在本文中，英銳恩單片機開發工程師們將講解如何使用89C51單片機控制步進電機。步進電機是當前自動化控制系統中應用最為廣泛的電子原件之一，它的應用涉及到了電子、機械、電機、計算機等多個領域知識。下面是有關如何將步進電機與89C51單片機連接控制的簡單教程。
一、步進電機的運行
我將在該方案中使用四相的步進電機。通常，從四個線路的步進電機中引出5或6條導線。在5根線中，一根是我們的vcc（外部電壓），四根重命名是階梯線。在6線中，2是我們的vcc（外部電壓），而重命名中的4是階梯線。
步進電機工作在5伏到12伏。我在本文中使用的步進電機是NEMA17。它是雙極步進電機。NEMA 17步進電機采取的每一步計數都增加了1.8度。因此，NEMA 17以200步完成一圈360（200 * 1.8 = 360）度的旋轉。在本文中，我們只關注旋轉步進電動機。
二、步進電機的功耗
在帶負載的步進旋轉過程中，步進電機消耗0.1到1安培的電流。單片機無法輸出此電量。因此，我們無法將步進電機直接與89C51單片機之類的單片機接口，該單片機的引腳可以輸出最大0.045安培的電流。
三、ULN2003驅動器用于步進電機
為了克服上述步進電動機的功率限制，我們需要一個外部電源，該電源可以驅動重負載并為步進電動機的運行提供足夠的功率。ULN2003是一種包含達林頓晶體管對的集成電路。ULN2003接受低功率輸入并輸出更大功率的信號。我決定使用此驅動程序IC驅動步進電機。
四、如何使用8051單片機驅動步進電機
將8051（89C51）單片機端口1的低四位連接到ULN2003驅動程序IC。89C51單片機無法輸出足夠的電壓或電流來驅動電動機，因此需要驅動器IC來滿足電動機的電壓和電流的要求。 ULN2003的輸出連接到我們的步進電機。將ULN2003的引腳8接地。在ULN2003引腳9上施加與電動機相同的電壓。
步進電機與89C51單片機的接口電路圖如下。在下面的GIF圖像中注意步進電機采取的步驟。對于每個步驟，我們都必須將每個步驟引腳設為高電平，并遵循GIF圖像中顯示的模式。步進電機的步進銷/電線的顏色分別為黃色，棕色，黑色和綠色等。我們首先必須確認一下步進電線的圖，NEMA 17步進電機模式如下GIF圖中所示。
五、基于8051單片機的步進電機接口
代碼的編寫很簡單，使用ceil ide作為軟件工具用c++語言編寫，用于編寫和編譯代碼。首先，包含必要的文件reg51.h。然后創建一個延遲函數，以逐步提供一些延遲。此延遲非常重要，可以避免電動機產生的反電動勢，否則步進電動機產生的反電動勢會損壞控制器。你還可以通過減少延遲時間來加快電機旋轉速度。在主要功能中，我使用了一些命令來旋轉步進電機。命令說明如下，這些命令采用十六進制格式。
P1 = 0x01第一步使端口1的位0高。二進制等效值 = 00000001
P1 = 0x00使端口1的所有位均為0，以進行下一步。二進制等效值 = 00000000
P1 = 0x02使端口1的位1高為第二步。二進制等效值 = 00000010
P1 = 0x00將端口1的所有位設置為0，以進行下一步。二進制等效值 = 00000000
P1 = 0x04第三步使端口1的位2高。二進制等效值 = 00000100
P1 = 0x00使端口1的所有位均為0，以進行下一步。二進制等效值 = 00000000
P1 = 0x08第四步將端口1的位3高電平。等效二值 = 00001000
你也可以單獨聲明這些位，并使它們的高電平和低電平足夠長。while（1）循環一直沿順時針方向運行電動機。你還可以通過僅反轉命令來逆時針反轉方向，將最后一個命令（0x08）放在第一位，然后以相同的方式反轉其余命令的順序。
五、基于8051單片機控制步進電機代碼
#include<reg51.h>
void delay(){ //產生可變延遲的函數
unsigned int i,j;
for( i=0;i<=30;i++)
for(j=0;j<1000;j++);
}
void main() //項目主函數
{
while(1){
P1=0x01; delay(); //Take first step
P1=0x00; delay();
P1=0x02; delay(); //Take second step
P1=0x00; delay();
P1=0x04; delay(); //Take third step
P1=0x00; delay();
P1=0x08; delay(); //Take fourth step
P1=0x00; delay();
}
}
以上就是英銳恩單片機開發工程師分享的使用89C51單片機控制步進電機方法。英銳恩專注單片機應用方案設計與開發，提供8位單片機、16位單片機、32位單片機。
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