基于单片机的步进电机控制系统

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基于单片机的步进电机控制系统基于单片机的步进电机控制系统
陈 石 龙
( 宁德师范高等专科学校现代教育技术室， 辅 宁德 3 5 2 1 0 0 )
摘要：采用基于 A T 8 9 C 5 1 单片机为核心， 包括系统硬件设计和系统软件设计， 来实现对步进电机的控制.
系统为-自动控制系统， 通过按键向单片机输送控制信号， 控制步进电机的转速和正反转， 以及控制悬挂物体
在做 自行运动. 采 用 AT 8 9 C 5 1单片机指令系统进行编程来实现软件部分. 经测试 ， 系统能实现上述功能.
关键词：AT 8 9 C 5 1 ；步进 电机 ；控制系统
中图分类号：T P 3 6 8 . 1 文献标识码： A 文章编号： 1 0 0 4 - 2 9 1 1 ( 2 0 0 9 ) 0 1 - 0 0 1 6 - 0 4
在电气时代的今天， 电动机-直在现代的生产和生活起着十分重要 的作用. 据资料统计， 现在有 9 0 %
以上的动力源来自于电动机， 我国生产的电能大约有 6 0 %用于电动机. 电动机与人们的生活密切相关.
步进电动机作为机电-体化的关键产品之-， 是-种专门用于位置和速度精确控制的特种电机. 其最大
特点是 数字性” ， 在控制器的推动下运转-个角度， 称为-步或步矩角， 非常适合微机和单片机控制. 随
着微电子和计算机技术的发展 ， 步进电机的需求量与 日俱增 ， 在国民经济各个领域都有应用. 鉴此 ， 设计
开发了-种基于单片机的步进电机控制系统.
1 设计方案
本控制系统采用 A T ME L公司 MC S - 5 1系列单片机 A T 8 9 C 5 1 作为微处理器. A T 8 9 C 5 1内部有 4 K的
可编程 E P R O M、 1 2 8字节的R A M( 其中有 l 6个字节既可以作-般的R A M单元使用 ， 又可对 1 2 8位进
行位操作 ) 、 2 1 个特殊功能寄存器 、 2个 1 6位的定时计数器 以及-个全双工 串行 口， 对外有 4个端 口、 3 2
条 I / O线， 它们都具有位寻址功能， 使用非常方便.
系统采用的步进电机为 Q H 4 - 4 1 1 9型两相永磁式步进电机， 每相线圈的电阻约为7 0 Q. 笔者采用单
电压驱动电路来驱动步进电机， 在本质上它是-个简单的反相器. 该驱动电路-般适用于小功率步进电
动机的驱动. 本设计 中的步进电机都是小功率的步进电动机 ， 通过对软件的控制来改变步进电机的转速
大型正反转向的要求.
电源电路采用单路固定稳压电源电路， 并提供给硬件电路工作电源. 使用加速键、 减速键、 启停键、
正反转键 、 运动键控制步进电机. 其整体框图如图 1 所示.
2 硬件结构
2. 1 电源部分
2 . 1 . 1 工作原理 将外界低压交流电通过
4个二极管组成的整流桥进行整流 ， 并通过
电容滤波，最后经稳压器 7 8 1 2 、 7 8 0 5稳压
输出 1 2 V、 5 V的直流稳压电源. 由于稳压
器 7 8 1 2所 能承受的电压范 围为 1 5 ～ 4 5 V，
最佳输入电压取值为 1 5 ～ 2 0 V， 所以选择比
较适合的 1 5 V交流电作为输入电源.硬件
暮 l 茧 臣 口 - 匝 - 臣 - - - - I 图 1步进电机控制系统整体框图
收稿 日期 ：2 O 0 9 - 0 2 -1 O .
作者简介： 陈 ( 1 9 8 4 - ) ， 男， 见习助理工程师， 辅福安人， 现从事高校现代教育技术工作及研究.
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