怎么用8051單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)？

在本文中，講解了怎么用8051單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)廣泛用于工業(yè)、醫(yī)療、消費(fèi)電子應(yīng)用。簡(jiǎn)而言之，它用于任何需要物體精確旋轉(zhuǎn)或定位的地方。

一、什么是步進(jìn)電機(jī)？

步進(jìn)電機(jī)是一種無(wú)刷電機(jī)，可將電脈沖轉(zhuǎn)換為機(jī)械旋轉(zhuǎn)。顧名思義，它根據(jù)輸入脈沖逐步旋轉(zhuǎn)。步進(jìn)電機(jī)通常具有多個(gè)勵(lì)磁線圈（相）和帶齒轉(zhuǎn)子。電機(jī)的步長(zhǎng)由轉(zhuǎn)子上的相數(shù)和齒數(shù)決定。步長(zhǎng)是轉(zhuǎn)子在一步中的角位移。如果步進(jìn)電機(jī)有4相50個(gè)齒，則需要50×4=200步才能旋轉(zhuǎn)一整圈。所以步距角將為360/200=1.8°。

我們使用的步進(jìn)電機(jī)有4極和一個(gè)1/64減速齒輪機(jī)構(gòu)，用于增加扭矩。電機(jī)的步距角為5.64°。但考慮減速機(jī)時(shí)，輸出軸的步距角為5.64/64°。步進(jìn)電機(jī)的內(nèi)部示意圖如下：

步進(jìn)電機(jī)通過(guò)在給定時(shí)間內(nèi)一一打開(kāi)各個(gè)相位來(lái)旋轉(zhuǎn)。序列如下圖所示：

二、原理圖

將步進(jìn)電機(jī)連接到8051的電路圖如上所示。P1.0、P1.1、P1.2、P1.3引腳分別用于控制步進(jìn)電機(jī)的A1、A2、A3、A4相。ULN2003用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的各個(gè)相位。ULN2003是一種達(dá)林頓晶體管陣列，用于驅(qū)動(dòng)繼電器和電機(jī)等大電流負(fù)載。ULN2003有8個(gè)獨(dú)立的通道，每個(gè)通道的容量為1A。通道可以并聯(lián)以增加電流容量。每個(gè)通道都配有獨(dú)立的續(xù)流二極管。ULN2003工作在電流吸收模式。每個(gè)通道通過(guò)在相應(yīng)輸入處提供邏輯低電平來(lái)激活。例如，如果我們將ULN2003的引腳1設(shè)為低電平，則步進(jìn)電機(jī)的A1相被接通。

程序首先清除P1.0以激活步進(jìn)電機(jī)的第1相（A1）。該條件保持65毫秒，然后設(shè)置P1.0以停用電機(jī)的第1階段。然后對(duì)端口引腳P1.1到P1.3重復(fù)相同的過(guò)程，整個(gè)循環(huán)一遍又一遍地重復(fù)，使電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

單片機(jī)的定時(shí)器0配置為模式1以產(chǎn)生65毫秒的延遲，65mS是每個(gè)控制脈沖的寬度。

三、程序代碼

A1 EQU P1.0
A2 EQU P1.1
A3 EQU P1.2
A4 EQU P1.3
ORG 00H
MOV TMOD,#00000001B
MAIN:
CLR A1
ACALL DELAY
SETB A1
CLR A2
ACALL DELAY
SETB A2
CLR A3
ACALL DELAY
SETB A3 
CLR A4
ACALL DELAY
SETB A4
SJMP MAIN
      
DELAY:MOV R6,#1D       
BACK: MOV TH0,#00000000B   
      MOV TL0,#00000000B   
      SETB TR0             
HERE2: JNB TF0,HERE2        
      CLR TR0              
      CLR TF0             
      DJNZ R6,BACK
      RET