1、面向物聯網的傳感器應用開發技術4-3 步進電機控制應用開發項目場景說明步進電機介紹項目實踐項目場景攝像機云臺是一種安裝在攝像機支撐物上的工作平臺，用于攝像機與支撐物之間的連接，同時它具有水平和垂直運動的功能，在云臺水平、垂直運動的同時，它也帶動攝像機做相同的運動，這樣就可以通過控制云臺的運動來控制攝像機的運動，它與攝像機配套使用能達到擴大監視范圍的目的，提高了攝像機的使用價值。任務目標某安防公司的攝像機需要配合設計一個電動云臺實現水平視角的變化，項目要求通過單片機控制步進電機實現。步進電機介紹步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制電機，是現代數字程序控制系統中的主要執行元件，應用

2、極為廣泛。步進電機是一種感應電機，它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時供電的，多相時序控制電流，用這種電流為步進電機供電，步進電機才能正常工作，驅動器就是為步進電機分時供電的，多相時序控制器。步進電機的基本原理通常電機的轉子為永磁體，當電流流過定子繞組時，定子繞組產生一矢量磁場。該磁場會帶動轉子旋轉一角度，使得轉子的一對磁場方向與定子的磁場方向一致。當定子的矢量磁場旋轉一個角度。轉子也隨著該磁場轉一個角度。每輸入一個電脈沖，電動機轉動一個角度前進一步。它輸出的角位移與輸入的脈沖數成正比、轉速與脈沖頻率成正比。步進電機控制方式根據步進電機的驅動原理，當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅

3、動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度（稱為步進角），它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。可以通過控制一個周期內脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的。可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。步進電機的相關術語相數：產生不同對極 N、S 磁場的激磁線圈對數。常用 m 表示。拍數：完成一個磁場周期性變化所需脈沖數或導電狀態用 n 表示，或指電機轉過一個齒距角所需脈沖數，以四相電機為例，有四相四拍運行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍運行方式即 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A。步距角：對應一個脈沖信號，電機轉子轉過的角位移用表示。=3

4、60 度/（轉子齒數*運行拍數），以常規二、四相，轉子齒為 50 齒電機為例。四拍運行時步距角為=360 度/（50*4）=1.8 度（俗稱整步），八拍運行時步距角為=360度/（50*8）=0.9 度（俗稱半步）。步進電機工作流程A 相通電，A 方向的磁通經轉子形成閉合回路。若轉子和磁場軸線方向原有一定角度，在磁場的作用下，磁場會帶動轉子旋轉一角度，使得轉子的一對磁場方向與定子的磁場方向一致。項目分析本項目設計中主要是步進電機的控制使用，硬件結構主要由CC2530單片機、步進電機組成。通過單片機控制步進電機實現電機旋轉角度的變化。CC2530步進電機項目硬件圖步進電機原理圖A3967SLB驅

5、動芯片A3967SLB驅動芯片，采用EasyStepper 接口，將8條控制線減少為2條（步長和方向），只要簡單地輸入控制步進電機的脈沖，其內嵌的轉換器就可以實現對步進電機的控制。DIR是電機運轉方向的選擇口；STEP為脈沖輸入端口；OUT1A,OUT1B,OUT2A,OUT2B為H橋的兩對輸出端口；ENABLE為使能端。步進電機控制程序邏輯項目實現步進電機初始化void stepmotor_init(void)P0SEL &= 0X07;/配置p0_0、p0_1、p0_2為輸出引腳P0DIR |= 0X07;項目實現步進電機控制void step(int dir,int steps)int i;if (dir) PIN_DIR = 1;/步進電機方向設置else PIN_DIR = 0;delay_us(5);/延時5usfor (i=0; isteps; i+)/步進電機旋轉PIN_STEP = 0;delay_us(80);PIN_STEP = 1;delay_us(80);項目實現步進電機正轉void forward(int data