步进电机是一种特殊的电动机，它能够根据输入的脉冲信号精确地转动固定的角度，从而在自动化设备和精密控制系统中广泛应用。在PLC控制的步进电机实验中，主要涉及到以下几个关键知识点：
1. **步进电机工作原理**：步进电机内部由定子和转子组成，定子上有多个磁极，转子则有多个小齿。当定子的某一相绕组通电时，会产生磁场，吸引转子的小齿对齐，从而使得转子转动一定角度。这种转动是通过脉冲信号控制的，每个脉冲对应电机转动一个固定的角度，称为步距角。
2. **三相步进电机**：如实验中提到的，三相步进电机有六个磁极，分为三相，每相之间的夹角为60度。在三相三拍或三相六拍控制方式中，电机的转动依赖于不同相的绕组轮流通电，通过改变通电顺序来改变转子的转动方向和角度。
3. **控制方式**：
- **运转方向**：通过改变通电顺序，可以控制步进电机的正反转。例如，A→AB→B→BC→C→CA→A是正转，而A→AC→C→CB→B→BA→A则是反转。
- **运转速度**：通过调整脉冲信号的频率（即CP脉冲的周期），可以改变电机的转速。频率越高，电机转速越快。
- **旋转角度**：电机转动的角度由输入的脉冲数量决定。每个脉冲电机转动一个步距角，因此脉冲数决定了总的转动角度。
4. **实验内容**：实验中使用单片机（如8031）控制步进电机，通过P1口输出控制代码，实现电机的正反转和速度控制。例如，四相四拍方式下，P1口的输出代码变化周期T决定了电机的转速，通过计算公式n=60/T.N（n为转速，N为旋转一周所需的字节数，T为代码字节的输出变化周期）可以计算电机的转速。
5. **硬件连接**：实验中将单片机的P1.0-P1.3口连接到步进电机的BA-BD口，状态指示灯连接到A、B、C、D相，以便观察电机状态。P1.7口连接到状态指示灯L7。
6. **程序设计**：实验包括编写程序，通过单步、全速断点和连续运行模式调试，确保程序正确无误，同时通过示波器监测P1口的输出波形，以确保电机按照预期运行。
7. **实验步骤**：包括硬件接线、程序编写与调试、电机状态观察和错误排查等，以达到实验目标，即理解步进电机的工作原理，掌握硬件设计和程序调试方法，提高单片机应用设计能力。
通过这个实验，学习者不仅可以深入了解步进电机的工作原理，还能实际操作，提升对PLC和单片机控制系统的应用技能。
