55-基于51单片机步进电机正反转加减速控制程序代码原理图PCB元件清单

最新推荐文章于 2025-03-24 12:15:39 发布

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#51单片机 #嵌入式硬件 #单片机

该文介绍了一个使用51单片机通过ULN2003驱动步进电机的项目，包括按键控制电机正反转和速度，显示状态与速度在LCD1602屏幕上，程序用C语言编写并已实物验证。资料包含程序、原理图和元件清单。

功能介绍：通过51单片机作为主控CPU，通过ULN2003步进电机驱动模块来进行步进电机驱动，通过按键设置步进电机正反转和停止，可以通过按键调节步进电机速度，并且将步进电机的状态和速度显示到LCD1602显示屏上面，程序有中文注释，新手容易看懂，采用keil5和C语言编写，程序已经经过实物验证，资料分享下载链接：设计资料合集

ULN2003是高耐压、大电流复合晶体管阵列，由七个硅NPN 复合晶体管组成，每一对达林顿都串联一个2.7K 的基极电阻，在5V 的工作电压下它能与TTL 和CMOS 电路直接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。

55-基于51单片机步进电机正反转加减速控制（程序+原理图+元件清单全套资料）

uchar  buf_Direction;                  //设定步进电机的转向
uint  set_speed;                          //设定步进电机的转速
uchar step_motor_loop[8]={0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0C,0x08,0x09};
uchar step_index;
#define CST_STEP_MOTOR_Z      10				  //正转
#define CST_STEP_MOTOR_F       20				  //反转
#define CST_STEP_MOTOR_ST     0      		      //停
//工作方式1
#define     fosc_12MHz                  12  
#define     fosc_24MHz                  24 
#define     fosc_setting                 fosc_12MHz 
#define CST_TIME_MS    1000    
#define CST_TH0          (65536-CST_TIME_MS*fosc_setting/fosc_12MHz)/256
#define CST_TL0          (65536-CST_TIME_MS*fosc_setting/fosc_12MHz)%256 
void delayms(unsigned int x)
{
	unsigned int i;
	while(x--)
		for(i=125;i>0;i--);
}
void step_motor_driver(void)//电机执行函数
{
static uint speed_delay=0;

speed_delay++;
if( buf_Direction==CST_STEP_MOTOR_Z)
   {
   P1=step_motor_loop[step_index];
   if(speed_delay >=set_speed )
     {
      speed_delay =0;
      step_index--;					           
      if(step_index <=0)
	     step_index =7; 
	  }


   }
else if( buf_Direction==CST_STEP_MOTOR_F)
   {
   P1=step_motor_loop[step_index];
   
   if(speed_delay >=set_speed)
     {
      speed_delay =0;
      step_index++;					           //大于7，从头再来 
      if(step_index >7)
	     step_index =0; 
	  }
	}
else
    {
      speed_delay =0;
      P1=0x00;
    }

}
void init_timer0(void)
{
TCON=0x00;
TMOD=0x00;
TL0=0x00;
TH0=0x00;
TCON=0x00;
// Timer 0 C/T=0,定时工作方式
//Timer 0 M1,M0=0,1 .work  mode 1 www.gdzs.si.gov.cn
TMOD=0x01; //GATE=0,以运行控制位TR0 启动定时器0 C/T=0,定时工作方式
TH0=CST_TH0; 
TL0=CST_TL0;
TF0=0;//clear 0. count over flag.
TR0=1;// enable TIMER0 ,start count
ET0=1; //enable accept interrupt

}
/********************************************************************
* 名称 : Main()
* 功能 : 主函数
***********************************************************************/
void main()
{

init_timer0();
	lcd1602_init();
	L1602_string(1,1,"ZHUAN:");L1602_string(1,7," STOP ");
	L1602_string(2,1,"SPEED:");	L1602_string(2,10," % ");
   buf_Direction=CST_STEP_MOTOR_ST;
   set_speed=15;
   step_index=3;
   EA=1;	 
	while(1)
	{
if(k1==0)//向左转
{
	while(k1!=1);
buf_Direction=CST_STEP_MOTOR_Z; 
		L1602_string(1,7," LEFT ");
}
if(k2==0)//向右转
{
	while(k2!=1);
buf_Direction=CST_STEP_MOTOR_F; 
		L1602_string(1,7,"RIGHT ");
}
if(k3==0)//停止
{
		while(k3!=1);
buf_Direction=CST_STEP_MOTOR_ST; 
		L1602_string(1,7," STOP ");
}
if(k4==0)//减速
{
	while(k4!=1);

51单片机最小系统介绍
单片机（Microcontrollers）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。本文的单片机特指51单片机，具体芯片型号是 AT89C52。需注意STC89C51,STC89C52，AT89C51,AT89C52都是51单片机的一种具体芯片型号。

最小系统组成：

51单片机最小系统：单片机、复位电路、晶振（时钟）电路、电源

最小系统用到的引脚

1、主电源引脚（2根）

VCC：电源输入，接＋5V电源

GND：接地线

2、外接晶振引脚（2根）

XTAL1：片内振荡电路的输入端

XTAL2：片内振荡电路的输出端

3、控制引脚（4根）

RST/VPP：复位引脚，引脚上

复位电路
一般来说，在电路图中，电容的的大小是10uf，电阻的大小是10k。（不特指本电路，具体参数看仿真图）

在5V正常工作的51单片机中小于1.5V的电压信号为低电平信号，而大于1.5V的电压信号为高电平信号。可以算出电容充电到电源电压的0.7倍，即电容两端电压为3.5V、电阻两端电压为1.5V时，需要的时间约为T=RC=10K*10UF=0.1S。

也就是说在单片机上电启动的0.1S内，电容两端的电压从0-3.5V不断增加，这个时候10K电阻两端的电压为从5-1.5V不断减少（串联电路各处电压之和为总电压），所以RST引脚所接收到的电压是5V-1.5V的过程，也就是高电平到低电平的过程。

单片机RST引脚是高电平有效，即复位；低电平无效，即单片机正常工作。所以在开机0.1S内，单片机系统RST引脚接收到了时间为0.1S左右的高电平信号，所以实现了自动复位。

在单片机启动0.1S后，电容C两端的电压持续充电为5V，这是时候10K电阻两端的电压接近于0V，RST处于低电平所以系统正常工作。当按键按下的时候，开关导通，这个时候电容两端形成了一个回路，电容被短路，所以在按键按下的这个过程中，电容开始释放之前充的电量。随着时间的推移，电容的电压在0.1S内，从5V释放到变为了1.5V，甚至更小。根据串联电路电压为各处之和，这个时候10K电阻两端的电压为3.5V，甚至更大，所以RST引脚又接收到高电平。单片机系统自动复位。