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本项目基于STC89C52单片机#xff0c;通过控制28BYJ-48步进电机实现按角度正反转旋转的功能。28BYJ-48步进电机是一种常用的电机#xff0c;精准定位和高扭矩输出#xff0c;适用于许多小型的自动化系统和机械装置。
在这个项目中#xff0c;使用STC89C52单片机…一、前言
本项目基于STC89C52单片机通过控制28BYJ-48步进电机实现按角度正反转旋转的功能。28BYJ-48步进电机是一种常用的电机精准定位和高扭矩输出适用于许多小型的自动化系统和机械装置。
在这个项目中使用STC89C52单片机作为控制器这是一款强大而常用的8位单片机芯片具有丰富的外设和强大的计算能力。通过编写适当的程序可以通过单片机的IO口来控制步进电机的运动。
28BYJ-48步进电机是一种低成本、低功耗的步进电机拥有精确的定位能力和较高的转矩输出。将使用单片机与步进电机之间的接口信号来驱动电机旋转并通过控制电流脉冲的频率和顺序来控制电机前进或后退以及旋转的角度。
本项目的目标是实现根据用户输入的角度值控制28BYJ-48步进电机按指定角度进行正反转旋转。通过灵活调整步进电机的控制信号可以实现不同角度范围内的精确旋转。
在接下来的内容将介绍所需的硬件和软件资源包括STC89C52单片机的基本特性、28BYJ-48步进电机的工作原理以及编写控制程序的关键步骤。 二、设计流程
【1】硬件准备
51单片机开发板选择STC89C52单片机开发板。28BYJ-48步进电机一个28BYJ-48步进电机ULN2003驱动板。驱动电路使用ULN2003芯片来驱动步进电机。连接线和电源准备连接线和电源供电。
【2】连接电路
将51单片机与驱动电路和步进电机连接起来。
【3】编写程序
使用keil集成开发环境IDE编写51单片机的控制程序。初始化引脚和端口设置配置控制步进电机所需的引脚。编写函数来控制步进电机的正反转旋转。编写函数来控制步进电机按照指定的角度进行旋转。
【4】控制步进电机旋转
在主程序中调用适当的函数来控制步进电机的旋转。使用按键输入设备来触发步进电机的旋转。控制旋转的角度、速度和方向。
【5】调试和测试
通过编译程序并将生成的可执行文件下载到51单片机开发板中。
三、代码实现
3.1 电机正反转控制
下面是通过STC89C52单片机控制28BYJ-48步进电机实现正转和反转的实现代码
#include reg52.h
#include intrins.h#define motorPort P1 // 步进电机的控制引脚连接到P1口
#define clockwise 0 // 顺时针方向
#define counterclockwise 1 // 逆时针方向// 函数声明
void delay(unsigned int time);
void motorRotate(unsigned char direction, unsigned int steps);void main()
{while (1){// 正转执行一定的步数 (这里为512步可根据需要修改)motorRotate(clockwise, 512);delay(1000); // 延时1秒// 反转执行一定的步数motorRotate(counterclockwise, 256);delay(1000); // 延时1秒}
}// 延时函数
void delay(unsigned int time)
{unsigned int i, j;for (i time; i 0; i--){for (j 110; j 0; j--); // 指令周期延时}
}// 控制步进电机旋转
void motorRotate(unsigned char direction, unsigned int steps)
{unsigned int i;unsigned char motorSequence[8] {0x01, 0x03, 0x02, 0x06, 0x04, 0x0C, 0x08, 0x09}; // 步进电机的控制序列for (i 0; i steps; i){if (direction clockwise){motorPort motorSequence[i % 8];}else if (direction counterclockwise){motorPort motorSequence[7 - (i % 8)];}delay(2); // 每步之间的延时可根据需要调整}motorPort 0x00; // 停止电机
}代码里使用 STC89C52 单片机的 P1 口连接到28BYJ-48步进电机的控制引脚。在 main 函数中通过循环实现了正转和反转的功能。motorRotate 函数用于控制步进电机的旋转方向和步数其中 clockwise 和 counterclockwise 分别代表顺时针和逆时针方向。
3.2 角度旋转
下面代码使用STC89C52单片机控制28BYJ-48步进电机按指定的角度进行正转和反转封装子函数进行调用。
#include reg52.h// 定义28BYJ-48步进电机的相序
unsigned char stepSequence[8] {0x01, 0x03, 0x02, 0x06, 0x04, 0x0C, 0x08, 0x09};// 定义步进电机当前位置和角度
unsigned char currentPosition 0;
unsigned int currentAngle 0;// 延时函数
void delay(unsigned int time) {unsigned int i, j;for (i 0; i time; i) {for (j 0; j 120; j);}
}// 步进电机正转函数
void stepForward(unsigned int angle) {unsigned int steps angle / 5; // 每步转动角度为5度unsigned int i;for (i 0; i steps; i) {currentPosition;if (currentPosition 8) {currentPosition 0;}P1 stepSequence[currentPosition];delay(10); // 控制步进电机转速可调整延时时间}currentAngle angle;
}// 步进电机反转函数
void stepBackward(unsigned int angle) {unsigned int steps angle / 5; // 每步转动角度为5度unsigned int i;for (i 0; i steps; i) {if (currentPosition 0) {currentPosition 8;}currentPosition--;P1 stepSequence[currentPosition];delay(10); // 控制步进电机转速可调整延时时间}currentAngle - angle;
}// 主函数
void main() {while (1) {// 正转180度stepForward(180);delay(1000); // 停顿1秒钟// 反转90度stepBackward(90);delay(1000); // 停顿1秒钟}
}代码使用STC89C52单片机的P1口作为输出口通过控制P1口输出的电平来控制步进电机的旋转。步进电机的相序存储在stepSequence数组中每个元素对应一个相位。stepForward函数用于实现步进电机的正转stepBackward函数用于实现步进电机的反转。delay函数用于控制步进电机的转速可以根据需要调整延时时间。
在主函数中演示了步进电机的正转180度和反转90度的操作。
3.3 按键控制电机
有2个按键接在P2口3上面的按下是低电平。下面代码加入2个按键实现了2个按键的功能。
#include reg52.h#define motorPort P1 // 步进电机的控制引脚连接到P1口
#define clockwise 0 // 顺时针方向
#define counterclockwise 1 // 逆时针方向sbit startBtn P2^0; // 启动按钮连接到P2.0口
sbit stopBtn P2^1; // 停止按钮连接到P2.1口
sbit cwBtn P2^2; // 顺时针按钮连接到P2.2口
sbit ccwBtn P2^3; // 逆时针按钮连接到P2.3口unsigned char motorSequence[8] {0x01, 0x03, 0x02, 0x06, 0x04, 0x0C, 0x08, 0x09}; // 步进电机的控制序列
bit motorRunning 0; // 步进电机是否正在运行
unsigned int targetAngle 0; // 目标转动角度初始为0
bit clockwiseDirection 1; // 电机默认启动方向为顺时针// 函数声明
void delay(unsigned int time);
void motorRotate(unsigned char direction, unsigned int steps);void main()
{while (1){if (startBtn 0) // 如果按下了启动按钮{while (startBtn 0); // 等待按钮释放if (!motorRunning){motorRunning 1;motorRotate(clockwiseDirection, targetAngle); // 启动电机}}if (stopBtn 0) // 如果按下了停止按钮{while (stopBtn 0); // 等待按钮释放if (motorRunning){motorRunning 0;motorPort 0x00; // 停止电机}}if (cwBtn 0) // 如果按下了顺时针按钮{while (cwBtn 0); // 等待按钮释放clockwiseDirection 1; // 设置电机启动方向为顺时针}if (ccwBtn 0) // 如果按下了逆时针按钮{while (ccwBtn 0); // 等待按钮释放clockwiseDirection 0; // 设置电机启动方向为逆时针}}
}// 延时函数
void delay(unsigned int time)
{unsigned int i, j;for (i time; i 0; i--){for (j 110; j 0; j--); // 指令周期延时}
}// 控制步进电机旋转
void motorRotate(unsigned char direction, unsigned int steps)
{unsigned int i;for (i 0; i steps; i){if (!motorRunning)break;if (direction clockwise){motorPort motorSequence[i % 8];}else if (direction counterclockwise){motorPort motorSequence[7 - (i % 8)];}delay(2); // 每步之间的延时可根据需要调整}motorPort 0x00; // 停止电机
}在以上代码中增加了 cwBtn 和 ccwBtn 两个按键引脚并定义为 P2^2 和 P2^3。按下顺时针按钮时将 clockwiseDirection 设置为 1表示启动方向为顺时针按下逆时针按钮时将 clockwiseDirection 设置为 0表示启动方向为逆时针。
