前言

这一次要分享的项目是最近接单做的一个小玩意儿，基于51单片机的步进电机驱动。最近积压了两个月的小项目会在后面陆续发出，好了回归正题。本次步进电机驱动的话主要实现的功能就是实现：

步进电机的加速和减速，正转反转和开启或者停止工作。用LCD1602显示当前工作转速及正反转状态，可通过按键控制电机的开启和关闭。

一、我们该如何实现电机驱动？

目前步进电机的驱动系统已经非常完善了，总结下来你只需要准备这几个信号即可：

脉冲信号：步进电机是脉冲驱动型，拿最常见的42步进电机来说，普通状态下它的步距角为1.8°。这个步距角的含义指的是，你给电机一个脉冲信号，步进电机就转动1.8°，而很明显我们转动一圈需要360°，也就是说我们给步进电机200个脉冲信号，就能够让步进电机转一圈。因此只需要单片机内部发出脉冲信号，根据你自己的需求，比如你想使步进电机转动速度变快，相应的增加脉冲的频率即可，在相同的时间内发出的脉冲数越多，你就可以转动的越快。

方向信号：顾名思义，你给高电平或者低电平，对应的步进电机转动的方向就为正方向或者反方向。你只需要设置好IO口输出状态，51单片机不用管，32单片机推挽输出即可。

脱机信号：这玩意儿我的评价是，暂时用不到，悬空就行。

其他的就是供电电源之类的准备，其实搞懂这些，就可以实现对步进电机的驱动了

二、驱动实现

1.硬件准备

主要的硬件清单

1、AT89C51最小系统套件，兼容即可
2、LCD1602液晶显示屏
3、LM2596S-5.0稳压芯片
4、步进电机驱动器+42步进电机（我买的是一体式的）
5、供电电源（我用的是XH_2接口的12V电池接入

接线说明

P1口的0-4号引脚均接入按键中，实现不同的功能
P3^7为正反转的控制位
P3^4为脉冲的输出位

电路图
PCB

2.软件编写

关键点

在代码中总共用到了两个定时器：

其中定时器一主要是为了刷新界面，每隔2s对界面进行刷新，注意此处是在步进电机不细分的情况下，对应的pulse_speed参量是每秒钟的脉冲总数

定时器二主要是对脉冲输出进行控制，work_degree为步进电机的档位，根据不同的档位选择不同的定时时间，也就是脉冲的频率，档位越高，定时器的时间就越短，相对应的频率也就越高，在此处还定义了一个flag变量，定义此变量的意义在于每执行一次定时器，输出电平就会反转。相当于输出脉冲的频率是此定时器的1/2，快乐加倍。

至于其他地方代码都是比较简洁明了的，也有相对应的注释。

代码

main.c

#include<reg51.h>
#include"lcd.h"
#define uchar unsigned char
#define uint  unsigned int
typedef unsigned int u16;     //对数据类型进行声明定义
typedef unsigned char u8;
void DelayMs(unsigned int );
/*******************************************************************************
* 函数名         : 变量定义
* 函数功能         : 新的变量
* 输入           : 无
* 输出             : 无
*******************************************************************************/
unsigned char num[4];             //显示每分钟多少转
unsigned char dangwei[1];         //档位的显示
unsigned int  pulse_speed=100;    //每分钟多少转
unsigned int  pulse_speed1=0;     //每分钟多少转
unsigned char code wenzi1[16]={"now_V:     r/min"};
unsigned char code wenzi2[16]={"status:         "};
unsigned char code zheng1[5]={"zheng"};
unsigned char code fan1[5]={"fan  "};
//占空比输出
uint flag=1;                      //计时增加值
u16 duty=1;                       //占空比
u16 work_degree=1;                //步进电机工作等级
u16 work_status=0;                //工作状态，为0的时候不工作，为1的时候工作
//电机控制
sbit status=P3^7;                          //正反转控制位
sbit out=P3^4;                       //脉冲输出位
//按键控制
sbit add=P1^0;                         //加速
sbit reduce=P1^1;                    //减速
sbit zheng=P1^2;                       //正转
sbit fan=P1^3;                     //反转
sbit start=P1^4;                           //开始或者停止工作/*******************************************************************************
* 函 数 名         : delay
* 函数功能         : 延时函数，i=1时，大约延时10us
*******************************************************************************/
void delay(u16 i)
{while(i--);
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : keypros
* 函数功能         : 按键处理函数，判断按键K1是否按下
*******************************************************************************/
void keypros()
{if(add==0)         //检测按键K1是否按下{ delay(1000);   //消除抖动 一般大约10msif(add==0)   //再次判断按键是否按下{work_degree+=1;if(work_degree==8)work_degree=7;}while(!add);  //检测按键是否松开}    if(reduce==0)       //检测按键K1是否按下{ delay(1000);   //消除抖动 一般大约10msif(reduce==0)    //再次判断按键是否按下{work_degree-=1;if(work_degree==0)work_degree=1;}while(!reduce);    //检测按键是否松开}if(zheng==0)        //检测按键K1是否按下{ delay(1000);   //消除抖动 一般大约10msif(zheng==0)     //再次判断按键是否按下{status=1;}while(!zheng);  //检测按键是否松开}if(fan==0)          //检测按键K1是否按下{ delay(1000);   //消除抖动 一般大约10msif(fan==0)   //再次判断按键是否按下{status=0;}while(!fan);    //检测按键是否松开}if(start==0)        //检测按键K1是否按下{ delay(1000);   //消除抖动 一般大约10msif(start==0)     //再次判断按键是否按下{work_status+=1;if(work_status>=2)work_status=0;}while(!start);  //检测按键是否松开}
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : Timer0Init
* 函数功能         : 定时器0初始化
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void Timer0Init()
{TMOD|=0X11;//选择为定时器0模式，工作方式1，仅用TR0打开启动。TH0=0XD8;   //给定时器赋初值，定时1msTL0=0XF1;    ET0=1;//打开定时器0中断允许EA=1;//打开总中断TR0=1;//打开定时器
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : Timer1Init
* 函数功能         : 定时器1初始化
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void Timer1Init()
{TMOD|=0X11;//选择为定时器1模式，工作方式1，仅用TR1打开启动。TH1=0X3C;   //给定时器赋初值，定时50msTL1=0XB1;   ET1=1;//打开定时器1中断允许EA=1;//打开总中断TR1=1;//打开定时器
}
/*******************************************************************************
* 函数名         : main
* 函数功能         : 主函数
* 输入           : 无
* 输出             : 无
*******************************************************************************/void main()
{unsigned char i;Timer0Init();                     //定时器0初始化Timer1Init();                     //定时器1初始化LcdInit();LcdWriteCom(0x80);for(i=0;i<16;i++){LcdWriteData(wenzi1[i]); }LcdWriteCom(0x80+0x40);for(i=0;i<16;i++){LcdWriteData(wenzi2[i]);   }while(1){//按键处理keypros();//显示转速
//      pulse_speed=;num[0]=pulse_speed/1000;num[1]=pulse_speed%1000/100;num[2]=pulse_speed%100/10;num[3]=pulse_speed%10;dangwei[0]=work_degree;if(num[0]>9){LcdWriteCom(0x80+0x06);          //设置显示位置LcdWriteData(0x37+num[0]); //将数值转换为该显示的ASCII码}else{LcdWriteCom(0x80+0x06);LcdWriteData(num[0]+0x30); //将数值转换为该显示的ASCII码}if(num[1]>9){LcdWriteCom(0x80+0x07);LcdWriteData(num[1]+0x37);      //将数值转换为该显示的ASCII码}else{LcdWriteCom(0x80+0x07);LcdWriteData(num[1]+0x30);     //将数值转换为该显示的ASCII码} if(num[2]>9){LcdWriteCom(0x80+0x08);LcdWriteData(num[2]+0x37);     //将数值转换为该显示的ASCII码}else{LcdWriteCom(0x80+0x08);LcdWriteData(num[2]+0x30);     //将数值转换为该显示的ASCII码} if(num[3]>9){LcdWriteCom(0x80+0x09);LcdWriteData(num[3]+0x37);     //将数值转换为该显示的ASCII码}else{LcdWriteCom(0x80+0x09);LcdWriteData(num[3]+0x30);     //将数值转换为该显示的ASCII码}                 //显示正反转if(status==1){LcdWriteCom(0x80+0x47);for(i=0;i<5;i++){LcdWriteData(zheng1[i]);  }}else{LcdWriteCom(0x80+0x47);for(i=0;i<5;i++){LcdWriteData(fan1[i]);    }}//显示当前档位if(dangwei[0]>9){LcdWriteCom(0x80+0x4F);LcdWriteData(dangwei[0]+0x37);       //将数值转换为该显示的ASCII码}else{LcdWriteCom(0x80+0x4F);LcdWriteData(dangwei[0]+0x30);     //将数值转换为该显示的ASCII码} }
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : void Timer0() interrupt 1
* 函数功能         : 定时器0中断函数
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void Timer0() interrupt 1
{static u16 i;TH0=0Xdc;    //给定时器赋初值，定时10msTL0=0X00;i++;if(i==200){if(work_degree==1)pulse_speed=50;else if(work_degree==2)pulse_speed=100;else if(work_degree==3)pulse_speed=200;else if(work_degree==4)pulse_speed=500;else if(work_degree==5)pulse_speed=1000;else if(work_degree==6)pulse_speed=2000;else if(work_degree==7)pulse_speed=4000;i=0;}
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : void Timer1() interrupt 3
* 函数功能         : 定时器0中断函数
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void Timer1() interrupt 3
{if(work_degree==1)TH1=0xD8,TL1=0xF1;//定时10mselse if(work_degree==2)TH1=0xEC,TL1=0x79;//定时5mselse if(work_degree==3)TH1=0xF6,TL1=0x3D;//定时2.5mselse if(work_degree==4)TH1=0xFC,TL1=0x19;//定时1mselse if(work_degree==5)TH1=0xFE,TL1=0x0D;//定时500uselse if(work_degree==6)TH1=0xFF,TL1=0x07;//定时250uselse if(work_degree==7)TH1=0xFF,TL1=0x84;//定时125usflag++;if(flag>1){flag=0;}   if(work_status==1){if(flag<duty){out=1;}else{out=0;}}else{out=0;}
}

Lcd.c

#include"lcd.h"
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : Lcd1602_Delay1ms
* 函数功能         : 延时函数，延时1ms
* 输    入         : c
* 输    出         : 无
* 说    名         : 该函数是在12MHZ晶振下，12分频单片机的延时。
*******************************************************************************/void Lcd1602_Delay1ms(uint c)   //误差 0us
{uchar a,b;for (; c>0; c--){for (b=199;b>0;b--){for(a=1;a>0;a--);}      }}/*******************************************************************************
* 函 数 名         : LcdWriteCom
* 函数功能         : 向LCD写入一个字节的命令
* 输    入         : com
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
#ifndef     LCD1602_4PINS    //当没有定义这个LCD1602_4PINS时
void LcdWriteCom(uchar com)   //写入命令
{LCD1602_E = 0;     //使能LCD1602_RS = 0;      //选择发送命令LCD1602_RW = 0;    //选择写入LCD1602_DATAPINS = com;     //放入命令Lcd1602_Delay1ms(1);        //等待数据稳定LCD1602_E = 1;           //写入时序Lcd1602_Delay1ms(5);      //保持时间LCD1602_E = 0;
}
#else
void LcdWriteCom(uchar com)   //写入命令
{LCD1602_E = 0;     //使能清零LCD1602_RS = 0;  //选择写入命令LCD1602_RW = 0;    //选择写入LCD1602_DATAPINS = com; //由于4位的接线是接到P0口的高四位，所以传送高四位不用改Lcd1602_Delay1ms(1);LCD1602_E = 1;     //写入时序Lcd1602_Delay1ms(5);LCD1602_E = 0;//    Lcd1602_Delay1ms(1);LCD1602_DATAPINS = com << 4; //发送低四位Lcd1602_Delay1ms(1);LCD1602_E = 1;   //写入时序Lcd1602_Delay1ms(5);LCD1602_E = 0;
}
#endif
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : LcdWriteData
* 函数功能         : 向LCD写入一个字节的数据
* 输    入         : dat
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
#ifndef     LCD1602_4PINS
void LcdWriteData(uchar dat)            //写入数据
{LCD1602_E = 0;    //使能清零LCD1602_RS = 1;  //选择输入数据LCD1602_RW = 0;    //选择写入LCD1602_DATAPINS = dat; //写入数据Lcd1602_Delay1ms(1);LCD1602_E = 1;   //写入时序Lcd1602_Delay1ms(5);   //保持时间LCD1602_E = 0;
}
#else
void LcdWriteData(uchar dat)            //写入数据
{LCD1602_E = 0;      //使能清零LCD1602_RS = 1;      //选择写入数据LCD1602_RW = 0;    //选择写入LCD1602_DATAPINS = dat;    //由于4位的接线是接到P0口的高四位，所以传送高四位不用改Lcd1602_Delay1ms(1);LCD1602_E = 1;      //写入时序Lcd1602_Delay1ms(5);LCD1602_E = 0;LCD1602_DATAPINS = dat << 4; //写入低四位Lcd1602_Delay1ms(1);LCD1602_E = 1;     //写入时序Lcd1602_Delay1ms(5);LCD1602_E = 0;
}
#endif
/*******************************************************************************
* 函 数 名       : LcdInit()
* 函数功能       : 初始化LCD屏
* 输    入       : 无
* 输    出       : 无
*******************************************************************************/
#ifndef     LCD1602_4PINS
void LcdInit()                        //LCD初始化子程序
{LcdWriteCom(0x38);  //开显示LcdWriteCom(0x0c);  //开显示不显示光标LcdWriteCom(0x06);  //写一个指针加1LcdWriteCom(0x01);  //清屏LcdWriteCom(0x80);  //设置数据指针起点
}
#else
void LcdInit()                        //LCD初始化子程序
{LcdWriteCom(0x32);  //将8位总线转为4位总线LcdWriteCom(0x28);     //在四位线下的初始化LcdWriteCom(0x0c);  //开显示不显示光标LcdWriteCom(0x06);  //写一个指针加1LcdWriteCom(0x01);  //清屏LcdWriteCom(0x80);  //设置数据指针起点
}
#endif

lcd.h

#ifndef __LCD_H_
#define __LCD_H_
/**********************************
当使用的是4位数据传输的时候定义，
使用8位取消这个定义
**********************************/
//#define LCD1602_4PINS/**********************************
包含头文件
**********************************/
#include<reg51.h>//---重定义关键词---//
#ifndef uchar
#define uchar unsigned char
#endif#ifndef uint
#define uint unsigned int
#endif/**********************************
PIN口定义
**********************************/
#define LCD1602_DATAPINS P0
sbit LCD1602_E=P2^5;
sbit LCD1602_RW=P2^6;
sbit LCD1602_RS=P2^7;/**********************************
函数声明
**********************************/
/*在51单片机12MHZ时钟下的延时函数*/
void Lcd1602_Delay1ms(uint c);   //误差 0us
/*LCD1602写入8位命令子函数*/
void LcdWriteCom(uchar com);
/*LCD1602写入8位数据子函数*/
void LcdWriteData(uchar dat)    ;
/*LCD1602初始化子程序*/
void LcdInit();                       #endif

需要注意的是，虽然lcd的代码是基于普中科技的实验例程修正过来的，但是对于RS\RW\EN三个接口的引脚有所更改，建议复制粘贴我的lcd代码

3.实物

实物视频请移步我的个人主页视频去看

总结

冲冲冲，步进电机驱动很简单，大家可以在此基础上结合其他模块玩一些好玩的东西，稍后代码和资料会发布到我的资源中

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