单片机控制步进电机

简介：
用单片机控制步进电机正转 反转 加速 减速；
由LCD1602实时显示步进电机的状态；F-正转 B-反转；数字越大，转速越大；
仿真原理图如下：
MCU和LCD1602显示模块：

ULN2803驱动和步进电机模块：

C语言代码如下：

/*-----------------------------
FileName: StepperMotor.h
Function: 函数头文件
Author: Zhang Kaizhou
Date: 2019-6-6 17:59:39
------------------------------*/
#include 
#include 
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define Factor 5 // 转速控制常数	

/*LCD1602端口设置*/
sbit lcdrs = P1^0;
sbit lcdrw = P1^1;
sbit lcden = P1^2;

/*步进电机驱动器端口设置*/
sbit direcChange = P1^3; // 方向翻转
sbit speedUp = P1^4; // 加速
sbit slowDown = P1^5; // 减速

/*主函数声明*/
void keyScan();
void execute();

/*LCD1602显示相关函数声明*/
void LCDInit();
void displayInit();
void display(uchar oper, uchar dat);
void writeCommand(uchar command);
void writeData(uchar dat);
void delay(uchar xms);

/*-------------------------------------------
FileName:main.c
Function: MCU控制步进电机
Description:控制步进电机正转 反转 加速 减速；
由LCD1602实时显示步进电机的状态；
F-正转 B-反转；数字越大，转速越大；
---------------------------------------------
Author: Zhang Kaizhou
Date: 2019-6-6 17:56:41
-------------------------------------------*/
#include "StepperMotor.h"

uchar code pulseTable0[] = {0x08, 0x04, 0x02, 0x01, 0x01, 0x02, 0x04, 0x08}; // 一相励磁(同一时刻只有一个线圈通电，旋转角1.8度)
uchar code pulseTable1[] = {0x0c, 0x06, 0x03, 0x09, 0x09, 0x03, 0x06, 0x0c}; // 二相励磁(同一时刻有两个线圈通电，旋转角1.8度)
uchar code pulseTable2[] = {0x08, 0x0c, 0x04, 0x06, 0x02, 0x03, 0x01, 0x09,
						    0x09, 0x01, 0x03, 0x02, 0x06, 0x04, 0x0c, 0x08}; // 一-二相励磁场(一二相交替励磁，旋转角0.9度)
uchar speed = 0, startPos = 0; // 默认正转
bit oper = 0/*操作数*/, direcFlag = 0; // 初始状态为正向

void main(){
	LCDInit(); // LCD1602显示初始化
	displayInit();
	while(1){
		keyScan(); // 按键扫描
		display(0, direcFlag);
		display(1, speed);
		execute();
	}
}

/*按键扫描*/
void keyScan(){
	if(!speedUp){ // 加速
		delay(5);
		if(!speedUp){
			if(speed < 4){
				while(!speedUp);
				speed++;
			}else{
				while(!speedUp);
				speed = 3;
			}
		}
	}
	if(!slowDown){ // 减速
		delay(5);
		if(!slowDown){
			if(speed != 0){
				speed--;
			}else{
				while(!slowDown);
				speed = 0;
			}
		}
	}
	if(!direcChange){ // 方向翻转
		delay(5);
		if(!direcChange){
			while(!direcChange);
			direcFlag = ~direcFlag;
		}
	}
}

/*步进电机控制执行函数*/
void execute(){
	uchar i, j;
	startPos = (direcFlag == 0) ? 0 : 4; // 方向控制
	for(i = startPos; i <= (startPos + 4); i++){
		P2 = pulseTable0[i];
		for(j = 0; j < (speed + 1) * Factor; j++){ // 用延时来控制脉冲输出的频率，从而控制步进电机转速
			delay(10);
		} 
	}
}

/*-----------------------------
FileName:display.c
Function: LCD1602显示函数
Author: Zhang Kaizhou
Date: 2019-6-6 17:58:42
------------------------------*/
#include "StepperMotor.h"

uchar code table0[] = {"Direction:"}; // 每行的字符数据
uchar code table1[] = {"Speed:"};
uchar code table2[] = {"1234"};
uchar code table3[] = {"FB"}; // F-正向 B-反向

/*初始化LCD1602的设置*/
void LCDInit(){
	lcden = 0; // 拉低使能端，准备产生使能高脉冲信号
	writeCommand(0x38); // 显示模式设置(16x2， 5x7点阵，8位数据接口)
	writeCommand(0x0c); // 开显示，不显示光标
	writeCommand(0x06); // 写一个字符后地址指针自动加1
	writeCommand(0x01); // 显示清零，数据指针清零
}

/*LCD上电界面*/
void displayInit(){
	uchar i;
	writeCommand(0x80); // 将数据指针定位到第一行首
	for(i = 0; i < strlen(table0); i++){
		writeData(table0[i]);
		delay(5);
	}
	
	writeCommand(0x80 + 0x40); // 将数据指针定位到第二行首
	for(i = 0; i < strlen(table1); i++){
		writeData(table1[i]);
		delay(5);
	}
}

/*LCD显示函数*/
void display(uchar oper, uchar dat){
	if(oper == 0){ // 方向显示
		if(dat == 0){ // 正向
			writeCommand(0x80 + strlen(table0)); // 数据指针定位到第一行空闲处
			writeData(table3[0]);
		}else if(dat == 1){ // 反向
			writeCommand(0x80 + strlen(table0)); // 数据指针定位到第一行空闲处
			writeData(table3[1]);
		}
	}
	if(oper == 1){ // 速度显示
		writeCommand(0x80 + 0x40 + strlen(table1)); // 数据指针定位到第二行空闲处
		writeData(table2[dat]);
	}
}

/*写指令函数*/
void writeCommand(uchar command){
	lcdrs = 0; // 命令选择
	lcdrw = 0;
	P0 = command;
	delay(5);
	
	lcden = 1; // 产生一个正脉冲使能信号
	delay(5);
	lcden = 0;
}

/*写数据函数*/
void writeData(uchar dat){
	lcdrs = 1; // 数据选择
	lcdrw = 0;
	P0 = dat;
	delay(5);
	
	lcden = 1;
	delay(5);
	lcden = 0;
}

/*延时函数*/
void delay(uchar xms){
	uint i, j;
	for(i = xms; i > 0; i--)
		for(j = 110; j > 0; j--);
}