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基于51单片机的步进电机控制代码与Proteus仿真

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ID:367198 发表于 2021-4-21 10:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
该设计可实现步进电机的速度及角度控制，
并在LCD1602上显示速度和角度
还可以利用PCF8591采集到的的信号实现角度控制

仿真原理图如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下载）
仿真.PNG

相关单片机代码如下：
  1. #include "MAIN.H"
  2. #include "LCD1602.h"
  3. #include "PCF8591.h"

  5. /*******************************************************************************
  6. * 设计名称: 两相步进电机
  7. ******************************************************************************/

  9. unsigned char code FFW_X[8]={0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08,0x09}; //X反转顺序

  11. unsigned char code FFZ_X[8]={0x09,0x08,0x0c,0x04,0x06,0x02,0x03,0x01}; //X正转顺序

  13. unsigned char code FFW_Y[8]={0x10,0x30,0x20,0x60,0x40,0xc0,0x80,0x90}; //Y反转顺序

  15. unsigned char code FFZ_Y[8]={0x90,0x80,0xc0,0x40,0x60,0x20,0x30,0x10}; //Y正转顺序

  17. unsigned char Speed = 30,Direction = 1,X_Y = 0,stop = 1,mode = 0;         
  18. unsigned int k, temp;
  19. int Angle = 0;


  22. /*******************************************************************************

  24. * 函 数 名 : main

  26. * 函数功能 : 主函数

  28. * 输    入 : 无

  30. * 输    出 : 无

  32. *******************************************************************************/
  33. void main(void)
  34. {       
  35.         System_Init();
  36.         while(1)
  37.         {
  38.                 temp = Read_PCF();                // 读取AD转换后的数字量
  39.                 PCF_Output(temp);                // DA转换，模拟量输出
  40.                 //将数字量转换为十进制，*100 + 0.5将小数转换为整数，便于显示和存储
  41.                 k = (float)temp * 5 / 256 * 100 + 0.5;        // 将得到的结果存入数组

  43.                 Key_Scan();
  44.                 if(mode == 0)Motor();
  45.                 if(mode == 1)
  46.                 {
  47.                         Angle = k/61*45;
  48.                         if(Angle >= 0)
  49.                         {
  50.                                         LCD1602_Location(2,7);
  51.                                         LCD1602_Write_Num(Angle);       
  52.                                         if(X_Y==0)
  53.                                                 GPIO_MOTOR = FFW_Y[k/62];       
  54.                                         else
  55.                                                 GPIO_MOTOR = FFW_X[k/62];
  56.                         }
  57.                         Delay(20);               
  58.                 }

  60.         }
  61. }

  63. void System_Init(void)
  64. {
  65.         Init_PCF();
  66.         Init_LCD1602();
  67.         LCD1602_Location(1,1);
  68.         LCD1602_write_word("Welcome To Use!");
  69.         Delay(1000);
  70.         LCD1602_Clear();       
  71.         LCD1602_Location(1,1);
  72.         LCD1602_write_word("Speed:");       
  73.         LCD1602_Write_Num(Speed);
  74.         LCD1602_Location(2,1);
  75.         LCD1602_write_word("Angle:");       
  76.         LCD1602_write_word("Null");       
  77.         LCD1602_Location(1,11);
  78.         LCD1602_write_word("Stop");       
  79.         LCD1602_Location(2,12);
  80.         LCD1602_write_word("X+");
  81.         LCD1602_Location(2,15);
  82.         LCD1602_write_word("O");               
  83. }
  84. /*******************************************************************************
  85. * 函 数 名: Motor
  86. * 函数功能: 电机旋转函数
  87. * 输    入: 无
  88. * 输    出: 无
  89. *******************************************************************************/
  90. void Motor()
  91. {
  92.         unsigned char i;
  93.         if(Speed>0)
  94.         for(i=0;i<8;i++)
  95.         {
  96.                 if(Direction==1&&X_Y==0&&stop==0)                 //正转&Y电机&电机没按下停止
  97.                         GPIO_MOTOR = FFW_Y[i];
  98.                 if(Direction==2&&X_Y==0&&stop==0)                 //反转&Y电机&电机没按下停止
  99.                         GPIO_MOTOR = FFZ_Y[i];
  100.                 if(Direction==1&&X_Y!=0&&stop==0)                 //正转&X电机&电机没按下停止
  101.                         GPIO_MOTOR = FFW_X[i];
  102.                 if(Direction==2&&X_Y!=0&&stop==0)                 //反转&X电机&电机没按下停止
  103.                         GPIO_MOTOR = FFZ_X[i];
  104.                 Delay(1000/Speed); //调节转速
  105.         }
  106. }
  107. /*******************************************************************************
  108. * 函 数 名  : Delay
  109. * 函数功能  : 延时
  110. * 输    入  : t
  111. * 输    出  : 无
  112. *******************************************************************************/
  113. void Delay(unsigned int t)
  114. {
  115. unsigned int k;
  116. while(t--)
  117. {
  118.         for(k=0; k<80; k++);
  119. }
  120. }
  121. /*******************************************************************************
  122. * 函 数 名  : Key_Scan
  123. * 函数功能  : 按键
  124. * 输    入  : 无
  125. * 输    出  : 无
  126. *******************************************************************************/
  127. void Key_Scan(void)
  128. {
  129.         unsigned int i,j;
  130.         if(K1==0) //检测按键K1是否按下
  131.         {
  132.                 Delay(1); //消除抖动
  133.                 if(K1==0)
  134.                 {
  135.                         if(stop == 1)
  136.                         {
  137.                                 stop=0;                  
  138.                                 LCD1602_Location(1,11);
  139.                                 LCD1602_write_word("Move");               
  140.                                 LCD1602_Location(2,7);
  141.                                 LCD1602_write_word("Null");                                       
  142.                         }

  144.                         else
  145.                         {
  146.                                 stop=1;                                   //stop为控制电机停止的标志位，但它为1时，电机停止
  147.                                 LCD1602_Location(1,11);
  148.                                 LCD1602_write_word("Stop");       
  149.                         }
  150.                 }
  151.                 while((i<300)&&(K1==0))//检测按键是否松开
  152.                 {
  153.                         Delay(1);
  154.                         i++;
  155.                 }
  156.                 i=0;
  157.         }
  158.        
  159. if(K2==0) //检测按键K1是否按下
  160. {
  161.                 Delay(1); //消除抖动
  162.                 if(K2==0)
  163.                 {
  164.                         Direction=1;                 //Direction 转向标志位,为2时为正转
  165.                         LCD1602_Location(2,13);
  166.                         LCD1602_write_word("+");               
  167.                 }
  168.                 while((i<200)&&(K2==0))//检测按键是否松开
  169.                 {
  170.                         Delay(1);
  171.                         i++;
  172.                 }
  173.                 i=0;
  174. }
  175. /********************检测按键K2是否按下***********************/
  176. if(K3==0) //检测按键K2是否按下
  177. {
  178.                 Delay(1); //消除抖动
  179.                 if(K3==0)
  180.                 {
  181.                         Direction=2;                  //Direction 转向标志位,为2时为反转
  182.                         LCD1602_Location(2,13);
  183.                         LCD1602_write_word("-");               
  184.                 }
  185.                 while((i<200)&&(K3==0))//检测按键是否松开
  186.                 {
  187.                         Delay(1);
  188.                         i++;
  189.                 }
  190.                 i=0;
  191. }
  192. /********************检测按键K3是否按下***********************/
  193.                 if(K4==0)//检测按键K3是否按下
  194.                 {
  195.                         Delay(1);//消除抖动
  196.                         if(K4==0)
  197.                         {
  198.                                 if(Speed < 100)
  199.                                 Speed += 5;
  200.                                 LCD1602_Location(1,7);
  201.                                 LCD1602_Write_Num(Speed);
  202.                         }
  203.                 while((i<200)&&(K4==0))//检测按键是否松开
  204.                 {
  205.                 Delay(1);
  206.                 i++;
  207.                 }
  208.                 i=0;
  209. }
  210. /********************检测按键K3是否按下***********************/
  211. if(K5==0) //检测按键K4是否按下
  212. {
  213.                 Delay(1); //消除抖动
  214.                 if(K5==0)
  215.                 {
  216.                         if(Speed > 0)
  217.                         Speed -= 5;
  218.                         LCD1602_Location(1,7);
  219.                         LCD1602_Write_Num(Speed);       
  220.                 }
  221.                 while((i<200)&&(K5==0))//检测按键是否松开
  222.                 {
  223.                         Delay(1);
  224.                         i++;
  225.                 }
  226.                 i=0;
  227. }
  228. if(K6==0)//检测按键K1是否按下
  229. {
  230.                 Delay(1);//消除抖动
  231.                 if(K6==0)
  232.                 {
  233. //           Direction=0;                                   //X_Y 电机的参数  X_Y=0为Y电机 X_Y=1为X电机
  234.                         if(X_Y==0)                                   //当切换电机时，对Direction=0;对标志位清零，防止上个电机的转向影响本次所控电机
  235.                         {
  236.                                 X_Y=1;       
  237.                                 LCD1602_Location(2,12);
  238.                                 LCD1602_write_word("Y");
  239.                         }
  240.                         else
  241.                         {
  242.                                 X_Y=0;       
  243.                                 LCD1602_Location(2,12);
  244.                                 LCD1602_write_word("X");
  245.                         }
  246.                 }
  247.                 while((i<400)&&(K6==0))//检测按键是否松开
  248.                 {
  249.                         Delay(1);
  250.                         i++;
  251.                 }
  252.                 i=0;
  253.                 }
  254.         if(K7==0)//检测按键K1是否按下
  255.         {
  256.                 Delay(1);//消除抖动
  257.                 if(K7==0)
  258.                 {
  259.                         if(Angle >= 0)
  260.                         {
  261.                                 if(Direction==1&&stop==1)                 //正转&Y电机&电机没按下停止
  262.                                 {
  263.                                         if(j >= 8)j -= 8;
  264.                                         Angle += 45;
  265.                                         if(Angle >= 360)Angle -= 360;
  266.                                         j++;
  267.                                         LCD1602_Location(2,7);
  268.                                         LCD1602_Write_Num(Angle);       
  269.                                        
  270.                                         if(X_Y==0)
  271.                                                 GPIO_MOTOR = FFW_Y[j];       
  272.                                         else
  273.                                                 GPIO_MOTOR = FFW_X[j];
  274.                                 }
  275.                                        
  276.                                 if(Direction==2&&stop==1)                 //反转&Y电机&电机没按下停止
  277.                                 {
  278.                                         if(j > 0)
  279.                                         {
  280.                                                 Angle -= 45;       
  281.                                                 if(Angle <= 0)Angle = 0;
  282.                                                 j--;
  283.                                                 LCD1602_Location(2,7);
  284.                                                 LCD1602_Write_Num(Angle);       
  285.                                                 if(X_Y==0)
  286.                                                         GPIO_MOTOR = FFW_Y[j];       
  287.                                                 else
  288.                                                         GPIO_MOTOR = FFW_X[j];                                       
  289.                                         }
  290.                                         else
  291.                                                 j = 0;
  292.                                 }                       
  293.                         }
  294.                         Delay(20);
  295.                 }
  296.                 while((i<2000)&&(K7==0))//检测按键是否松开
  297.                 {
  298.                         Delay(1);
  299.                         i++;
  300.                 }
  301.                 i=0;
  302.         }
  303.         if(K8==0)//检测按键K1是否按下
  304.         {
  305.                 Delay(1);//消除抖动
  306.                 if(K8==0)
  307.                 {
  308.                         mode = 1;
  309.                         LCD1602_Location(2,15);
  310.                         LCD1602_write_word("C");
  311.                 }
  312.                 while((i<500)&&(K8==0))//检测按键是否松开
  313.                 {
  314.                         Delay(1);
  315.                         i++;
  316.                 }
  317.                 i=0;
  318.         }       
  319.         if(K9==0)//检测按键K1是否按下
  320.         {
  321.                 Delay(1);//消除抖动
  322.                 if(K9==0)
  323.                 {
  324.                         mode = 0;
  325.                         LCD1602_Location(2,15);
  326.                         LCD1602_write_word("O");
  327.                 }
  328.                 while((i<500)&&(K9==0))//检测按键是否松开
  329.                 {
  330.                         Delay(1);
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ID:415044 发表于 2022-1-6 15:35 | 显示全部楼层
没有proteus文件啊，大佬
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