请问怎么实现51单片机对步进电机的可编程控制？

               步进电机的单片机控制     
                作者：李通 刘志垠

摘要: 本设计采用凌阳16 位单片机SPCE061A对步进电机进行控制，通过IO口输出的具有时序的方波作为步进电机的控制信号，信号经过芯片L298N驱动步进电机；同时，用 4X4的键盘来对电机的状态进行控制，并用数码管显示电机的转速，采用74LS164作为4位单个数码管的显示驱动，从单片机输入信号；利用凌阳单片机的语音功能播报电机的转速。

关键词 步进电机 单片机 数码管

一、 方案论证与比较
    1、 本设计的重点在于对步进电机的控制和驱动，设计中受控电机为四相六线制的步进电机（内阻33欧，步进1.8度，额定电压12V）
    方案一：使用多个功率放大器件驱动电机
    通过使用不同的放大电路和不同参数的器件，可以达到不同的放大的要求，放大后能够得到较大的功率。但是由于使用的是四相的步进电机，就需要对四路信号分别进行放大，由于放大电路很难做到完全一致，当电机的功率较大时运行起来会不稳定，而且电路的制作也比较复杂。
    方案二：使用L298N芯片驱动电机
    L298N芯片可以驱动两个二相电机（如图1－1），也可以驱动一个四相电机，输出电压最高可达50V，可以直接通过电源来调节输出电压；可以直接用单片机的IO口提供信号；而且电路简单，使用比较方便
    通过比较，使用L298N芯片充分发挥了它的功能，能稳定地驱动步进电机，且价格不高，故选用L298N驱动电机。而使用L298N时，可以用L297来提供时序信号，可以节省单片机IO口的使用；也可以直接用单片机模拟出时序信号，由于控制并不复杂，故选用后者。
    2、 数码管显示电路的设计
    方案一：串行接法
    设计中要显示4位数字，用74LS164作为显示驱动，其中带锁存，使用串行接法可以节约IO口资源，但要使用SIO，发送数据时容易控制。
    方案二：并行接法
    使用并行接法时要对每个数码管用IO口单独输入数据，占用资源较多。
    由于设计中用一块单片机进行控制，资源有限，选择了方案一。另外，使用锁存也起到节约资源的作用。

    二、步进电机控制原理
    步进电机是数字控制电机，它将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，因此非常适合于单片机控制。步进电机可分为反应式步进电机（简称VR）、永磁式步进电机（简称PM）和混合式步进电机（简称HB）。
    步进电机区别于其他控制电机的最大特点是，它是通过输入脉冲信号来进行控制的，即电机的总转动角度由输入脉冲数决定，而电机的转速由脉冲信号频率决定。
    步进电机的驱动电路根据控制信号工作，控制信号由单片机产生。其基本原理作用如下：
    (1)控制换相顺序
    通电换相这一过程称为脉冲分配。例如：三相步进电机的三拍工作方式，其各相通电顺序为A-B-C－D,通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A,B,C，D相的通断。
    (2)控制步进电机的转向
    如果给定工作方式正序换相通电，步进电机正转，如果按反序通电换相，则电机就反转。
    (3)控制步进电机的速度
    如果给步进电机发一个控制脉冲，它就转一步，再发一个脉冲，它会再转一步。两个脉冲的间隔越短，步进电机就转得越快。调整单片机发出的脉冲频率，就可以对步进电机进行调速。

    三、理论设计
    综和以上选取的方案，总的流程如图3－2所示

   1、步进电机驱动电路
    通过L298N构成步进电机的驱动电路,电路图如图3－2所示。
    通过单片机SPCE061A的IOB8～IOB13对L298N的IN1～IN4口和ENA、ENB口发送方波脉冲信号，起时序图如图3－3所示



  2、数码管显示电路的设计
    数码管的显示驱动使用74LS164，通过SPCE061A的IOB0和IOB1口对DATA和CLK发送数据。


    3、4x4键盘电路
    在设计中，使用了标准的4x4键盘，其电路图如图3－5所示。单片机的A口低8位为键盘的接口。尽管设计要求中只需要4个键对步进电机的状态进行控制，但考虑到对控制功能的扩展，我们使用了4x4的键盘

   四、程序设计
    在进行程序设计的过程中，主要分为五个部分：双机通讯、语音报数、数字显示、步进电机驱动、键盘；其中双机通讯的实现和语音报时比较有特点，将其流程简要介绍如下，其他部分见附的程序。
    1、双机通讯

  我们在实现双机通讯的过程中使用了“三次握手”的方式，这是Intle网中成用的数据通讯确认协议，其流程图如图4－1所示。
    2、语音报数
    程序设计中语音报数使用的是SACM－A2000，考虑到程序比较简单，首先使用了自动报数方式，但发现不能进行连续报数，于是使用了非自动方式，流程图如图4－2所示


五、结果分析与总结
    应该说这次课程设计还是基本达到了设计的要求，但是也存在着未能解决的问题，由于在执行语音程序时对资源的消耗比较大，在语音报数的时候会中断步进电机驱动信号的输出，导致电机停转。为此，我们修改了方案，使用了两块单片机，通过双机通讯来传递信号，遗憾的是问题仍然没有得到解决。
    这次步进电机的综合实验我们学到了步进电机、数码管、4*4键盘、语音报数和双机通讯的使用，更重要的是学会了程序出问题时调试的方法，并养成了Debug的习惯，学到了程序出问题后怎样去解决的基本方法。
    参考文献：
    [1]谢自美《电子线路设计、实验、测试（第二版）》 武汉：华中理工大学出版社，2000.
    [2]薛钧义，张彦斌，樊波等《凌阳十六位单片机原理及应用》北京：北京航空航天大学出版社，2003.

请大家发表哈意见三

早期的第二代线切割机控制平台就用Z80单板机.不见得不行啊.

不太明白你说的动态控制是什么回事.“1转/M和2转/M”是不明单位.

貌似图片看不了，我想照着练练手330618752@qq.com

图片 好多啊  详细啊！