步進電機轉速控制
隨著電子技術的發(fā)展，利用微處理器對步進電機進行控制在實際中已得到廣泛的應用。目前用于步進電機控制的微處理器種類很多，例如S51 系列、MSP430系列、DSP系列和驅動卡系列等，但其控制原理基本相同，以下內容主要以89C51單片機為例進行分析步進電機轉速控制。 步進電機轉速控制實際上是控制各通電狀態(tài)持續(xù)時間的長短，這可以采取兩種方法：一種是軟件延時法，另一種是定時器中斷法。 
Delay程序的延時時間為：t=[1 +（1 + 2 x data2 + 2）x data1 ] + 2 x T 式中，T為機器周期，89C51單片機采用6MHz的晶振時，T=2μs。若采用12MHz的晶振時，T=1μs。 軟件延時法的特點是：改變data1、data2的值，或調用不同的延時子程序就可實現(xiàn)不同的速度控制，編程簡單，且占用硬件資源較少。但它的缺點是占用CPU時間太多，因此通常只在簡單的控制過程中采用。 
調試上述程序時會發(fā)現(xiàn)，電動機的轉速低于設定值，不夠精確。若要精確定時，還應考慮加載定時器，開、停定時器以及中斷響應等時間，并進行修正。 下面是一個能準確定時的子程序TIM1。其中為了提供實時改變加載值的可能性，將加載值存放在中間單元R6、R7中。為了考慮中斷響應時間，將加載值和定時器溢出后繼續(xù)加計數(shù)而形成的原始計數(shù)值相加。此外，還要考慮程序中從CLR TR0到SETB TFO之間的指令周期延時的7個機器周期T。因此，換相周期為1ms時，R7、R6中的加載值應為0FC18H+07H，即0FC1FH。具體程序如下： 
反復執(zhí)行這個中斷程序時，步進電機將按給定頻率準確運行。改變R6和R7中的數(shù)值，可以改變電動機的運行速度。 
轉速 n 的單位為轉/分鐘（r/min），脈沖頻率 f 的單位為赫茲（Hz），步距角 θ 的單位為度（°）。 該步進電機轉速計算公式推導過程： A、因為每秒輸入f 個脈沖，每個脈沖使電機轉動 θ 度，所以電機每秒轉動的角度為θf 度； B、而1分鐘有60秒，1轉是360度，那么電機每分鐘轉動的轉數(shù) （轉/分鐘）就等于（每分鐘轉動的角度）÷（360度），即如以上公式。 
轉速 n 的單位為轉/分鐘（r/min），脈沖頻率 f 的單位為赫茲（Hz），步距角 θ 的單位為度（°），細分數(shù)為 m。 以上是關于步進電機轉速相關內容，鳴志的步進電機產品的轉速可通過混合步進電機選型工具計算，無需自行計算，如下圖所示。（選型工具：http://www.zjhhongshangm.cn/searchrobot ） 
步進電機轉速控制方法
1、軟件延時法
這種步進電機轉速控制方法是在每次轉換通電狀態(tài)后，調用一個延時子程序，待延時結束后，再次執(zhí)行該換相子程序。如此反復，就可使步進電機按某一確定的轉速運轉。例如，執(zhí)行下列程序，將控制步進電機正向連續(xù)旋轉。要想改變轉速，只需改變data1、data2的值即可。 Delay程序的延時時間為：t=[1 +（1 + 2 x data2 + 2）x data1 ] + 2 x T 式中，T為機器周期，89C51單片機采用6MHz的晶振時，T=2μs。若采用12MHz的晶振時，T=1μs。 軟件延時法的特點是：改變data1、data2的值，或調用不同的延時子程序就可實現(xiàn)不同的速度控制，編程簡單，且占用硬件資源較少。但它的缺點是占用CPU時間太多，因此通常只在簡單的控制過程中采用。 2、定時器中斷法
由于用軟件延時法進行步進電機轉速控制會占用CPU的時間太多，所以在復雜的控制系統(tǒng)中一般采用定時器延時法，即給定時器加載適當?shù)亩〞r初值。經過一定的時間，定時器溢出，產生中斷信號，暫停主程序的執(zhí)行，轉而執(zhí)行定時器中斷服務程序，產生硬件延時。若將步進電機換相子程序放在定時器中斷服務程序之中，則定時器每中斷一次，電動機就換相一次，通過改變定時器的初值可實現(xiàn)對電動機的速度控制。因為電動機的換相是在中斷服務程序中完成的，所以對CPU時間的占用較少，可使CPU有時間從事其他工作。 下面以使用89C51中的T0定時器為例，介紹速度控制子程序。設定時器以方式1工作，電動機的運轉速度定為每秒1000脈沖，則換相周期為1ms。設89C51使用12MHz的晶振，則機器周期為1μs。故T0定時器應該每1000（03E8H）個機器周期中斷一次。由于TO是執(zhí)行加計數(shù)，到0FFFFH后，再加一就產生溢出中斷，所以T0的加載初值應為10000H-03E8H，也就是0FC18H。在此初值下，執(zhí)行加計數(shù)1000次，就會產生溢出。中斷服務程序如下： 調試上述程序時會發(fā)現(xiàn)，電動機的轉速低于設定值，不夠精確。若要精確定時，還應考慮加載定時器，開、停定時器以及中斷響應等時間，并進行修正。 下面是一個能準確定時的子程序TIM1。其中為了提供實時改變加載值的可能性，將加載值存放在中間單元R6、R7中。為了考慮中斷響應時間，將加載值和定時器溢出后繼續(xù)加計數(shù)而形成的原始計數(shù)值相加。此外，還要考慮程序中從CLR TR0到SETB TFO之間的指令周期延時的7個機器周期T。因此，換相周期為1ms時，R7、R6中的加載值應為0FC18H+07H，即0FC1FH。具體程序如下： 反復執(zhí)行這個中斷程序時，步進電機將按給定頻率準確運行。改變R6和R7中的數(shù)值，可以改變電動機的運行速度。 步進電機轉速一般多少
步進電機的轉速范圍較廣，具體如下： 常見轉速范圍：常見步進電機的轉速通常在幾十到幾百轉 / 分鐘之間，適用于許多一般工業(yè)應用，如自動化設備、印刷機械、紡織機械等。 高速應用轉速：對于一些有高速應用需求的場景，如需要快速定位或高速運動，高速步進電機的轉速可以達到幾千轉/分鐘甚至更高。 空載轉速：以普通二相步進電機為例，空載轉速可達1000-2000轉/分鐘。 額定負載轉速：通常在額定負載時，步進電機轉速一般在 0-1000 轉/分鐘。步進電機轉速計算公式
步進電機轉速的計算可以根據(jù)不同的已知條件，使用不同的步進電機轉速計算公式：1、基于脈沖頻率和步距角計算
步進電機是將電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件，每輸入一個脈沖信號，電機就轉動一個固定的角度（步距角）。通過脈沖頻率和步距角可以計算出電機的轉速公式： 轉速 n 的單位為轉/分鐘（r/min），脈沖頻率 f 的單位為赫茲（Hz），步距角 θ 的單位為度（°）。 該步進電機轉速計算公式推導過程： A、因為每秒輸入f 個脈沖，每個脈沖使電機轉動 θ 度，所以電機每秒轉動的角度為θf 度； B、而1分鐘有60秒，1轉是360度，那么電機每分鐘轉動的轉數(shù) （轉/分鐘）就等于（每分鐘轉動的角度）÷（360度），即如以上公式。 2、 基于細分驅動器的情況
細分驅動器可以將步進電機的步距角進一步細分，通過細分倍數(shù)可以更精確地控制電機的轉動，在計算轉速時需要考慮細分倍數(shù)。此公式為： 轉速 n 的單位為轉/分鐘（r/min），脈沖頻率 f 的單位為赫茲（Hz），步距角 θ 的單位為度（°），細分數(shù)為 m。 以上是關于步進電機轉速相關內容，鳴志的步進電機產品的轉速可通過混合步進電機選型工具計算，無需自行計算，如下圖所示。（選型工具：http://www.zjhhongshangm.cn/searchrobot ）