基于51单片机的步进电机调速系统设计

基于51单片机的步进电机调速系统

（仿真＋程序＋原理图＋设计报告）

功能介绍

具体功能：

1.按键可以控制电机正、反转，加、减速，停止；

2.一位7段数码管实时显示档位（共9档）；

3.两个LED分别来表示正转、反转；

4.四个LED流水闪烁来表示电机转速；

演示视频：

基于51单片机的步进电机调速系统设计

#include "reg52.h"
/*
按键控制步进电机：正转、反转、加1档、减1档、停止
数码管显示步进电机档位，总共有9档
LED灯显示正转、反转、转速
*/

/*宏定义*/
#define SpeedShow P0   		//数码管显示接口
#define MotorDriver P2   	//步进电机驱动接口

typedef unsigned char uchar;      // 8位有符号整数
typedef unsigned int 	uint;       //16位有符号整数
typedef unsigned long ulong;      //32位有符号整数

#define KEY_TIME_SHORT 	20		//短按的按键去抖动延时的时间
//---加入全局变量--//
extern uchar KeyCode;
extern uint  KeyTimeCnt[5];			//按键去抖动延时计数器,分别对应KEY1/2/3/4/5
extern uchar KeyLock[5];				//按键触发后自锁的变量标志,分别对应KEY1/2/3/4/5

//-----------------------------------------------------------------
// 相关函数声明
//-----------------------------------------------------------------
void KeyScan();				//按键扫描函数 放在定时中断里			
void Delay10ms();			//延时函数

//0~9 的共阳数码管段码，最后一个是黑屏
const uchar SEG_CODE[] = {0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0xFF};

//输出励磁序列的频率参数{TH1,TL1}
const uchar Timer[9][2]={{0xDE,0xE4},{0xE1,0xEC},{0xE5,0xD4},{0xE9,0xBC},  //8.476 ~ 1ms
							    {0xEd,0xA4},{0xF1,0x8C},{0xF5,0x74},{0xF9,0x5C},{0xFC,0x18}};

//步进电机正转的励磁序列
const uchar FFW[] = {0x1F,0x3F,0x2F,0x6F,0x4F,0xCF,0x8F,0x9F}; //DCBAXXXX

//步进电机反转的励磁序列
const uchar REV[] = {0x9F,0x8F,0xCF,0x4F,0x6F,0x2F,0x3F,0x1F}; //DCBAXXXX

//枚举变量--正反转标志
typedef enum
	{FwdRun, RevRun} RunFlag;								
RunFlag flag1 = FwdRun;

uchar speed = 0;
		
uchar KeyCode = 0;						//按键编码值

//共5个独立机械按键,通过短按实现5种按键编码值
uint KeyTimeCnt[5] = {0,0,0,0,0};		//按键去抖动延时计数器,分别对应KEY1/2/3/4/5
uchar KeyLock[5] = {0,0,0,0,0};			//按键触发后自锁的变量标志,分别对应KEY1/2/3/4/5

	
/* IO引脚分配*/
sbit KEY1  = P1^2;  //按键1
sbit KEY2  = P1^3;  //按键2
sbit KEY3  = P1^4;  //按键3
sbit KEY4  = P3^5;  //按键4
sbit KEY5  = P3^6;  //按键5

sbit FWD_LED = P1^0;  		//正转指示灯
sbit REV_LED = P1^1;  		//反转指示灯

	
	
//函数声明
void T0_Init();					//定时器0初始化函数声明
void T1_Init();					//定时器1初始化函数声明
void KeyService();			//按键服务函数声明
void delay_ms(uint t);	//毫秒延时函数声明
	
//-----------------------------------------------------------------
// 主程序
//-----------------------------------------------------------------
void main()
{	
	T0_Init();					//定时器0初始化
	T1_Init();					//定时器1初始化
	FWD_LED = 0;				//正转指示灯亮，默认初始化是正转
	
	delay_ms(500);			//延时500ms，待各个模块上电稳定
	EA = 1;							//开启中断
	while(1)
	{	
		KeyService();		//按键服务程序
	}
}	

//-----------------------------------------------------------------
// Timer0 初始化，模式1，允许中断，1ms定时
// Timer0 用于按键扫描
//-----------------------------------------------------------------
void T0_Init()
{
	TMOD &= 0xF0;
	TMOD |= 0x01;										//T0工作于模式1,16位定时器
	TH0 = (65536 - 1000) >> 8;			//1ms定时
	TL0 = (65536 - 1000) & 0xFF;
	ET0 = 1;												//允许T0中断
	TR0 = 1;												//启动T0
}

//-----------------------------------------------------------------
// Timer1 初始化，模式1，允许中断
// Timer1 用于改变步进电机转速
//-----------------------------------------------------------------
void T1_Init()
{
	TMOD &= 0x0F;
	TMOD |= 0x10;							//定时器1工作于模式1,16位定时器
	TH1 = Timer[speed][0];
	TL1 = Timer[speed][1];		//定时器1，定时用于步进电机转速控制
	ET1 = 1;									//允许T1中断
	PT1 = 1;									//定时器1优先级高
	TR1 = 0;									//关闭定时器1
}

//-----------------------------------------------------------------
// Timer0 中断服务程序
//-----------------------------------------------------------------
void InterruptTime0() interrupt 1
{
	TH0 = (65536 - 1000) >> 8;		//1ms
	TL0 = (65536 - 1000) & 0xFF;
	KeyScan();										//按键扫描
}


//-----------------------------------------------------------------
// Timer1 中断服务程序
//-----------------------------------------------------------------
void InterruptTime1() interrupt 3
{
	static step1 = 0;							
	static step2 = 0;
	TH1 = Timer[speed - 1][0];			//根据不同的转速档位，给定时器1赋定时器值
	TL1 = Timer[speed - 1][1];			
	
	//按照定时器1的频率循环发送正转励磁序列的脉冲给步进电机，使其不停地转动
	if(flag1 == FwdRun)//正转
	{
		MotorDriver = FFW[step1++];		
		if(step1 == 8) step1 = 0; 
	}
	
	 //按照定时器1的频率循环发送反转励磁序列的脉冲给步进电机，使其不停地转动
	else if(flag1 == RevRun)       
	{
		MotorDriver = REV[step2++];
		if(step2 == 8) step2 = 0; 
	}
}

//-----------------------------------------------------------------
// 按键服务程序
//-----------------------------------------------------------------
void KeyService()
{
	switch (KeyCode)
	{
		case 1:	flag1 = FwdRun;										//正转
						FWD_LED = 0;	REV_LED = 1;				//正转指示灯亮
						KeyCode = 0;
						break;							
		case 2:	flag1 = RevRun;										//反转
						FWD_LED = 1;	REV_LED = 0;				//反转指示灯亮
						KeyCode = 0;
						break;
		case 3:	speed++;													//速度加
						if(speed == 10) speed = 1;				
						SpeedShow = SEG_CODE[speed];
						if(TR1 == 0) TR1 = 1;
						KeyCode = 0;
						break;
		case 4:	speed--;													//速度减
						if(speed == 0 || speed == -1 ) speed = 9;
						SpeedShow = SEG_CODE[speed];	
						if(TR1 == 0) TR1 = 1;	
						KeyCode = 0;
						break;
		case 5:	TR1 = 0;													//停止
						SpeedShow = 0xFF;
						MotorDriver = 0x00;
						KeyCode = 0;
						break;	
		default: ;
	}
}