摘要：论文提出了一种基于单片机的步进电机控制系统及接口电路，设计了控制系统硬件，并给出了部分控制程序。步进电机控制系统由89C51单片机、步进电机控制器ST -2HB02X（驱动器）和两相步进电机42GYBH107组成。分析了细分驱动技术并利用具有细分控制的控制器与单片机接口，实现对步进电机有效控制，用汇编语言编写程序实验了步进电机的驱动、启停和转速调整等。

    0 引言
    单片机控制步进电机具有脉冲输出准确，实时性强等特点，通过软件可实现各种复杂控制，其系统成本低。论文主要对采用单片机控制步进电机的系统进行了研究与设计。步进电机转子运动速率取决于驱动脉冲频率，其运动总位移取决于驱动脉冲数。采用89C51单片机以软件方式驱动步进电机，简化了电路。适当改变输出控制端，便可控制不同相数步进电机。具有调速范围宽、反应快速准确、调整方便等优点。
    步进电机在高速转动时不易操作。而细分改善了其运行性能，细分驱动器可以精确控制电机的相电流，而细分的微步是可以用来精确定位的。电机的相电流平滑后会引起电机力矩的下降，而细分控制不但不会引起电机力矩的下降，相反力矩会有所增加。步进电机的精度为步进角的3％-5%，且不累积。本论文用带有细分的驱动器克服了电机低速转动时振动和噪声的缺点。
    1 系统硬件设计
    系统由ST-2HB02X驱动器、E51/S仿真器、POD－8X5X仿真头、8031 CPU、42 BYGH 107两相混合式步进电机和计算机等组成。
    ST-2HB02X驱动器精巧实用，转距高，适应范围宽，采用新型的双极性恒相流驱动技术，实现最大64细分。驱动器细分设置（整步，2、4、8、16、32、64），适合驱动2. 4A以下42系列、57系列两相混合式步进电机。输入信号光电隔离，无需控制器自检功能实物装置如图所示。

      因步进电机的运动不产生旋转量的误差累积，步进电机控制的最大特点是开环控制，不需要反馈信号。控制系统中，单片机为核心部件，带有晶振电路、复位电路、外围扩展设备及接口电路以完成对步进电机的控制。步进电机控制有串行和并行两种方式，系统采用并行控制，环形分配器其功能由单片机系统实现，用程序实现脉冲的分配。

    2 软件设计
    步进电机的控制主要有加减速控制、正反转控制、启停控制及步进角测试程序。部分程序如下所示。
    电机的转动程序：
    main（）：mov p 1，#10h
              mov p2，#Offh
              lcall delay
              mov p 1，#00h
              lcall delay
                  amp main
    delay：mov TO，#Och
          delayl：dinz rO，delayl
                  ret
              end
    此程序运行时，电机转动，按暂停键时，电机停转。
    步进角测试主程序：
    main（）：mov PI，#10h
              mov r6，#Offh
              mov 10，#Och
    delay（）1：djnz rO，delay01
delay02：djnz r6，delay02
        mov p 1，#00h
        mov rl，#Och
    delayl：djnz rl，delayl
            mov r2，#Offh
    delay2：mov r3，#Offh
    delay3：djnz r3，delay3
    delay4：djnz r2，delay4
            sjmp＄
                end
    在程序执行的同时拨动驱动器上的细分设定和相电流设定开关，观察电机转速变化。细分数越高，电机的步进角就越小，转动减慢越稳定，相电流越大，电机转速越高。加长高电平的延迟时间，提高电机的转速。基于PWM（脉冲宽度调制）原理，改变脉冲宽度，电枢上电压的“占空比”改变，从而改变电枢电压的平均值，控制电机的转速。

    3 结语
    单片机控制的步进电机是一种高精度角度调整系统，具有性价比高、节约硬件资源和控制精度高的特点，可以应用于一些精密仪器的控制。