基于 51 单片机的步进电机控制

［摘要］

  

本课程设计的内容是利用 51 单片机，达到控制步进电机的启动、

停止、正转、反转、两档速度和状态显示的目的，

使步进电机控制更加灵活

。

步进电

机驱动芯片采用 ULN2803，ULN2803 具有大电流、高电压，外电路简单等优点。利用四位
数码管增设电机状态显示功能，各项数据更直观。实测结果表明，该控制系统达到了设计
的要求。

关键字

：步进电机、数码管、51 单片机、ULN2803

  

一 步进电机与驱动电路

1.1 什么是步进电机

      步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收
到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。可
以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时也可以通过控制
脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

1.2 步进电机的种类

步进电机分永磁式（PM）、反应式（VR）、和混合式（HB）三种。永磁式步进一般为

两相，转矩和体积较小，步进角一般为 7.5

 

度 或 15 度；反应式步进一般为三相，可实现

大转矩输出，步进角一般为 1.5 度，但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家 80 年代已被
淘汰；混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角
一般为 1.8

 

度而五相步进角一般为 0.72 度。这种步进电机的应用最为广泛。

1.3 步进电机的特点

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．精度高 一般的步进电机的精度为步进角的 3-5%，且不累积。可在宽广的频率范

 

围内通过改变脉冲频率来实现调速，快速起停、正反 转控制及制动等，这是步进电动机
最突出的优点

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．过载性好 其转速不受负载大小的影响，不像普通电机，当负载加大时就会出现

速度下降的情况，所以步进电机使用在对速度和位置都有严格要求的场合；

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“ ”

．控制方便 步进电机是以 步 为单位旋转的，数字特征比较明显，这样就给计算

机控制带来了很大的方便，反过来，计算机的出现也为步进电机开辟了更为广阔的使用

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