随着数字化技术的疾速开展，数字控制技术在工业控制方面失掉了极端普遍的使用。由步进电动机组成的控制零碎具有构造复杂、功用弱小、本钱昂贵等诸多优点，能满足工业控制的根本功能需求和大规模商用要求，因而在工业自动化设备等范畴失掉了普遍而深化的使用。步进电动机是一种将电脉冲信号转变成对应角位移或线位移的电动机，实践上是一个D/A转换器，也即是一个数字/角度转换器。步进电机的角位移与控制脉冲间完成准确同步，若将步进电机的角位移的改动转换为线位移、地位、体积、流量等物理量的变化，便可完成对它们的控制。步进电动机是数字控制电动机，能将脉冲信号转换成角位移，电动机的转速、中止的地位取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，在非超载形态下，依据上述线性关系，再加上步进电动机只要周期性误差而无累积误差，因而步进电机适用于单片机控制。由于步进电动机具有疾速启停，可直接接纳计算机输入的数字信号以及精度初等明显特点，因而，步进电机现已成为工业进程控制中的重要控制元件之一。

由于单片机技术的成熟开展和本钱优势，使得运用单片机控制的步进电动机零碎具有本钱昂贵、运用灵敏等优点，可以普遍使用在数控机床、机器人，工业自动控制以及各种可控的有定位要求的机械工具等使用范畴中。

1 步进电动机任务原理

步进电动机按其相位数不同，可以分为二相、三相、四相、五相和六相。本文以三相为例来阐明步进电动机的任务原理。电动机的定子上有6个等分的磁极，A&mdash&mdashA&rsquo、B&mdash&mdashB&rsquo、C移动互联网在带来全新社交体验的同时，也或多或少使人们产生了依赖。移动互联网使网络、智能终端、数字技术等新技术得到整合，建立了新的产业生态链，催生全新文化产业形态。&mdash&mdashC&rsquo，绝对的两个磁极组成一组，每个磁极上都有5个平均散布的小齿轮。转子上由40个小齿轮平均散布在圆周上，相邻两齿轮之间的夹角为3600/40=90。当电流经过某一绕组时，该绕组对应的两个磁极即可构成N&mdash&mdashS极，并发生磁场，写转子构成磁路。若定子的小齿轮此时与转子的小齿轮没有对齐，则在该磁场的作用下，转子就会停止一定角度的旋转，使转子的小齿轮与定子的小齿轮停止对齐，选择的角度即为步距角。

在单三拍控制方式下，当A相通电，B、C相断电时，在磁场作用下，使转子小齿轮与A相的定子小齿轮对齐。若假定与A相中心对齐的为0号齿轮，A相所在角度为00。由于三相磁极相差1200，此时转子13号齿轮与B相的中心相差角度为1 200-90*13=30，转子27号齿轮与C相的中心相差角度为2 400&mdash90*27=-30，若此时让B相通电，A、C相断电，在磁场作用下，要使转子小齿轮与B相定子齿轮对齐，转子需顺时针旋转30。若此时让C相通电，A、B相断电，在磁场作用下，要使转子小齿轮与C相定子齿轮对齐，转子需逆时针旋转30。若通电顺序为：A&mdash&mdashB&mdash&mdashC&mdash&mdashA，转子则顺时针旋转，若通电顺序为：A&mdash&mdashC&mdash&mdashB&mdash&mdashA，转子则逆时针旋转，从而完成对电机的正反转控制。

2 控制零碎设计

步进电机控制零碎次要由单片机、PC上位机、驱动电路、步进电动机、4*4键盘和LED显示等模块组成，下图1为步进电机控制零碎是总体构造图。单片机发生脉冲信号并将脉冲信号传送给步进电动机，完成对步进电动机的步数和圈数的精确计数，从而完成对步进电动机的转速控制。PC上位机模块是零碎的中心，经过串口向单片机发送控制命令，完成PC机对步进电动机的实时控制，并实时显示步进电动机的运转形态。4*4键盘模块完成指令输出，LED显示模块可显示步进电动机的转速和转向等运转形态。为维护单片机控制零碎硬件电路，在单片机和步进电机之间添加过驱动电路。

由于步进电动机的驱动电流比拟大，步进电动机较大驱动电流的通断会形成电磁搅扰，进而会影响单片机的正常任务。因此单片机与步进电动机之间的驱动电路就显得尤为重要。本零碎采用74LS04非门与有光电隔离的4N29达林顿管组成驱动电路，这样不只防止了在驱动电路发作毛病，形成高电压、大电流进入单片机而烧毁器件。同时割断了驱动电路与单片机控制电路之间的电气衔接。另外步进电动机的启停和正反转辨别由S1，S2控制。硬件接线图如图2所示。

3 软件完成

单片机顺序判别步进电机能否启动若启动则进一步判别其旋转方向然后依照既定的旋转方向传送控制脉冲序列，再加上脉宽延时即可。每走一步步数减1，并判别步数能否为零，从而决议能否送下一个脉冲序列。其控制形态如表1所示。

由表1可以看出，输入的不同形态字，表示不同的励磁方式。P1=0x06H，表示A相通电，其它两相断电：P1=0x05H，表示B相通电，其它两相断电P1=0x03H，表示C相通电，其它两相断电。若以次给P1口送0x06H，0x05H，0x03H，则步进电机通电顺序为A&mdash&mdashB&mdash&mdashC&mdash&mdashA相。反之若以次给P1口送0x03H，0x05H，0x06H，则步进电机通电顺序为C&mdash&mdashB&mdash&mdashA&mdash&mdashC相。从而用软件完成了步进电机的正反转控制。步进电机的旋转速度可以用脉互联网电子商务和移动商务消费渠道的普及，使得支付市场将在不久的将来继续呈现更加美好的增长前景。冲宽度，即送出控制形态字后的延时工夫长短来控制。

软件设计流程框图如图3所示。

4 完毕语

本零碎经过89C51单片机控制步进电动机，操作方便、牢靠性高，步进电动机的步距角十分准确，且不受外界环境温度，湿度等要素的影响。本零碎只需求复杂的改动输入形态字序列，及形态字的输入频率，便可完成对步进电机的精度及速度控制。由PC上位机顺序可以完全控制步进电动机的各种运转方式，使零碎可以使用于恶劣环境中，保证运用人员的平安，且适用范围较广，该零碎在数控铣床进给伺服机构的驱动电动机停止试用，适用价值较高，因而本零碎具有很好的使用前景。