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摘 要 本文利用一个常用的永磁式步进电机，介绍了如何使用单片机进行步进电机的控制，通过对电路图、程序设计和程序分析对这个系统进行了全面解释。
关键词 单片机；步进电机；控制
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）021-092-01
这里采用常见的永磁式步进电机，演示如何使用单片机进行步进电机的控制。这里需要实现的主要功能是：
1）系统上电后，电机不会转动，如果按下启动按钮时，电机就会以每分钟25转的速度进行旋转。
2）电机在运行的过程中，如果按下加1按钮，电机的旋转速度增加。
3）电机在运行的过程中，如果按下减1按钮，电机的旋转速度降低。
4）设定电机最高的旋转速度为100转/分，最低的旋转速度为25转/分。
5）电机在运行的过程中，按下停止按钮，电机停止旋转。
6）在数码管上把电机的旋转速度显示出来。
图1 电路图
下面介绍整个系统的设计。
1 电路图
这里采用AT89C51作为控制微处理器，整个系统的电路图，如图1所示。系统所使用的元器件列表，如表1所示。
型号为35BY38S03的步进电机在正常运转时的电压要求为12付，最大能够允许的电流为0.26安，我们可以用开路输出达林顿驱动器（ULN2003）当做整个系统的驱动，用P1.4～P1.7对线圈进行开合的控制。当整个系统通电时，P1.4～P1.7都设置高电平，步进电机这个时候不运转。如果按顺序把P1.4～P1.7切换到低电平的时候，就可以对步进电机进行驱动，使电机运转。在此要注意，同一时刻只能有一个输出引脚变为高电平。
如上所述，变化P1.4～P1.7轮流变低电平的时间就可以改变电机的旋转速度。在此我们用定时的方法来实现，下面我们来计算定时的时间。
按照上面的相关要求，步进电机最低的旋转速度为25转/分，而在此所用的步进电机的步距角是7.50度，也就是说48个脉冲电机就可以旋转1周。所以1200脉冲/分就能满足最低转速的要求，相当于50毫秒/脉冲。48000脉冲/分就能满足最高转速的要求，相当于12.5毫秒/脉冲。在系统中我们用的是11.0592 MHz的晶振，所以定时初值TH1和TL1可以根据定时时间算出。
2 程序设计
这里采用汇编语言编写程序，具体操作步骤如下。1）打开? Vision3。在? Vision3中，选择“Project”→“New Project”命令，新建一个工程，并保存。
2）在弹出的选择器件对话框中选择Atmel公司的AT89C51。
3）单击“确定”，按钮，弹出“? Vision3”对话框。单击”是”按钮，完成工程的建立。
4）选择“File”→“New”命令，新建一个程序文件，并保存为*.asm文件。在其中可以进行程序设计。本例中的主要代码示例如下：
5）程序编写完毕后，便可以进行编译。
3 程序分析
在主程序中主要执行的步骤如下。
1）首先初始化各变量，开中断，以及启动定时器，并且隐蔽掉显示器上的高三位，把用来驱动步进电机的各个引脚设置为高电平，步进电机不运转。
2）初始化完毕后，如果按下了按钮，一切指令根据键盘来处理，如果没有按下按钮就跳到下一步。
3）用BCD码代替电机的旋转速度，并且送入到显示的缓冲区。
4）判断Work State这个位变量，是“0”还是“1”。只有位变量是“1”的时候T1开启，其他的时候都是关闭；T1关闭时，将P1.4～P1.7均置高。
至此，主程序的所有工作就结束了。
定时器T1的中断服务程序用来进行步进电机的驱动。这里，在每次T1定时时间到达以后，需要将P1.4～P1.7依次接通，实现电机的转动。程序中使用变量LoopDJ，实现循环接通P1.4～P1.7的功能。
4 结束语
单片机对步进电机的控制需要各个环节的合理控制，程序的编写与分析是重中之重，希望我的文章可以帮助大家，不当之处敬请读者指正。
参考文献
[1]代子凤，吴锋.基于单片机的步进电机的驱动控制[J].机床电器，2009（06）.
[2]李晓贞，王福志，王忠举，张晓辉，朱志伟.基于单片机的步进电机调速研究[J].农业装备与车辆工程，2008（05）.
[3]陈石龙.基于单片机的步进电机控制系统[J].宁德师专学报（自然科学版），2009（01）.
作者简介
杨凯，男，工学学士，助理讲师，安徽省第一轻工业学校电子与信息技术专业教师。
关键词 单片机；步进电机；控制
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）021-092-01
这里采用常见的永磁式步进电机，演示如何使用单片机进行步进电机的控制。这里需要实现的主要功能是：
1）系统上电后，电机不会转动，如果按下启动按钮时，电机就会以每分钟25转的速度进行旋转。
2）电机在运行的过程中，如果按下加1按钮，电机的旋转速度增加。
3）电机在运行的过程中，如果按下减1按钮，电机的旋转速度降低。
4）设定电机最高的旋转速度为100转/分，最低的旋转速度为25转/分。
5）电机在运行的过程中，按下停止按钮，电机停止旋转。
6）在数码管上把电机的旋转速度显示出来。
图1 电路图
下面介绍整个系统的设计。
1 电路图
这里采用AT89C51作为控制微处理器，整个系统的电路图，如图1所示。系统所使用的元器件列表，如表1所示。
型号为35BY38S03的步进电机在正常运转时的电压要求为12付，最大能够允许的电流为0.26安，我们可以用开路输出达林顿驱动器（ULN2003）当做整个系统的驱动，用P1.4～P1.7对线圈进行开合的控制。当整个系统通电时，P1.4～P1.7都设置高电平，步进电机这个时候不运转。如果按顺序把P1.4～P1.7切换到低电平的时候，就可以对步进电机进行驱动，使电机运转。在此要注意，同一时刻只能有一个输出引脚变为高电平。
如上所述，变化P1.4～P1.7轮流变低电平的时间就可以改变电机的旋转速度。在此我们用定时的方法来实现，下面我们来计算定时的时间。
按照上面的相关要求，步进电机最低的旋转速度为25转/分，而在此所用的步进电机的步距角是7.50度，也就是说48个脉冲电机就可以旋转1周。所以1200脉冲/分就能满足最低转速的要求，相当于50毫秒/脉冲。48000脉冲/分就能满足最高转速的要求，相当于12.5毫秒/脉冲。在系统中我们用的是11.0592 MHz的晶振，所以定时初值TH1和TL1可以根据定时时间算出。
2 程序设计
这里采用汇编语言编写程序，具体操作步骤如下。1）打开? Vision3。在? Vision3中，选择“Project”→“New Project”命令，新建一个工程，并保存。
2）在弹出的选择器件对话框中选择Atmel公司的AT89C51。
3）单击“确定”，按钮，弹出“? Vision3”对话框。单击”是”按钮，完成工程的建立。
4）选择“File”→“New”命令，新建一个程序文件，并保存为*.asm文件。在其中可以进行程序设计。本例中的主要代码示例如下：
5）程序编写完毕后，便可以进行编译。
3 程序分析
在主程序中主要执行的步骤如下。
1）首先初始化各变量，开中断，以及启动定时器，并且隐蔽掉显示器上的高三位，把用来驱动步进电机的各个引脚设置为高电平，步进电机不运转。
2）初始化完毕后，如果按下了按钮，一切指令根据键盘来处理，如果没有按下按钮就跳到下一步。
3）用BCD码代替电机的旋转速度，并且送入到显示的缓冲区。
4）判断Work State这个位变量，是“0”还是“1”。只有位变量是“1”的时候T1开启，其他的时候都是关闭；T1关闭时，将P1.4～P1.7均置高。
至此，主程序的所有工作就结束了。
定时器T1的中断服务程序用来进行步进电机的驱动。这里，在每次T1定时时间到达以后，需要将P1.4～P1.7依次接通，实现电机的转动。程序中使用变量LoopDJ，实现循环接通P1.4～P1.7的功能。
4 结束语
单片机对步进电机的控制需要各个环节的合理控制，程序的编写与分析是重中之重，希望我的文章可以帮助大家，不当之处敬请读者指正。
参考文献
[1]代子凤，吴锋.基于单片机的步进电机的驱动控制[J].机床电器，2009（06）.
[2]李晓贞，王福志，王忠举，张晓辉，朱志伟.基于单片机的步进电机调速研究[J].农业装备与车辆工程，2008（05）.
[3]陈石龙.基于单片机的步进电机控制系统[J].宁德师专学报（自然科学版），2009（01）.
作者简介
杨凯，男，工学学士，助理讲师，安徽省第一轻工业学校电子与信息技术专业教师。