4根输入线。系统的输出线与步进电机的绕组数有关。这里选
图3步进电机工作时序波形图 表1 四相单四拍脉冲分配表 N N+1 N+2 N+3 A 1 0 0 0 B 0 1 0 C 0 0 1 0 D 0 0 1 表2 四相双四拍脉冲分配表 N N+1 N+2 N+3 A 1 0 0 1 B 0 1 0 0 C 0 1 1 0 D 0 0 1 1
进电机，该电机共有四相绕组，工作电压为+5V，可以个单片机共用一个电源。步进电机的四相绕组用P1口的P1.0~P1.3控制，由于P1口驱动能力不够，因而用一片2803增加驱动能力。用P0口控制第一数码管用于显示正反转，用P2口控制第二个数码管用于显示转速等级。数码管采用共阳的。
1.3.3硬件设计
本设计的硬件电路只要包括控制电路、最小系统、驱动电路、显示电路四大部分。最小系统只要是为了使单片机正常工作。控制电路只要由开关和按键组成，由操作者根据相应的工作需要进行操作。显示电路主要是为了显示电机的工作状态和转速。驱动电路主要是对单片机输出的脉冲进行功率放大，从而驱动电机转动。
(1)控制电路 根据系统的控制要求，控制输入部分设置了启动控制，换向控制，加速控制和减速控制按钮，分别是K1, K2, S2, S3，控制电路如图4所示。通过K1, K2状态变化来实现电机的启动和换向功能。当K1, K2的状态变化时，内部程序检测P1.0和P1.1的状态来调用相应的启动和换向程序，发现系统的电机的启动和正反转控制。
根据步进电机的工作原理可以知道，步进电机转速的控制主要是通过控制通入电机的脉冲频率，从而控制电机的转速。对于单片机而言，主要的方法有:软件延时和定时中断在此电路中电机的转速控制主要是通过定时器的中断来实现的，该电路控制电机加速度主要是通过S2, S3的断开和闭合，从而控制外部中断根据按键次数，改变速度值存储区中的数据(该数据为定时器的中断次数)，这样就改变了步进电机的输出脉冲频率，从而改变了电机的转速。
图4控制电路原理图
(2)最小系统
单片机最小系统或者称为最小应用系统，素质用最少的元件组成的单片机可以工作的系统，对51系列单片机来说，最小系统一般应该包括:单片机、复位电路、晶振电路。
复位电路:使用了独立式键盘，单片机的P1口键盘的接口。该设计要求只需4个键对步进电机的状态进行控制，但考虑到对控制功能的扩展，使用了6路独立式键盘。复位电路采用手动复位，所谓手动复位，是指通过接通一按钮开关，使单片机进入复位状态，晶振电路用30PF的电容和一12M晶体振荡器组成为整个电路提供时钟频率。如图5示。
晶振电路:8051单片机的时钟信号通常用两种电路形式电路得到:内部震荡方式和外部中断方式。在引脚XTAL 1和XTAL2外部接晶振电路器(简称晶振)或陶瓷晶振器，就构成了内部晶振方式。由于单片机内部有一个高增益反相放大器，当外接晶振后，就构成了自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。内部振荡方式的外部电路如图5示。其电容值一般在5}30pf,晶振频率的典型值为12MHz,采用6MHz的情况也比较多。内部振荡方式所得的时钟信号比较稳定，实用电路实用较多。
图5复位及时钟振荡电路 (3)驱动电路
通过ULN2803构成比较多的驱动电路，电路图如图6所示。通过单片机的 P1.0~P1.3输出脉冲到ULN2803的1B~4B口，经信号放大后从1C~4C口分别输出 到电机的A, B, C, D相。
图6步进电机驱动电路
(4)显示电路
在该步进电机的控制器中，电机可以正反转，可以加速、减速，其中电机转速的等级分为七级，为了方便知道电机的运行状态和电机的转速的等级，这里设计了电机转速和电机的工作状态的显示电路。在显示电路中，主要是利用了单片机的P0口和P2口。采用两个共阳数码管作显示。第一个数码管接的a、b、c、d、e、f、g、h分别接P0.0~P0.7口，用于显示电机正反转状态，正转时显示“1”，反转时显示“一”，不转时显示“0\。第二个数码管的a、b、c、d、e、f、g、h分别接P2.0~P2.7口，用于显示电机的转速级别，共七级，即从1~7转速依次递增，“0”表示转速为零。电路如图7所示。
图7显示电路
(5)总体电路图
把各个部分的电路图组合成总电路图，如图8所示。
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