基于单片机步进电机控制系统设计.docx

1、基于单片机步进电机控制系统设计文章编号:167291X(2009)SG0008 03基于AT89C51单片机的步进电机控制系统常喜，姜文龙，准英(吉林师范大学信息技术学院，吉林四平136000)摘要:介绍了基于AT89C51单片机控制步进电机旋转方向、旋转速度的方法，分析了步进电机的结构和工作原理，并给出系统硬件结构图和软件程序模块.关键词:步进电机;AT89C51单片机;控制系统中图分类号:TP368. 2文献标识码:A 引言 步进电机是一种利用电磁铁的作用原理将电脉冲信号转换为线位移或角位移的电机.在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响

2、，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角.由于步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点，使得在速度、位置等数字控制领域中应用日益广泛.本文应用AT 89C51单片机实现了对B Y35型四相步进电机的正反转和加减速的控制，具有硬件结构简单，易于操作，价格低廉等优点. 步进电机的工作原理 图1是四相反应式步进电机工作原理示意图.采用单极性直流电源供电，只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动.小的位置，转子转动，1,4号齿和C相绕组的磁极对齐.而0,3号齿和A, B相绕组产生错齿，2, 5号齿就和A,D相绕组磁极产生错齿.依次类推，A , B, C, D四相绕组轮流

3、供电，则转子按一定方向转动.四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式.单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图2 a, b,c:所示.脉冲月n几几几门月力月月几们比u钊飞几月比“钊飞nn.J划飞n了L，u、n们山月月月nnn月 月一JI一丁L一-rl一厂飞J尸t丁一飞一一J一几 .习一口飞一 UZ几一一曰尸门 一lee1一1uun一一一厂一1一一厂门 1门门门门厂门厂-1 n r8.单四拍b.双四拍c.八拍图2步进电机工作时序波形图硬件电路设计 本文使用的BY 35- 4801型步进电机是四相步进电机，工作电压12V，步进角为7. 5度，即进行单四

4、拍工作48个脉冲电机转一周.具体硬件电路如图3所示，四个控制按键分别与A T 89C 51单片机的P 1.0, P1. 2,P1 .4,P 1. 7引脚相连.当按下某一按键时，实现电机的正反转翻转、停/转以及加减速转的功能.单片机的P2口四个引脚输出具有时序的方波，通过U LN2003达林顿管作为步进电机的控制信号实现功能. 图1四相步进电机步进示意图开始时，开关SB接通电源，SA,SC,SD断开，B相磁极和转子0, 3号齿对齐，同时，转子的1,4号齿就和C, D相绕组磁极产生错齿，2,5号齿就和D,A相绕组磁极产生错齿.当开关SC接通电源，SB,SA,SD断开时，转子总是力图转到磁阻最软件程

5、序模块 软件编程采用C语言实现功能.在主程序中主要判断是否有键被按下，如果某一按键被按下，程序跳转到键功能函数，实现该健的相应功能.本文中步进电机进行的是单四拍旋转.#inclu a= 0; b=1;、= 0; d= 0; else if(、二=1) a= I;b= 0;、=0; d= 0; else if(、二=2) 二0; b= 0;、=0; d=1; else二0; b=0;、-1;d= 0; void key-() if !st art!、hange!add!su b) if(!st art)T RO=!T R0; if(!、hange)、hange_m ark =ch ang e_m

6、 ark; if(!add) if OariG OxfO) vari=v ari x 2; if(!speed sub) if Oari 0x40)vari= vari/ 2; void delay() int i, j; for i=0;K 100; i+) for j=0;厂100;); if( sec)sec=0; step work(); if(!start!ch ang e!add!su b)&!k mark) delay(); if !s t art!、hange!add!sub) k_mark=1; key_(); else if( start&ch ange&a dI MI.北

7、京:高等教育出版社， 2004.Control System for Stepping Motor Based on MCU AT89C51 CHA NGXi，JIANGWE”-long, DINGGui-ying(School of Information Technology, JiLin Normal University, Siping 136000 China)Abstract: The paper introduces the stepping motor cxntrol system about rotation direction and rotationspeed based

8、 on MCU AT89C51.It is analysed that the stepping motor stucture and its working princi-ple, and moreover, the hardvare structure and software modules were given.Key words: stepping motor; M CU AT89C51;、ontrol system(上接第7页)用协议开始前Client与IDC之间的密钥将TGT加密回复给Client.此时只有真正的Client才能利用它与IUD C之间的密钥将加密后的TG T解密，

9、从而获得T G T . Client利用之前获得的TGT向IDC请求其他Service的Ticket，从而通过其他Servi二的身份鉴别.其中会话密钥可以用来认证客户机或认证服务器，也可用来为通信双方以后的通讯提供加密服务，或通过交换独立子会话密钥为通信双方提供进一步的通信加密服务.4. 5. 4 SET协议安全电子交易协议SET(Secure Electronic Transaction)是由美国Visa和M as terC and两大信用卡组织提出的应用于I n-ternet上的以信用卡为基础的电子支付系统协议.它采用公钥密码体制和X. 5 09数字证书标准，主要应用于保障网上购物信息的安

10、全性.由于SET提供了消费者、商家和银行之间的认证，确保了交易数据的安全性、完整可靠性和交易的不可否认性，特别是保证不将消费者银行卡号暴露给商家等优点，因此它成为了目前公认的信用卡的网上交易的国际安全标准.结束语 网络渗透到社会生活的各个方面，我们必须认清网络的脆弱性和潜在威胁，采取有效措施来保护网络，由于网络安全技术也是多种多样的，一般一种技术只能解决一个问题或一个层面的问题，因此我们应该根据不同的安全性需求综合多种安全技术定制不同的解决方案，尽可能的构件一个较完善的信息安全保障系统.参考文献:11 IEEE802. Port based network access control) JI

11、 IEEE Std 802. 11X-200121 ONIEVA J，ZHOU J，2001.LOPEZ J. Non-repudiation protocols for multiple entities) JI .Computer Commu- nications, 2004，27 16:1608-1616.I 31 ANDREW S.计算机网络MI.潘爱民译.北京:清华 大学出版社，2004.I 41胡道元.网络安自MI.北京:清华大学出版社，2004.5l张方舟.计算机网络与信息安全MI.哈尔滨:哈尔滨 工业大学出版社，zoos.I 61杨晓元，魏立线.计算机密码学MI.西安:西安交通大 学出版社，zoos.尔用入宇刁械系除入怀仕但十种将电脉冲信号转换成直移的控制微电机，其机械角位移和转速分别与输人电机绕组的脉冲个数和脉冲频率成比例.通过改变电脉冲频率，可在大范围内进行调速.同时，该电机还能快速起动、制动、反转和自锁.此外，步进电机易于实现与计算机或其他数字元件接口，适用于数字控制系统.步进电机只需采用最简单的开环控制就可取得非常高的控制精度，且这种系统不需要反馈信号，系统硬件实施比较简单。 本文介绍的步进电机驱动控制电路，采用低价的AT89C52，可直接对步进电机进行控制，省去了昂贵的专用步进电机控制器，简化了硬件线路，降低了成本，提高了系统的可靠性。C一CA一A一