文章编号:1672}91X(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，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} }U}Z几一一曰尸门
~一」lee~」1一」1~u}u}n一一一厂一1一一~厂门 1门门门门厂门厂〕「-1 n r 8.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 <1e“reg 51 .h\USN 10p3八 fIk'. '.
void stems w o rk() {if oh ange m ark)
{if(++、n少3) cnt=0; 吮刃1‘肠口娜 l.月月..，二比 仁二石一一」 g大二
硬件连接结构图 shit a sh;[‘一
x定义管脚x/shit b=P2}; shit shit shit shit sh;[ (]一 图3 P2D;/ P2 2; P2 3;
start=P 117;/x定义停/转键x/
ch ang e= P 1 }2,;/x定义翻转键x/ add= P1 } /关 sub= i nt v an= P17;/ Ox 40;/
定义加速转键 定义减速转键 设置初始速度 bit sec，、hange_mark, k_m ark;/关 位x/ 关/ 关/ 关/
设置标志
unsigned char、n t;
void step work);/x通电时序函数x/ void key_});/x键功能函数x/ void delay );/x延时函数x/ void tim e0()interrupt 1 {T H 0= vari; sec=1;} main)
{TMOD=1; TRO=0; P2=0; IE=0x82; change_mark= 1; fo r };;) { else
{if(一一、ntGO) cnt=3;} if(、二[一=0>
{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 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 d<1&8LSU b) k_ mark一。;/关无键按下， 按键标志位为0 }/ }
结论
本文通过对步进电机的结构及原理介绍，了 解了步进电机的特点及工作方式.文中通过
AT89C51单片机驱动步进电机，实现了步进电机 的正转、反转及转动速度的控制.同时，可以修改 step work)函数，实现步进电机的双四拍、八拍 的转动，也可以通过调节变量vari的赋值改变转 速改变方式. 参考文献:
It}马家辰.MCS-sl单片机原理及接口技术}MI.哈尔 滨:哈尔滨工业大学出版社，zoo t.
I 21吴金戍.sos t单片机实践与应用}MI.北京:清华大学 出版社，2002.
I =}I秦曾煌.电工学(上册)>I MI.北京: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 cx>ntrol system about rotation direction and rotation
speed based 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I}DC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，从而获得T G T . Client利用之前获得的TGT 向I}DC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 IEEE Std 802. 11X-2001 }21 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.