如何用51单片机控制步进电机运动

本来接触单片机挺久了的，但是一直只是停留在非常初级的认识阶段，本科的时候上过几门课，但是从来没有自己捣鼓过单片机，这次突然来了兴趣，感觉一下子学到了好多东西，在这里好好整理一下。这篇文章只适合于入门阶段的小白阅读，高手请绕道。

12年年初的时候购买了一套普中科技的“单片机开发试验仪”，好多次想好好学学，结果每一次都半途而废，主要原因还是周围的人都不会用，有问题都不知道找谁问，结果锁到箱子里一直到现在。因为最近需要用到一个步进电机，而这个步进电机需要用PWM波控制。以前也用过电机，直流无刷的、交流伺服等等，但是都是RS232、RS485或者Can总线协议，从来没有用PWM波控制过。废话不多说，直接入正题。

硬件

单片机型号：STC90C516RD+
步进电机型号：39HS4012A4 1.8° 1.2A

步进电机驱动器型号：M415B 1.5A

代码

源代码

#include 

unsigned char timer1; 
sbit DIR=P1^0; //位定义DIR为P1.0口
sbit ENA=P1^1; //位定义ENA为P1.1口
sbit PWM=P1^2; //位定义PWM为P1.2口

void system_Ini()
{
    TMOD|= 0x11;
    TH1 = 0xfe; //11.0592MHz 0.5ms定时
    TL1 = 0x33;
    TR1 = 1; //启动T1定时
    IE =0x8A; //开T0，T1中断，开总中断
}

main()
{
    system_Ini(); //调用子函数，初始化定时器T1
    while(1)
    { 
        if(timer1>100)
        {
            timer1=0; //输出占空比0.7的PWM脉冲
        }
        if(timer1<30)
        {
            PWM=0;
        }
        else 
        {
            PWM=1;
        }
    }
}

/*************************************
[ t1 (0.5ms)中断] 中断中做 PWM 输出
------------1000/(0.02ms*250)=200Hz
*************************************/
void T1zd(void) interrupt 3 //3 为定时器1的中断号 1 定时器0的中断号 0 外部中断1 2 外部中断2 4 串口中断
{
    TH1 = 0xfe; //11.0592 初始化定时器
    TL1 = 0x33;
    timer1++; //计数+1
}

代码解释

#include  //包含了单片机系统的头文件
unsigned char timer1; //定义一个无符号字符常量timer1，用来给定时器计数用

sbit DIR=P1^0; //位定义DIR为P1.0口，用来控制步进电机的方向
sbit ENA=P1^1; //位定义ENA为P1.1口，用来控制步进电机的使能
sbit PWM=P1^2; //位定义PWM为P1.1口，用来输出PWM波

TMOD = 0x11; 
//这一句代码比较费解，因为对单片机的控制字不熟悉，仔细翻看了单片机的手册，原来这是控制定时器的，共有两位，前一位控制定时器1，后一位控制定时器0。因为控制只使用了一个定时器1，所以其实定时器0所在的位其实无关紧要。控制位的定义如下图所示，共4位，组成一个16进制数，所以代码中的1其实铺开了二进制应该是0001，对应下面的16位定时器，TL1、TH1全用。

TH1 = 0xfe; //11.0592MHz 0.5ms定时
TL1 = 0x33;
//这句代码非常的费解，刚开始的时候完全不懂这两个数索要表示的意思是什么，旁边还有个注释，也是没看懂。好在实验室有一位大神，分分钟帮我讲懂了。先看芯片手册上给出的例子：

//也就是说初始时我的计数是从0xfe33开始的，定时器是16位的，所以实际计数值化为十进制为：

216−(15×163+14×162+3×161+3×160)=461

//也就是说实际上计数为461，而实际上我查得我的晶振频率为11.907MHz，所以实际的时间长度为：

Tc=461×1211.907×106=0.4646

//也就是说实际的定时器定时464.6ms，这里终于解释清楚了为什么上面的定时器数据应该那么写


TR1 = 1; //启动T1定时，这里比较好理解

IE =0x8A; //开T0，T1中断，开总中断
//这里继续翻出芯片的技术手册来解释，有了前面的基础，后面看起来自然一目了然，必须允许定时器溢出中断，定时器每溢出一次就产生一次中断，总中断是必须打开的，用了定时器1，因此定时器1的中断也需要打开，而定时器0的中断其实开不开无所谓的，因为根本就没有用定时器0。

main()
{
    system_Ini(); //调用子函数，初始化定时器T1
    while(1) //无限循环
    { 
        if(timer1>100)
        {
            timer1=0; //输出占空比0.7的PWM脉冲
        }
        if(timer1<30)
        {
            PWM=0;
        }
        else 
        {
            PWM=1;
        }
    }
}


/*************************************
[ t1 (0.5ms)中断] 中断中做 PWM 输出 1000/(0.02ms*250)=200Hz
*************************************/

void T1zd(void) interrupt 3 //3为定时器1的中断号； 1为定时器0的中断号； 0为外部中断1的中断号； 2为外部中断2的中断号； 4为串口中断的中断号，这是芯片规定的

{
    TH1 = 0xfe; //11.0592 初始化定时器，让定时器复位继续定时
    TL1 = 0x33;
    timer1++; //计数+1
}