①速度转换时间应尽量短。为了缩短速度转换的时间，可以采用建立数据表的方法。结合各曲线段的频率和各段间的阶梯频率，就可以建立一个连续的数据表，并通过转换程序将其转换为定时初始表。通过在不同的阶段调用相应的定时初值，就可控制电机的运行。定时初值的计算是在定时中断外实现的，并不占用中断时间，保证电机的高速运行。论文网

②保证控制速度的精确性。要从一个速度准确达到另一个速度，就要建立一个校验机制，以防超过或未达到所需速度。

4。步进电机的起停控制步进电机由于其电气特性，运转时会有步进感。为了使电机转动平滑，减小振动，可在步进电机控制脉冲的上升沿和下降沿采用细分的梯形波，可以减小步进电机的步进角，跳过电机运行的平稳性。在步进电机停转时，为了防止因惯性而使电机轴产生顺滑，则需采用合适的锁定波形，产生锁定磁力矩，锁定步进电机的转轴，使步进电机转轴不能自由转动。

2。4永磁步进电机的控制原理

在本课题以常用的永磁式步进电机为例，用单片机控制步进电机。其接线图如图2-4

所示:图2-4永磁步进电机接线图从图中可以看出，电机共有四组线圈，四组线圈的一个端点连在一起引出，这样一共

有5根引出线。要使用步进电机转动，只要轮流给各引出端通电即可。将COM端标识为C，只要AC、BC或/AC、/BC，轮流加电就能驱动步进电机运转，加电的方式可以有多种，如果将COM端接正电源，那么只要用开关元件（如三极管），将A、B或/A、/B轮流接地。

不难设计出控制电路，因其工作电压为12V，因此用一块开路输出达林顿驱动器（这里用ULN2003，关于ULN2003将在后面介绍）作为驱动，通过P1。0、P1。3来控制各线圈的接通与切断。开机时，P1。0、P1。3均为高电平，依次将P1。0、P1。2（或P1。1、P1。3反向）切换为低电平即可驱动步进电机运行。如果要改变电机的转动速度只要改变两次接通之间的时间。改变转速，只要改变P1。0、P1。2（或P1。1、P1。3反向）轮流变低电平的时间即可达到要求，因为不会影响到其他功能的实现，这个时间可以用延时来实现，。这里以定时的方式来实现。下面首先计算一下定时时间。按要求，最低转速为20转/分，而上述步进电机的步距角为7。5，即每48个脉冲为1周，即在最低转速时，要求为960脉冲/分，相当于62。5ms/脉冲。而在最高转速时，要求为100转/分，即4800脉冲/分，相当于12。5ms/脉冲。

3系统硬件设计

3。1 系统功能分析

系统主要实现功能：

（1）5个按键控制整个电路，对应功能分别是：开始/暂停、正转、反转、速度加、速度减；

（2）数码管显示电机运行速度的档数和正反转的指示；

（3）5个小红灯，一个为电源指示，四个指示电机的转速。

3。2 系统总体设计方案

硬件主要以单片机为核心，本课题选用的步进电机是四相步进电机，通过软件和硬件的结合实现步进电机的启停、正转、反转、加速、减速功能，并且步进电机所处的状态用相应的发光二极管显示。按模块化设计思想，本系统主要包括四个模块，包括单片机最小系统、电机驱动模块、按键控制模块以及数码管显示模块等部分。文献综述

本课题的系统总框图如图3-1所示。

图3-1总体设计框图

3。3单片机最小系统设计

3。3。1STC89C51单片机

本次设计选用STC89C5l作为步进电机的控制芯片．STC89C51的结构简单并可以在编程器上实现闪烁式的电擦写达几万次以上．使用方便等优点，而且完全兼容MCS5l系列单片机的所有功能。STC89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。