基于GPRS智能温室环境监控系统硬件设计

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单片机的步进电机控制系统设计 ’-

基于)*+(,-!单片机的步进电机控制系统设计

孟武胜，李.亮

（西北工业大学自动化学院，陕西西安./&""/!）

摘要：提出了一个由)*+(,-!单片机控制步进电机的系统实例，可以通过键盘输入步进电机相关数据，

步进电机根据这些数据来进行工作；并且可根据需要，实时对步进电机工作方式进行设置，具有实时性和交互性的特点；该系统可应用于步进电机控制的大多数场合。实践表明，系统性能优于传统的步进电机控制器。

)*+(,-!单片机；步进电机；直流固态继电器；实时控制关键词：

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:".;’+4#9)*+(,-!W8F:SS@;<GCFCIWU@I:MFM6II:;F8CD@U8FAF:I:DALBX,YYZRWI:AD7F@G:MC;FICD..步进电机是一种将数字信息直接转换成相应角位移或线性位移的控制驱动装置，具有快速启动和停止的特点，其驱动速度和指令脉冲能严格同步，具有较高的重复定位精度，并能实现正反转和平滑速度调节，它的运行速度和步距也不受电源电压波动及负载的影响，因而被广泛应用于数模转换、速度控制和位置控制系统，使系统结构简单、性能稳定、工作可靠和成本低廉。

但步进电机的驱动信号往往还是用一些专用的模拟芯片控制器或者是信号发生器来产生，缺乏灵活性、可靠性。在一些智能化要求较高的场合，用模拟芯片及信号发生器来控制步进电机有一定的局限性，可以采用)*+(,-!单片机控制步进电机以改善其性能。

转子小齿错开。若换成[相通电，则磁拉力使[相定、转子小齿对齐（转过），而与[相相邻的,相和)相的定、转子小齿又错开，即步进电机转过一个步距角。若按)![!,!)…规律循环顺序通电，则步进电机按一定方向转动。若改变通电顺序为：)!,

则电机反向转动。这种控制方式称为三相![!)，

单三拍。若按)[![,!,)!)[或)!)[![![,!,!,)!)顺序通电则称为三相双拍或三相单、双六拍。无论采用哪种控制方式，在一个通电循环内，步进电机的转角恒为一个齿距角。所以，可以通过改变步进电机通电循环次序来改变转动方向，可以通过改变通电频率来改变其角频率。运用单片机的输出功能，通过编程实现输出%个信号分别给步进电机的三相)、[、,，并通过输出时信号的循环次序，来设定步进电机的转动方向及输出信号的频率以便设定步进电机的转动频率。

&.实现原理

&1&.工作原理

以三相反应式步进电机为例，其典型结构如图&所示。当)相控制绕组接通脉冲电流时，在磁拉力作

转子对齐，相邻的[相和X相的定、用下使)相的定、

收稿日期：!""#$"%$&’

作者简介：孟武胜（&(#"—），男，陕西富平人，副教授，主要从事

万方数据航空电气领域的研究。

图&.三相反应式步进电机工作原理图

&1!.实现原理