51單片機實現四相步進電機控制實例

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工作原理見書《51單片機應用及原理——基於KeilC和Proteus，陳海宴》P178-180

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步進電機控制應用實例

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設計要求：

• 採用定時中斷方式控制步進機的轉速，定時單位時長為10ms。
• 速度設置在1/2/3/4四個檔位，1檔最快，依次遞減，能夠控制步進電機的停、轉和方向，同時顯示步進機的當前檔位。

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設計思路：

• 通過P1控制步進電機的轉動，P1.0->a，P1.1->b，P1.2->c，P1.3->d，ULN2003A作為步進電機驅動
• P2.0-P2.3對應數位管顯示（使用7447晶元對應將BCD碼轉換成7端LED數位管），通過7447簡單驅動數位管（P2只需要發送1/2/3/4即可）
• 通過定時器計數，到達設定值時步進電機轉動1/4圈，計數清零

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元件清單：

• AT89C51
• BUTTON
• MOTOR-STEPPER
• RESPACK-8
• 7SEG-COM-ANODE
• ULN2003A
• 7447

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實現代碼：

  1 #include <reg52.h>
  2 typedef unsigned char uchar;
  3 uchar direction = 0;  //0為正轉,1為反轉
  4 uchar onoff = 0; //關為0,開為1
  5 uchar n = 0; //每次定時器中斷觸發時n++,當n==max時電機轉動1/4
  6 uchar max = 10;
  7 uchar index = 0; //通過index指示電機轉動,AB,BC,CD,DA
  8 sbit LED = P3 ^ 7; //當n==max時LED閃爍提示
  9 int main()
 10 {
 11     /* LED */
 12     P2 = 0xff;
 13     /* 初始化中斷 */
 14     EA = 1;
 15     EX0 = 1; //要用到的中斷是兩個外部中斷和定時器中斷0
 16     IT0 = 1;
 17     EX1 = 1;
 18     IT1 = 1;
 19     ET0 = 1;
 20     /* 定時器0 */
 21     TMOD = 0x01; //使用定時器0,方式1
 22     TH0 = (65536 - 10000) / 256; //12MHz晶振下,定時器為10ms觸發中斷,更方便觀察轉動情況
 23     TL0 = (65536 - 10000) % 256;
 24     TR0 = 1;
 25     while(1)
 26     {
 27         switch(P0)
 28         {
 29         case 0xfe: //11111110
 30             max = 1;
 31             P2 = 1;
 32             break;
 33         case 0xfd: //11111101
 34             max = 10;
 35             P2 = 2;
 36             break;
 37         case 0xfb: //11111011
 38             max = 50;
 39             P2 = 3;
 40             break;
 41         case 0xf7: //11110111
 42             max = 100;
 43             P2 = 4;
 44             break;
 45         }
 46     }
 47 }
 48 void Stop()interrupt 0
 49 {
 50     onoff++;
 51     if (onoff > 1)
 52         onoff = 0;
 53 }
 54 void int1()interrupt 2
 55 {
 56     direction++;
 57     if (direction > 1)
 58         direction = 0;
 59 }
 60 void delay50ms(void)
 61 {
 62     unsigned char a, b;
 63     for(b = 173; b > 0; b--)
 64         for(a = 143; a > 0; a--);
 65 }
 66 void time()interrupt 1
 67 {
 68     TH0 = (65536 - 10000) / 256;
 69     TL0 = (65536 - 10000) % 256;
 70     if (onoff == 1) //在開狀態下
 71     {
 72         if (n == max) //設定檔位速度,經過了max次中斷後,步進電機轉1/4圈
 73         {
 74             LED = 0; //每次n==max時LED閃爍
 75             delay50ms();
 76             LED = 1;
 77             if (direction == 0)
 78             {
 79                 switch(index) //正轉時以AB,BC,CD,DA順序
 80                 {
 81                 case 0:P1 = 0x03;break; //00000011 AB高電平
 82                 case 1:P1 = 0x06;break; //00000110 BC高電平
 83                 case 2:P1 = 0x0c;break; //00001100 CD高電平
 84                 case 3:P1 = 0x09;break; //00001001 DA高電平
 85                 }
 86                 index ++; 
 87                 if (index == 4) //步進電機轉完一圈時index清零
 88                     index = 0;
 89                 n = 0; //到達max,n重置為0
 90             }
 91             if (direction == 1)
 92             {
 93                 switch(index) //反轉時以DA,CD,BC,AB順序
 94                 {
 95                 case 0:P1 = 0x09;break;
 96                 case 1:P1 = 0x0c;break;
 97                 case 2:P1 = 0x06;break;
 98                 case 3:P1 = 0x03;break;
 99                 }
100                 index ++;
101                 if (index == 4)
102                     index = 0;
103                 n = 0;
104             }
105             else n = 0;
106         }
107         n++; //n!=max時,n++
108     }
109     else n = 0; //在關狀態下,n始終為0,無法觸發電機轉動
110 }