基于atmega128的步进电机控制

基于 ATmega128 的步进电机控制-基于 proteus 仿真设计潜刘方摘要：本文以 ATmega128 单片机作为系统的 CPU，来控制步进电动机。步进电动机具有性能稳定，广泛应用于实际生活中。由于做实物不仅要耗费金钱，还要耗费大量的时间用来做板子，焊接元器件。本系统采用了 Proteus 仿真，只需要画画电路图就可以做出类似实物的效果。通过测试，本系统可以实现电机启动、停止、加速、减速、正转、反转等控制。对于广大初学者售企业来说具有很大的学习价值。关键字：ATmega128 步进电机 Proteus 控制 稳定一、背景随着生产过程机械化、电气化和自动化的不断发展，出现了步进电机。这种电机的工作原理与普通的异步电机和直流电机基本相似，但它们在性能、结构、生产工艺有其特殊性。随着集成化的发展，AVR 以其低功耗，高运算速度在单片机的领域中占有重要位置，ATmega 系列 AVR 单片机主要有 ATmega 8/16/32/64128/128L 等。二、设计方案：本系统由 ATmega128 作为 CPU 来控制步进电机，LED 作为案件按下作为显示，来显示有关方面的显示信息。其总体设计框图如图 1 所示：Atmega128按键输入步进电机控制LED 显示图 1 总体框架图 二、硬件设计：1、步进电机工作原理步进电机不同于一般的电动机，它是一步一步转动的。每输入一个脉冲信号，步进电机就转过一定的角度，因此它是一种把脉冲变成角度位移的执行元件。 驱动芯片：ULN2003，是高耐压、大电流达林顿阵列，由 7 个硅 PNP 达林顿管组成。ULN2003 灌电流可达 500mA，并且能够在关态时承受 50V 的电压，输出还可以在高负载电流并行运行。2、总体硬件电路设计总体硬件电路图如图 2 所示。图 2 总体硬件电路图三、软件设计：步进电机控制关键在于励磁序列的定义，表 1 给出了四相步进电机的 3 种励磁方式。表 1 四相步进电机的三种励磁方式按键检测以及处理程序如图 3 所示下：图3 按键流程图步进电机运行流程图如图4所示.图4 电机运行流程图主程序流程图如图5所示。图5 主程序流程图五、总结以心得体会：通过本次系统的制作及仿真，对步进电机的运行原理有了更深的感触，为以后运用电机打下了坚实的基础。Proteus 仿真软件的应用，大大节省了设计周期和设计费用，更改方案也方便很多。通过本次设计和制作，我虽然只花了两天的时间，做出来的东西也不是特别的完美，但是，我发现了自己的不足，在我想把延时改成用定时器的时候，电机的转动出现了很大的问题，并不是我对定时器的不会用，这东西久了不用就会生疏了，本来我以为电机要走完8拍才可以换向，后来我发现我错了。在接来下的时间里面要多去复习复习自己已经会的那部分知识，以免变的生疏。六、参考文献：1兰吉昌. AVR 单片机系统开发经典实例. 北京：化学工业出版社. 2011.52彭 伟.单单片机 C 语言设计实训 100 例-基于 AVR.+Proteus 仿真 北京：北京航空航天大学出版社. 2010.5七、程序源代码：#include/#include#include#define F_CUP 7372800UL#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define Kstart_DOWN (PINFvoid step_motor_run(void);/正转励磁序列 A-AB-B-BC-C-CD-D-DAconst uchar FFW=0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0C,0x08,0x09;/正转/反转励磁序列 A-AD-D-CD-C-BC-B-ABconst uchar REV=0x01,0x09,0x08,0x0C,0x04,0x06,0x02,0x03;/反转/定义电机方向：0 1/ 正转 反转 uchar Dir=0;/用于改变电机方向 0 1/ 改变 不改变uchar Dir_change=0;/uchar Dir_flage=0;/暂时缓存方向变量/定义电机的状态 0 1/ 未启动 已启动uchar start_flag=0;/采用三级调速 10 50 250uint delay_time=50;/延时时间 用来控制电机的转动速度int main(void)DDRB=0xff;PORTB=0xff;DDRE=0xff;PORTE=FFW0;DDRF=0x00;PORTF=0xff;while(1)step_motor_run();return 0;void key_detect(void)if(Kstart_DOWN)while(Kstart_DOWN);start_flag=1;PORTB=_BV(PB0);if(start_flag=1)if(Kstop_DOWN)while(Kstop_DOWN);start_flag=0;PORTB=_BV(PB1);else if(Kup_DOWN)while(Kup_DOWN);delay_time/=5;if(delay_time250)delay_time=250;PORTB=_BV(PB3);else if(Kforward_DOWN)while(Kforward_DOWN);Dir=0;PORTB=_BV(PB4);else if(Kreverse_DOWN)while(Kreverse_DOWN);Dir=1;PORTB=_BV(PB5);void step_motor_run()uchar i;if(start_fl