AT89C51单片机步进电机控制电路设计+电路图+源程序(2)
步进电机还有一个很大的优点，就是不会将一步的误差积累到下一步，因此拥有较好的位置精度，并且电机的响应仅由数字输入脉冲决定，不会受很多其他因素的不利影响，只要控制得力，运行就不会出错。可以通过开环控制而不需要反馈，使得电机的结构得到简化，减少了成本，步进电机还拥有比较宽的转速范围。优秀的启停和反转响应，一系列的优点使得步进电机作为一种高精度的电机在许多领域中都得到了广泛的应用。不论在工业、医疗、军事还是生活亦或是娱乐业中，只要存在移动一个角度或是一段距离的地方，步进电机都能派上用处，例如机械手臂、临床医疗器械、智能机器人、打印机、卡片阅读器、雨刷、摄影系统、自动绘图仪器等等[1]。随着计算机技术以及微机电技术的迅猛发展，步进电机的应用也在飞速扩展，在数控系统中，步进电机就大放异彩，最近火热的3D打印概念，也是步进电机控制系统发展应用的一项重大突破。因此，对步进电机的研究也就很有现实的意义了，随着研究深度的加深也会带来科技的进步，为社会的发展，人类的进步积累基石[2]。
1.2 国内外研究现状
50年代后期，我国开始研究和制造步进电机，一直到60年代后期为止，主要是高等院校和一些科研机构为了开发新的机械或是完成某些课题，从事开发和研究步进电机。初期的步进电机是全分立元器件构成的逻辑电路，其中包括了电容耦合输入的计数器，触发器和环形分配器等等。随着科技的发展，到了70年代初，国内步进电机的生产和研究都有所突破，不只在电机驱动器设计方面有了很大的进步，针对反应式步进电机的设计和研究也到达了一个较高的水平，带动了整个电机产业的发展。直至80年代，新品种高性能的电机不断涌现，混合式步进电机及驱动器已经作为产品被反应用，同时也在市场中占有了很大的份额，针对其的控制方法也一直处于进步之中。近十几年来，我国的微电机市场一直吸引着国内外的企业来华投资。国内市场拥有巨大的潜力、充足的资源以及廉价的劳动力等优势，吸引了许多跨国公司和上市公司的注意。
在国外，步进电机早已发展成高性能的混合式结构，而我国的混合式步进电机在90年代才开始逐步发展起来，近年来，混合式步进电机的使用量也在不断增长。近年来，为了克服步进电机低速运行时振动大，噪声大的缺点，专家学者采用了各种方法,例如改变步进电机减速比，来避开电机本身的共振区；还可以通过细分或是更换电机实现，这几种方法基本可以完全避免振动和噪声的发生，为步进电机的稳定控制提供了前提，这些方法也一直沿用至今。
步进电机细分技术的发展，又为减弱或消除步进电机的低频振动，减小噪声提供了新的方法，同时还可以提高电机的运行精度，使得步进电机的控制更为精确[3]。到现在，步进电机以及相关的控制方法也在不断的发展之中，未来更优化的控制方法还有待研究。
1.3本设计研究内容
本设计主要是研究了一种基于单片机的步进电机控制方法，主要通过单片机AT89C51作为控制核心，用步进电机驱动器ULN2003A控制步进电机，使其在四相八拍的工作方式下完成启停，正反转和调速控制，并在LCD1602上显示步进电机当前的运行转速，同时用led灯显示步进电机旋转的方向。
2步进电机概述
2.1步进电机的概念
步进电机是一种将电脉冲信号转化为角位移的执行机构。换成通俗的话来讲，当步进电机接受到一个脉冲信号时，它就会转动一个固定的角度（称作“步距角”）[4]。