当步进电机的步距角为一定时，步进电机的转 速显然与单片机输出的脉冲的频率成正比，所以只 要改变脉冲的频率，便可以改变步进电机的转速。 1. 3对’}亘频脉冲调宽细分驱动的分析
步进电机的单拍、双拍或单一双拍运行都是按 照步进电机制造所固有的步距角运行。而步进电机 的细分控制是由驱动器精确控制步进电机的相电流 来实现的。其细分步距角与步进电机无关。以三相 电机为例。假如电机的额定相电流为3A，如果使用 常规驱动器驱动该电机，电机每运行一步，其绕组内 电流将从0突变为3A或从3A突变为0，相电流的 巨大变化，必然会引起电机运行的振动和噪声。在 10细分的状态下驱动该电机，电机每运行一微步，其 绕组内的电流变化只有0. 3A。所以细分既可以改 善电机的振动和噪声，又可以达到给机构微量进给 图(5) A相绕组恒脉冲调宽细分驱动控制原理图 绕组细分驱动电路如图(5)所示。绕组细分电
路包括:一路D/A、一路比较器OP、一路脉宽调制器 (D触发器)，一片环形分配器和各绕组的选通及驱动 电路。还是以三相步进电机为例来介绍其细分原 理。
三相步进电机的工作方式为单一双拍通电方 式，即:Ar-1 ABA f3--1 BC-1 C净以习
从中可以看出:环分器的输出由一个状态过渡
到另一个状态，要另增加一相绕组通电，要么减少一 相绕组通电，因此只要对所增加通电和断电的相绕 组的相电流进行阶梯式的增减控制，即以阶梯形式 使其从零值上升到额定值，或以阶梯的形式使其从 额定值减少到0值，而对通电不变化的相绕组保持原 状态，即可实现步进电机的细分驱动。
工作开始，单片机向环形分配器发出步进脉冲， 同时由D /A按一定的间隔和顺序输出阶梯上升和下 降的数字量。X一Y功能块分别对硬件环分器的A 相输出进行跳变检测;一旦有正跳变，X输出高电平， 而一旦有负跳变，Y输出高电平，它们都使S导通， 并控制功能块Z，让其选通脉工调制器的输出，控制 功率管T;从而实现细分控制。 2单片机控制的软件实现 只讨论单片机细分控制程序:
NREN3: MOV DPTR, #DFFFH; D/A地址 UP: SETB P1. 1;向环分发一脉冲 阶梯上升
MOV A, #55H
MOVX画>PTR, A;一阶梯数字量
D/A输出 ACALL Delay CLR P1. 1
MOV A, #AAH MOVX GDPTR, A A CA L L Delay, A MOV A, #FFH MOVX COPT R, A A CA L L Delay
DN:SETB P1. 1;向环分发另一步进脉 冲，阶梯下降 MOV A，#A A H
MOVX⑨>PTR,A;一阶梯数字量
D /A输出 A CA L L Delay C LR P1. 1
MOV A, #SSH MOVX COPT R, A A CA L L Delay MOV A,#OOH MOVX COPT R, A A CA L L Delay AJMP UP
Delay:M 0 V R2, #255 L:DJNZ R2, L
D JN Z R3 Delay RET
PH给环形分配器发步进脉冲，每一细分时间由 延时时间可变的子程序Delay决定。 3总结
在现在自动控制设备中，步进电机的应用越来 越多，对步进电机的控制成为一个普遍性的问题。 应用单片机来控制步进电机电源，具有控制简单、运 行稳定、开发周期短等优点，是一种切实可行的方 案。
参考文献:
[1]林伸茂.8051单片机[M].北京:人民邮电出版 社，2004.
[ 2]高钦和.可编程控制器应用技术与设计实例[M]. 北京:人民邮电出版社，2 004. (责任编校:钱耐香)
The application of single chip microcomputers in the control system of the stepping motor CHEN Lin, PENG Xiao- jun, HONG Yun
(Xinyu College, Xinyu 338031, China)
Abstract: This paper introduces the application of single power supply of step motors. They、an make step motors chip microcomputers in the partial cx>ntrol of the run normally at an adjustable speed and in a sub
dividing running way and improve the precision and smoothness of the equipment. Key words: single chip microcomputer; power supply;subdividing running
基于单片机的步进电机控制系统 陈石龙
(宁德师范高等专科学校现代教育技术室，福建宁德352100)
摘要:采用基于AT89C51单片机为核心，包括系统硬件设计和系统软件设计，来实现对步进电机的控制.
系统为一自动控制系统，通过按键向单片机输送控制信号，控制步进电机的转速和正反转，以及控制悬挂物体
在做自行运动.采用AT89C51单片机指令系统进行编程来实现软件部分.经测试，系统能实现上述功能.
关键词:AT89C51;步进电机;控制系统
中图分类号:TP 368.1文献标识码:A文章编号:1004-2911(2009)01-0016-04
在电气时代的今天，电动机一直在现代的生产和生活起着十分重要的作用.据资料统计，现在有90%
以上的动力源来自于电动机，我国生产的电能大约有60%用于电动机.电动机与人们的生活密切相关.
步进电动机作为机电一体化的关键产品之一，是一种专门用于位置和速度精确控制的特种电机.其最大
特点是“数字性”，在控制器的推动下运转一个角度，称为一步或步矩角，非常适合微机和单片机控制.随
着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在国民经济各个领域都有应用.鉴此，设计
开发了一种基于单片机的步进电机控制系统. ，设计方案
本控制系统采用ATMEL公司MCS-51系列单片机AT89C51作为微处理器.AT89C51内部有4I}的
可编程EPROM ,128字节的RAM(其中有16个字节既可以作一般的RAM单元使用，又可对128位进
行位操作),21个特殊功能寄存器、2个16位的定时计数器以及一个全双工串行口，对外有4个端口、32
条I/0线，它们都具有位寻址功能，使用非常方便.
系统采用的步进电机为QH4-4119型两相永磁式步进电机，每相线圈的电阻约为7052.笔者采用单
电压驱动电路来驱动步进电机，在本质上它是一个简单的反相器.该驱动电路一般适用于小功率步进电
动机的驱动.本设计中的步进电机都是小功率的步进电动机，通过对软件的控制来改变步进电机的转速
大小和正反转向的要求.
电源电路采用单路固定稳压电源电路，并提供给硬件电路工作电源.使用加速键、减速键、启停键、
正反转键、运动键控制步进电机.其整体框图如图1所示. 2硬件结构 2.1电源部分
2.1.1工作原理将外界低压交流电通过
4个二极管组成的整流桥进行整流，并通过