手把手教你使用PIC单片机控制步进电机（C语言版）——站长原创，如需引用请注明出处

    步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。在没有超出负载的情况下，步进电机的转动速度、停止的位置只取决于送给电机脉冲信号的频率和脉冲数，而不会受到负载变化的影响，如：我们给步进电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。
    在初中物理课上，我们就已经接触到过电动机的原理，现在我们所接触到的常规交流或直流电机，都是加上相应的电压后，电机开始转动，断电后电机则停止转动，但对于步进电机，我们既能控制它的转动方向，又能控制它的转动速度，如：我们想让它来顺时针转2圈，逆时针转3圈，或者是先正转4圈再反转5圈。由此看来，步进电机的动作方式比常规电机显得更为灵活、方便，多用性。因此它已经涉及到了机械、电子及计算机等众多相关行业，如：打印机，绘图仪，机器人等应用。

    下图是我们增强型PIC实验板所配合使用的小型步进电机实照。



    我们所使用的是5v的步进电机，为了方便演示及方便我们学习，我们直接将步进电机插到我们的实验板上专用接口，通过5V电源来供电。增强型PIC实验板采用ULN2003步进电机驱动电路，驱动端口为RD0,RD1,RD2,RD3。下图为增强型PIC实验板步进电机驱动电路部分。



    上面我们曾讲到步进电机是通过脉冲量和频率来控制电机的运行状况的，因此，我们只要通过控制单片机的RD0,RD1,RD2,RD3 这几个端口的高低电平，我们就可以指定步进电机的转动方向及转动速度了，看到这里你肯定会想我们该如何来控制这些端口的电平呢，其实很简单，下面两张表已经非常直观地反映了步进电机正、反转的控制时序。

步进电机正转时序表

表1

    表1的意义为：如果要使步进电机正转，则我们应该依次给单片机RD口送出相应的控制字，如表1所示，分别向RD口输出0xfe，0xfd，0xfb，0xf7这四个值即可。

步进电机反转时序表

表2

    表2的意义类似于表1：如果要使步进电机反转，则我们应该依次给单片机RD口送出相应的控制字，如表2所示，分别向RD口输出0xf7，0xfb，0xfd，0xfe这四个值即可。
    现在大家应该对步进电机的控制大致有所了了解，我们暂且先不将理论内容研究得太深，我们的目标是学以致用，马上能够控制电机转到，下面我们就一起来动手做一下步进电机的实验，吸收了理论知识，还必须动手实践一下，这样大家才会有个感性的认识，同时也会更加激发你的兴趣，因为完成了以下的实验，就可以让电机听你的话，想让它正转就正转，反转就反转，而且可以灵活地控制它的转速。
    首先，将我们的步进电机插到增强型PIC实验板的相应端口上，同时插上外接电源变压器，非常简单，注意：步进电机一共有5条线，插上去的方向如图1所示。

图1-A

图1-B

其程序代码如下：

    或许看了以上代码你会有所疑问，下面就来讲述一下程序代码的工作原理吧。程序首行加载pic.h库文件。按程序执行顺序来看，RD口分别被赋予的值有：0xf7，0xfb，0xfd，0xfe，符合我们表2中的反转时序，所以，步进电机会执行反转操作，可以联想到，如果我们要使步机电机作正转运动，只要将程序中RD输出的数值按表1中所示的时序即可，看到这里，你是不是也会觉得步进电机的方向控制是多么方便吧，只要改动少量的程序代码即可实现，在上面的程序中，细心的读者可能会马上发现，为什么每条PORTD赋值语句后面还都会有delay()这个函数呢？我们也说过，我们不仅可以通过编程来控制步进电机的转动方向，还可以控制其转动速度，转动速度的控制就是从这条语句中体现出来的，通过赋予k变量的初值来确定其转动速度，程序中，我们设的是400，你可以将其改为600，看看电机的运动会发生什么变化，其结果就是电机的转速比之前的快了，当然你也可以边改数值，边观察步进电机的实际转动情况来确定转速，毕竟这样的调试方法非常直观。
    到这里，我们已经完成了程序调试工作及硬件的仿真。可以想象，一个最终的产品或一件最终的作品，总不可能老是拖着一根线和电脑连着来运行程序。这时，我们需要用到“PIC仿真烧写器”的编程烧写功能，我们需要用将程序文件烧入PIC16F877A单片机芯片，烧完后增强型PIC实验板就可以脱离“PIC仿真烧写器”直接控制步进电机运行了。