单片机控制步进电机

女爷i 2022-01-22 15:49 368阅读 0赞

**简介：**  
用单片机控制步进电机正转 反转 加速 减速；  
由LCD1602实时显示步进电机的状态；F-正转 B-反转；数字越大，转速越大；  
**仿真原理图如下：**  
MCU和LCD1602显示模块：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODY3OTkyNA_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
ULN2803驱动和步进电机模块：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODY3OTkyNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
**C语言代码如下：**

/*-----------------------------
    FileName: StepperMotor.h
    Function: 函数头文件
    Author: Zhang Kaizhou
    Date: 2019-6-6 17:59:39
    ------------------------------*/
    #include <reg52.h>
    #include <string.h>
    #define uchar unsigned char
    #define uint unsigned int
    #define Factor 5 // 转速控制常数	
    
    /*LCD1602端口设置*/
    sbit lcdrs = P1^0;
    sbit lcdrw = P1^1;
    sbit lcden = P1^2;
    
    /*步进电机驱动器端口设置*/
    sbit direcChange = P1^3; // 方向翻转
    sbit speedUp = P1^4; // 加速
    sbit slowDown = P1^5; // 减速
    
    /*主函数声明*/
    void keyScan();
    void execute();
    
    /*LCD1602显示相关函数声明*/
    void LCDInit();
    void displayInit();
    void display(uchar oper, uchar dat);
    void writeCommand(uchar command);
    void writeData(uchar dat);
    void delay(uchar xms);

/*-------------------------------------------
    FileName:main.c
    Function: MCU控制步进电机
    Description:控制步进电机正转 反转 加速 减速；
    由LCD1602实时显示步进电机的状态；
    F-正转 B-反转；数字越大，转速越大；
    ---------------------------------------------
    Author: Zhang Kaizhou
    Date: 2019-6-6 17:56:41
    -------------------------------------------*/
    #include "StepperMotor.h"
    
    uchar code pulseTable0[] = {0x08, 0x04, 0x02, 0x01, 0x01, 0x02, 0x04, 0x08}; // 一相励磁(同一时刻只有一个线圈通电，旋转角1.8度)
    uchar code pulseTable1[] = {0x0c, 0x06, 0x03, 0x09, 0x09, 0x03, 0x06, 0x0c}; // 二相励磁(同一时刻有两个线圈通电，旋转角1.8度)
    uchar code pulseTable2[] = {0x08, 0x0c, 0x04, 0x06, 0x02, 0x03, 0x01, 0x09,
    						    0x09, 0x01, 0x03, 0x02, 0x06, 0x04, 0x0c, 0x08}; // 一-二相励磁场(一二相交替励磁，旋转角0.9度)
    uchar speed = 0, startPos = 0; // 默认正转
    bit oper = 0/*操作数*/, direcFlag = 0; // 初始状态为正向
    
    void main(){
    	LCDInit(); // LCD1602显示初始化
    	displayInit();
    	while(1){
    		keyScan(); // 按键扫描
    		display(0, direcFlag);
    		display(1, speed);
    		execute();
    	}
    }
    
    /*按键扫描*/
    void keyScan(){
    	if(!speedUp){ // 加速
    		delay(5);
    		if(!speedUp){
    			if(speed < 4){
    				while(!speedUp);
    				speed++;
    			}else{
    				while(!speedUp);
    				speed = 3;
    			}
    		}
    	}
    	if(!slowDown){ // 减速
    		delay(5);
    		if(!slowDown){
    			if(speed != 0){
    				speed--;
    			}else{
    				while(!slowDown);
    				speed = 0;
    			}
    		}
    	}
    	if(!direcChange){ // 方向翻转
    		delay(5);
    		if(!direcChange){
    			while(!direcChange);
    			direcFlag = ~direcFlag;
    		}
    	}
    }
    
    /*步进电机控制执行函数*/
    void execute(){
    	uchar i, j;
    	startPos = (direcFlag == 0) ? 0 : 4; // 方向控制
    	for(i = startPos; i <= (startPos + 4); i++){
    		P2 = pulseTable0[i];
    		for(j = 0; j < (speed + 1) * Factor; j++){ // 用延时来控制脉冲输出的频率，从而控制步进电机转速
    			delay(10);
    		} 
    	}
    }

/*-----------------------------
    FileName:display.c
    Function: LCD1602显示函数
    Author: Zhang Kaizhou
    Date: 2019-6-6 17:58:42
    ------------------------------*/
    #include "StepperMotor.h"
    
    uchar code table0[] = {"Direction:"}; // 每行的字符数据
    uchar code table1[] = {"Speed:"};
    uchar code table2[] = {"1234"};
    uchar code table3[] = {"FB"}; // F-正向 B-反向
    
    /*初始化LCD1602的设置*/
    void LCDInit(){
    	lcden = 0; // 拉低使能端，准备产生使能高脉冲信号
    	writeCommand(0x38); // 显示模式设置(16x2， 5x7点阵，8位数据接口)
    	writeCommand(0x0c); // 开显示，不显示光标
    	writeCommand(0x06); // 写一个字符后地址指针自动加1
    	writeCommand(0x01); // 显示清零，数据指针清零
    }
    
    /*LCD上电界面*/
    void displayInit(){
    	uchar i;
    	writeCommand(0x80); // 将数据指针定位到第一行首
    	for(i = 0; i < strlen(table0); i++){
    		writeData(table0[i]);
    		delay(5);
    	}
    	
    	writeCommand(0x80 + 0x40); // 将数据指针定位到第二行首
    	for(i = 0; i < strlen(table1); i++){
    		writeData(table1[i]);
    		delay(5);
    	}
    }
    
    /*LCD显示函数*/
    void display(uchar oper, uchar dat){
    	if(oper == 0){ // 方向显示
    		if(dat == 0){ // 正向
    			writeCommand(0x80 + strlen(table0)); // 数据指针定位到第一行空闲处
    			writeData(table3[0]);
    		}else if(dat == 1){ // 反向
    			writeCommand(0x80 + strlen(table0)); // 数据指针定位到第一行空闲处
    			writeData(table3[1]);
    		}
    	}
    	if(oper == 1){ // 速度显示
    		writeCommand(0x80 + 0x40 + strlen(table1)); // 数据指针定位到第二行空闲处
    		writeData(table2[dat]);
    	}
    }
    
    /*写指令函数*/
    void writeCommand(uchar command){
    	lcdrs = 0; // 命令选择
    	lcdrw = 0;
    	P0 = command;
    	delay(5);
    	
    	lcden = 1; // 产生一个正脉冲使能信号
    	delay(5);
    	lcden = 0;
    }
    
    /*写数据函数*/
    void writeData(uchar dat){
    	lcdrs = 1; // 数据选择
    	lcdrw = 0;
    	P0 = dat;
    	delay(5);
    	
    	lcden = 1;
    	delay(5);
    	lcden = 0;
    }
    
    /*延时函数*/
    void delay(uchar xms){
    	uint i, j;
    	for(i = xms; i > 0; i--)
    		for(j = 110; j > 0; j--);
    }

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