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51单片机分析进修系统之 步进电机节制篇 《电子制造》2008年4月 站长原创,如需引用请说明出处

    大师好,经由以前的进修,咱们曾经对51单片机分析进修系统的使用方式及进修编制有所领会与熟悉,学会了红外线遥控的根底学问,体味到了分析进修系统的易用性与易学性,这一期咱们将一路进修步进电机节制的基来历根底理与使用方式。

    先看一下咱们将要使用的51单片机分析进修系统能完成哪些测验考试与产物斥地工作:别离有流水灯,数码管显示,液晶显示,按键开关,蜂鸣器吹打,继电器节制,IIC总线,SPI总线,PS/2测验考试,AD模数转换,光耦测验考试,串口通信,红外线遥控,无线遥控,温度传感,步进电机节制等等。

    上图是咱们将要使用的51单片机分析进修系统硬件平台,本期测验考试咱们用到了分析系统主机、步进电机,分析系统其它功能模块道理与使用详见前几期《电子制造》杂志及后期连载教程引见。

    步进电机是将电脉冲信号改变为角位移或线位移的开环节制元件。在非超载的环境下,电机的转速、遏制的位置只取决于脉冲信号的频次和脉冲数,而不受负载变化的影响,当步进驱动器领遭到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的标的目的动弹一个固定的角度(称为“步距角”),它的扭转是以固定的角度一步一步运转的。能够经由节制脉冲个数来节制角位移量,从而达到精确定位的方针;同时能够经由节制脉冲频次来节制电机动弹的速度和加快度,从而达到调速的方针。步进电机能够作为一种节制用的特种电机,把持其没有堆集误差(精度为全数)的特点,遍及使用于各类开环节制。

步进电机分类与布局

    此刻比力常用的步进电机分为三种:反映式步进电机(VR)、永磁式步进电机(PM)、夹杂式步进电机(HB)。本章节以反映式步进电机为例,引见其基来历根底理与使用方式。反映式步进电机可完成大转矩输出,步进角一般为1.5度。反映式步进电机的转子磁路由软磁材料制成,定子上有多相励磁绕组,把持磁导的变化发生转矩。常用小型步进电机的实物如图1所示。

图1步进电机实物图

图2 步进电机内部图

步进电机现场使用驱动电路

    分析系统使用的是小型步进电机,对电压和电流要求不是很高,为了申明使用道理,故采用最简单的驱动电路,方针在于验证步进电机的使用,在正式工业节制中又一次需在此底子上改良。一般的驱动电路能够用图3的形式。

图3 一般驱动电路

    在现实使用中一般驱动路数不止一路,用上图的分立电路体积大,良多场所用现成的集成电路作为多路驱动。常用的小型步进电机驱动电路能够用ULN2003或ULN2803。本书配套测验考试板上用的是ULN2003。ULN2003是高压大电流达林顿晶体管阵列系列产物,具有电流增益高、工作电压高、温度范畴宽、带负载才能强等特点,顺应于各类要求高速大功率驱动的系统。ULN2003A由7组达林顿晶体管阵列和响应的电阻收集以及钳位二极管收集构成,具有同时驱动7组负载的才能,为单片双极型大功率高速集成电路。ULN2003内部布局及等效电路图如图4:

图4 ULN2003内部框图及等效电路图

    ULN2003A型高压大电流达林顿晶体管阵列电路的典型使用电路框图如图5所示。钳位二极管用于庇护线圈通断时的反电动势击穿集成电路,能够看出,该电路的使用很是简单。

图5 典型使用图

步进电机的法式设想

完成功能:斥地板上电时电机正转,按住51单片机分析进修系统上的按键SW20(P14)时反转。

图6 步进电机测验考试演示图

电机正反转的环形脉冲分派表如下:

步数

P00

P01

P02

P03

A

B

/A

/B

1

1

1

0

0

2

0

1

1

0

3

0

0

1

1

4

1

0

0

1

表1:正转环形脉冲分派表

步数

P00

P01

P02

P03

A

B

/A

/B

1

1

1

0

0

2

1

0

0

1

3

0

0

1

1

4

0

1

1

0

表2:反转环形脉冲分派表

硬件道理图

图7 硬件道理图

法式流程图

图8 软件流程图

软件代码

/***************************************************************************/

/*杭州澳门新濠天地电子有限公司*/

/*http://www.agpgames.com*/

/*步进电机演示法式*/

/*方针器件:AT89S51*/

/*晶振:11.0592MHZ*/

/*编译环境:Keil 7.50A*/

/***************************************************************************/

/*********************************包含头文件********************************/

#include <reg51.h>

/*********************************端口定义**********************************/

sbit key = P1^4;

/****************************************************************************

函数功能:延时子法式

入口参数:

出口参数:

****************************************************************************/

void delay(void)

{

int k;

for(k=0;k<2000;k++);

}

/****************************************************************************

函数功能:主法式

入口参数:

出口参数:

****************************************************************************/

void main()

{

P0=0x00;//输出全高

key=1;//按键置输入情况

while(1)//主轮回

{

if(key==1)//无键按下正转

{

P0=0xFC;//1100

delay();

P0=0xF6;//0110

delay();

P0=0xF3;//0011

delay();

P0=0xF9;//1001

delay();

}

else//有键按下反转

{

P0=0xFC;//1100

delay();

P0=0xF9;//1001

delay();

P0=0xF3;//0011

delay();

P0=0xF6;//0110

delay();

}

}

}

????????????????????    相信看到这里,你该当能够理解步进电机节制的道理是怎样样的了,你也能够按照本人的需要来设定步进电机的动弹轨迹。由于篇幅有限,读者伴侣能够经由网站或电子@一下一路交换与进修。鄙人几期中,咱们将连续引见51单片机分析进修系统的其它功能道理与使用。

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