步進電機是一種無刷同步電機，它將完整的旋轉分為若干步。每個步進電動機將具有一些固定的步進角，并且電動機以該角度旋轉。在本文中，我將向您展示如何使用兩個不同的驅動器（L293D和ULN 2003）將步進電機與8051連接。此外，此處還將說明使用8051單片機的步進電機控制。

使用8051單片機原理的步進電機控制

這些電路的主要原理是使步進電機以特定的步進角步進旋轉。由于控制器無法提供電動機所需的電流，因此ULN2003 IC和L293D電動機驅動器用于驅動步進電動機。

電路1：使用8051單片機和L293D進行步進電機控制

該項目中的第一個電路是使用L293D電機驅動器IC實現的。由于L293D電動機驅動器具有四個輸出引腳的選件，因此只能使用它驅動雙極步進電動機。

電路圖

下圖顯示了將雙極步進電機與8051微控制器和L293D電機驅動器接口的電路圖。

所需組件

AT89C51（8051單片機）

L293D電機驅動器

5V雙極步進電機

16X2 LCD Diaplay

11.0592 MHz石英晶體

10KΩ電阻X 2

10KΩ電位器

8個1KΩ電阻包

33pF陶瓷電容器X 2

10μF/ 16V電容器

按鈕X 4

330Ω電阻

5V電源

電路設計

首先，LCD的數據引腳連接到8051的PORT0引腳。由于PORT0沒有任何內部上拉，因此使用電阻器將PORT0上拉。LCD的RS和E引腳連接到8051的P2.0和P2.1。

RST引腳使用10KΩ電阻下拉。按鈕和10μF電容器的組合將用于復位微控制器。同樣，使用10KΩ電阻上拉EA引腳。

接下來，振蕩器。它由兩個80pF電容器和一個11.0592 MHz晶體組成，連接在8051的XTAL1和XTAL2引腳之間。

進入電機驅動器時，兩個使能引腳和兩個電源引腳連接到+ 5V電源。四個輸入連接到8051的PORT1引腳，即P1.0，P1.1，P1.2和P1.3。雙極步進電機的四個引腳連接到L293D的四個輸出引腳。

為了控制步進電機的方向，三個按鈕連接到PORT3引腳，即P3.0，P3.1和P3.2。

代碼

工作中

該電路的工作非常簡單。在程序中實現了一種稱為“半步進”的方法來旋轉步進電機。按下前進按鈕時，步進電機將沿順時針方向旋轉。

同樣，當按下后退按鈕時，它開始沿逆時針方向旋轉。要完全停止旋轉，可以按停止按鈕。

電路2：使用8051單片機和ULN2003進行步進電機控制

該項目的第二個電路是使用8051微控制器和ULN2003實現步進電機控制。由于ULN2003晶體管陣列由7個輸出組成，因此您可以控制單極和雙極步進電機。

在這個項目中，我將向您展示如何使用8051微控制器和ULN2003晶體管陣列控制5線單極步進電機。

電路圖

下圖顯示了將步進電機與8051微控制器和ULN2003接口的電路圖。

使用AT89C51單片機控制步進電機的電路圖

電路元件

AT89C51單片機

ULN2003A

步進電機

水晶

電阻器

電容器類

電路設計

該電路由AT89C51微控制器，ULN2003A，電機組成。AT89c51是低功耗，高性能，CMOS 8位8051系列微控制器。它具有32條可編程I / O線。它具有4K字節的Flash可編程和可擦除存儲器。外部晶體振蕩器連接在微控制器的18和19引腳上。電機通過驅動器IC連接到微控制器的端口2。

ULN2003A是電流驅動器IC。它用于驅動步進電機的電流，因為它需要超過60mA的電流。它是達林頓對的數組。它由具有公共發射器的七對達林頓陣列組成。該集成電路由16個引腳組成，其中7個為輸入引腳，7個為輸出引腳，其余為VCC和地。前四個輸入引腳連接到微控制器。同樣，四個輸出引腳連接到步進電機。

步進電機有6個引腳。在這六個引腳中，有2個引腳連接到12V電源，其余的連接到步進電機的輸出。步進器以給定的步進角旋轉。旋轉的每個步驟都是整個循環的一小部分。這取決于機械零件和驅動方法。

與所有電動機相似，步進電動機將具有定子和轉子。轉子具有永磁體，定子具有線圈。基本的步進電機有4個線圈，每個線圈具有90度的旋轉步進。這四個線圈以循環順序激活。下圖顯示了軸的旋轉方向。有多種驅動步進電機的方法。其中一些解釋如下。

全步驅動：在這種方法中，兩個線圈同時通電。因此，這里兩個相對的線圈一次被激勵。

半步驅動：在這種方法中，線圈交替通電。因此，它以半步角旋轉。用這種方法，可以一次給兩個線圈通電，也可以給單個線圈通電。因此，它增加了每個周期的轉數。如下圖所示。

如何操作此步進電機驅動器電路？

首先，接通電路。

單片機開始驅動步進電機。

可以觀察到步進電機的旋轉

步進電機有四根線。它們是黃色，藍色，紅色和白色。如下所述，這些都可以通電。

在全步駕駛中，請按以下順序進行

要以半步角驅動電動機，請按以下順序進行

步進電機控制器電路的優點

它消耗更少的功率。

需要低工作電壓

步進電機控制應用

該電路可用于機器人應用。

這也可以用于機電應用中。

步進電機可用于磁盤驅動器，矩陣打印機等。