else n = 0; //在关状态下,n始终为0,无法触发电机转动

}