实验五 步进电机驱动实验

实验五步进电机驱动实验一、实验目的1．学习步进电机工作原理。2．学习步进电机与单片机的接口电路设计和编程。二、实验设备1．USB线2．单片机最小系统系统教学实验模块3．步进电机实验模块三、实验要求1.要求采用4相8拍的工作方式通过按键控制步进电机的正转、反转和停止。2.用Proteus仿真软件画出实验电路图，将在uVision3IDE软件中生成*.hex下载到Proteus仿真电路图中的单片机芯片中，观察实验现象。四、实验原理步进电机可以通过给相应磁极加以脉冲，来对旋转角度和转动速度进行高精度的控制。采用单片机来进行步进电机的控制，接口电路简单，控制灵活，因此有比较广泛的应用。1.步进电机的控制实验装置上采用的步进电机为四相6线制混合型步进电机，电源＋12VDC，如图8－1所示。通过单片机口线按顺序给A、B、C、D绕相组施加有序的脉冲直流，就可以控制电机的转动，从而完成了数字→角度的转换。转动的角度大小与施加的脉冲数成正比，转动的速度与脉冲频率成正比，而转动方向则与脉冲的顺序有关。2.步进电机的驱动电路ULN2003是一个大电流驱动器，为达林顿管阵列电路，可输出500mA电流，同时起到电路隔离作用，各输出端与COM间有起保护作用的反相二极管。步进电机与单片机的接口电路如图5-1所示。图5-1步进电机的驱动电路3.步进电机的工作方式四相步进电机的工作方式：单相四拍工作方式：电机控制绕组A、B、C、D相的正转通电顺序为A→B→C→D→A；反转的通电顺序为：A→D→C→B→A；4相8拍工作方式：正转绕组的通电顺序为A→AB→B→BC→C→CD→D→DA；反转绕组的通电顺序为DA→D→DC→C→CB→B→BA→A。双4拍的工作方式：正转绕组通电顺序为AB→BC→CD→DA；反转绕组通电顺序为AD→CD→BC→AB。对于电路图5-1，要使步进电机工作在4相8拍工作方式下正转，则应依次给P1口送01H→03H→02H→06H→04H→0CH→08H→09H，反转则依次送09H→08H→0CH→04H→06H→02H→03H→01H即可。五、实验步骤1、按照图5-1的电路原理，用导线正确连接步进电机实验模块、按键模块和单片机最小系统模块。2、示例程序如下：#include<reg51.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharucharcodeFFW[]={0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08,0x09};//正转的控制字ucharcodeREV[]={0x09,0x08,0x0c,0x04,0x06,0x02,0x03,0x01};//反转的控制字sbitK1=P3^0;sbitK2=P3^1;sbitK3=P3^2;voidDelayMS(uintms){ uchari; while(ms--) { for(i=0;i<120;i++); }}voidSETP_MOTOR_FFW(ucharn){ uchari,j; for(i=0;i<5*n;i++) { for(j=0;j<8;j++) { if(K3＝＝0) break; P1=FFW[j]; DelayMS(25); } }}voidSETP_MOTOR_REV(ucharn){ uchari,j; for(i=0;i<5*n;i++) { for(j=0;j<8;j++) { if(K3＝＝0) break; P1=REV[j]; DelayMS(25); } }}voidmain(){ ucharN=3; while(1) { if(K1＝=0) { SETP_MOTOR_FFW(N); if(K3＝＝0)break; } elseif(K2＝＝0) { SETP_MOTOR_REV(N); if(K3==0)break; } else { P0=0xfb; P1=0x03; } }}3、仿真电路图将在uVision3IDE软件中生成*.hex下载到Proteus仿真电路图中的单片机芯片中，观察实验现象，实验仿真电路如图5-2所示。选取的元器件：（1）单片机：AT89C51（2）电阻：RES（3）开关：BUTTON（4）瓷片电容：CAP（5）电解电容：CAP-ELEC（6）步进电机：MOTOR-STEPPER（7）晶振：CRYSTAL（8）达林顿管：ULN2003A图5-2硬件仿真图和仿真结果六