1 实验现象

通过ULN2003驱动模块控制28BYJ48步进电机运行方向及速度，当按下KEY1键可调节电机旋转方向；当按下KEY2键，电机加速（5档）；当按下KEY3键，电机减速（5档）；同时将电机转速档位显示在数码管上。

2 实验原理

（1）步进电机必须加驱动才可以运转，驱动信号必须为脉冲信号，没有脉冲的时候，步进电机禁止，加入适当的脉冲信号，就会以一定的角度（成为步角）转动。转动的速度和脉冲的频率成正比。

（2）步进电机具有瞬间启动和急速停止的优越特性；

（3）改变脉冲的顺序，可以方便的改变转动的方向。

3 系统框图

 

4 硬件设计

见《普中-2&普中-3&普中-4开发板原理图》：独立按键模块、单片机核心、动态数码管模块（包含74HC138）、五线四相步进电机模块。

5 软件设计

5.1 主函数

#include

#include "key.h"

#include "delayms.h"

#include "Nixie.h"

#include "stepmotor.h"

// 定义步进电机速度，值越小，速度越快

#define MAX 1         //延时时间，脉冲周期

#define MIN 5        //延时时间，脉冲周期

unsigned char key_num=0;

unsigned char dir=0;    //默认逆时针方向

unsigned char step=0;

unsigned char speed=5;

void main()

{

    while(1)

    {

        key_num=key();

        if(key_num==1)                //换向

        {

            dir=!dir;

        }

        else if(key_num==2)            //加速，延时speed越小，速度越快

        {

            if(speed>MAX) speed-=1;

        }

        else if(key_num==3)            //减速，延时speed越大，速度越慢

        {

            if(speed        }

        Nixie(1,6-speed);            //显示数值越大，转速越快

        stepmotor_send_pulse(step++,dir);    

        if(step>8) step=0;

        delayms(speed);

    }

}

5.2 步进电机控制函数

#include

//定义ULN2003控制步进电机管脚

sbit IN_D=P1^0;

sbit IN_C=P1^1;

sbit IN_B=P1^2;

sbit IN_A=P1^3;

/**

  * @brief   输出一个数据给ULN2003从而实现向步进电机发送一个脉冲

  * @param   step 指定步进序号，可选值0~7

  * @param   dir：方向选择,1：顺时针,0：逆时针

  * @retval  无

  */

void stepmotor_send_pulse(unsigned char step,dir)

{

    unsigned char temp;

    if(dir==0) temp=7-step;    //如果为逆时针旋转,调换节拍信号

    else temp=step;

    switch(temp)    //8个节拍控制：A->AB->B->BC->C->CD->D->DA

    {

        case 0: IN_A=0;IN_B=0;IN_C=0;IN_D=1;break;

        case 1: IN_A=0;IN_B=0;IN_C=1;IN_D=1;break;

        case 2: IN_A=0;IN_B=0;IN_C=1;IN_D=0;break;

        case 3: IN_A=0;IN_B=1;IN_C=1;IN_D=0;break;

                    

        case 4: IN_A=0;IN_B=1;IN_C=0;IN_D=0;break;

        case 5: IN_A=1;IN_B=1;IN_C=0;IN_D=0;break;

        case 6: IN_A=1;IN_B=0;IN_C=0;IN_D=0;break;

        case 7: IN_A=1;IN_B=0;IN_C=0;IN_D=1;break;

        default:IN_A=0;IN_B=0;IN_C=0;IN_D=0;break;//停止相序    

    }

}

#ifndef _stepmotor_h_

#define _stepmotor_h_

void stepmotor_send_pulse(unsigned char step,dir);

#endif

5.3 按键扫描函数

#include

#include "delayms.h"

sbit key1 = P3^1;

sbit key2 = P3^0;

sbit key3 = P3^2;

sbit key4 = P3^3;

/**

  * @brief  获取独立按键键码

  * @param  无

  * @retval 按下按键的键码，范围：0~4，无按键按下时返回值为0

  */

unsigned char key()

{

    unsigned char KeyNumber = 0;

    if(key1==0){delayms(20);while(key1==0);delayms(20);KeyNumber=1;}

    if(key2==0){delayms(20);while(key2==0);delayms(20);KeyNumber=2;}

    if(key3==0){delayms(20);while(key3==0);delayms(20);KeyNumber=3;}

    if(key4==0){delayms(20);while(key4==0);delayms(20);KeyNumber=4;}

    return KeyNumber;

}

#ifndef _key_h_

#define _key_h_

unsigned char key();

#endif

5.4 数码管驱动函数

#include

#include "delayms.h"

sbit HC138_A=P2^2;

sbit HC138_B=P2^3;

sbit HC138_C=P2^4;

//数码管段码表,0-9

unsigned char NixieTable[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};

/**

  * @brief  数码管显示

  * @param  Location 要显示的位置，范围：1~8

  * @param  Number 要显示的数字，范围：段码表索引范围

  * @retval 无

  */

void Nixie(unsigned char Location,Number)

{

    switch(Location)        //位码输出

    {

        case 1:HC138_C=1;HC138_B=1;HC138_A=1;break;

        case 2:HC138_C=1;HC138_B=1;HC138_A=0;break;

        case 3:HC138_C=1;HC138_B=0;HC138_A=1;break;

        case 4:HC138_C=1;HC138_B=0;HC138_A=0;break;

        case 5:HC138_C=0;HC138_B=1;HC138_A=1;break;

        case 6:HC138_C=0;HC138_B=1;HC138_A=0;break;

        case 7:HC138_C=0;HC138_B=0;HC138_A=1;break;

        case 8:HC138_C=0;HC138_B=0;HC138_A=0;break;

    }

    P0=NixieTable[Number];    //段码输出

    delayms(1);                //显示一段时间

    P0=0x00;                //段码清0，消影

}

#ifndef __NIXIE_H__

#define __NIXIE_H__

void Nixie(unsigned char Location,Number);

#endif

5.5 延时函数

#include

void delayms(unsigned int xms)        //@11.0592MHz

{

    unsigned char i, j;

    while(xms--)

    {

        _nop_();

        i = 2;

        j = 199;

        do

        {

            while (--j);

        } while (--i);    

    }

}

#ifndef _delayms_h_

#define _delayms_h_

delayms(unsigned int xms);

    

#endif