1、第9章 單片機的綜合應用上海電子信息職業技術學院 何永艷主編9.1 步進電動機的控制步進電機是一種以脈沖信號控制轉速的電機，很適合使用單片機來進行控制。在數控機床、醫療器械、儀器儀表、機器人以及其他自動設備中得到了廣泛應用。如軟驅、打印機、掃描儀燈運動部件的控制都采用了步進電機。 9.1.1 步進電機的概述1.小型步進電機外形如圖9.1所示2.步進電機的種類1）步進電機分三種：永磁式（PM） ，反應式（VR）,混合式（HB）,2）步進電機按繞在定子的線圈配置分類可分為2相、4相、5相等。3） 步進電機按外部引線可分為三線式、五線式、六線式等，但其控制方法均相同，均以脈沖信號進行驅動。 圖9.1

2、 步進電機外形9.1.2 步進電機工作原理步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執行機構。通俗一點講：當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度（及步進角）。可以通過控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時也可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。 9.1.3 步進電機的驅動電路單片機的輸出電流太小，不能直接連接步進電機，需要加驅動電路。對于電流小于0.5A的步進電機,可以采用ULN2003類的驅動芯片 .圖9.3 ULN2003引腳圖 圖9。3所示為2001/2002/2003/2004系列驅動器引腳圖，圖左邊1

3、7引腳為輸入端，接單片機輸出端，引腳8接地；右側1016引腳為輸出端，接步進電機，引腳9接電源+5V。該驅動器可提供最高0。5A的電流。 9.1.4 步進電機正轉【例9.1】如圖9.4所示，由單片機的P0.0P0.3端口來控制2相步進電動機，步進電動機每步為18度，20步為一圈。直接采用ULN2003驅動電路，以1相激磁法使步進電動機正轉一圈之后停下來。正轉的激勵信號時序為0FEH,0FDH,0FBH,0F7H，如表9.2所示。 圖9.4 步進電機正轉電路圖源程序如下：ORG 0040H Z_M: MOV R0, #5 ;重復次數 LOOP: MOV P0, #0FEH ;第一步驅動信號 AC

4、ALL DELAY ;延時 MOV P0, #0FDH ;第二步驅動信號 ACALL DELAY ;延時 MOV P0, #0FBH ;第三步驅動信號 ACALL DELAY ;延時 MOV P0, #0F7H ;第四步驅動信號 ACALL DELAY ;延時 DJNZ R0, LOOP ;未到5次，跳至LOOP循環 DELAY:MOV R5,#50 ;延時子程序 DLY1: MOV R6,#100 DLY2: MOV R7,#100 DJNZ R7,$ DJNZ R6, DLY2 DJNZ R5, DLY1RET ;子程序返回 END ；結束 步進電機轉速控制 【例9.2】電路圖如圖9.4所

5、示，由單片機的P0.0P0.3端口來控制2相步進電動機，步進電動機每步為18度。直接采用ULN2003驅動電路，以2相激磁法使步進電動機正轉，20秒轉1圈（20步為1圈，每步中間延時1秒）。之后，反轉時加速度，20秒轉10圈，停留5秒時間，如此不斷循環。圖9.4 步進電機正轉電路圖圖9.6 步進電機轉速控制程序流程圖9.2 電子琴使用44矩陣式鍵盤的16個按鍵，設計成16個音，可隨意彈奏想要表達的音樂。圖9.7 電子琴電路源程序見書P1489.3 單片機一鍵多功能按鍵識別 如圖9.8所示，開關SP1接在P3.7/RD管腳上，在AT89S51單片機的P1端口接有四個發光二極管，上電的時候，L1接在P1.0管腳上的發光二極管在閃爍，當每一次按下開關SP1的時候，L2接在P1.1管腳上的發光二極管在閃爍，再按下開關SP1的時候，L3接在P1.2管腳上的發光二極管在閃爍，再按下開關SP1的時候，L4接在P1.3管腳上的發光二極管在閃爍，再按下開關SP1的時候，又輪到L1在閃爍了，如此輪流下去。圖9.8 單片機一鍵多功能按鍵識別L1到L4發光二極管在每個時刻的閃爍的時間是受開關SP1來控制，我們給L1到L4閃爍的時段定義出不同的ID號，當L1在閃爍時，ID0；當L2在閃爍時，ID1；當L3在閃爍時，