51单片机学习笔记_9 直流和步进电机

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于 2023-01-08 22:39:55 首次发布

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文章介绍了直流电机的工作原理，包括电能转换为机械能，电机的双向驱动，以及PWM（脉冲宽度调制）在调整电机速度中的应用。PWM通过调节脉冲的占空比来控制电机转速，同时讨论了电阻对电机驱动的影响。此外，文章还提到了步进电机，它是通过电脉冲信号转换为角位移，并给出了步进电机的控制示例，说明如何通过按键改变电机的旋转方向和速度。

直流电机

电能转机械能。

第二种驱动方式可以双向，电机可以双向驱动，转向不同。

直接驱动电机还起到电感的作用，断开电源后电机产生电压，可以形成一个回路慢慢消耗掉。

PWM：脉冲信号调制。

比如调 LED 灯，我们可以加一个有电位器的电阻（滑动变阻器）。

电机可能这种方式有局限性，比如电阻太大直接不转，驱动不起来，太小烧毁。

脉冲调制比如：“转2s”“停1s”“转2s”“停1s”……因为电机有惯性，所以可行。

示例：LED 流水灯：

sbit LED=P2^0;

void delay(unsigned char i)		//@11.0592MHz
{
	while (--i);
}

void main(){
 	unsigned char period=100;
	unsigned char ti;
	unsigned char i;
	while(1){
		for(ti=0;ti<100;ti++){
			for(i=0;i<20;i++){
				LED=0;
				delay(ti);
				LED=1;
				delay(period-ti);
			}
		}
		for(ti=100;ti>0;ti--){
			for(i=0;i<20;i++){
				LED=0;
				delay(ti);
				LED=1;
				delay(period-ti);
		}
		}	
	}
}

可以利用 timer 来计数，我们知道 timer 是一直增加的，我们可以设置一个比较值，当 timer 大于比较值时输出1，小于时输出0类似这样。

#include "regx52.h"
#include "delay.h"
#include "nixie.h"
#include "timer0.h"
#include "key.h"

sbit LED=P1^0 ;

unsigned char compare;
unsigned int T0Count;

void main(){
	unsigned char key;
	unsigned char level=1;
	time0Init();
	compare=5;
	while(1){
		key=key_scan(0);
		if(key==KEY1_PRESS)level++;
		else if(key==KEY2_PRESS)if(level>1)level--;
		level%=5;
		if(level==0)level++;
		if(level==1)compare=0;
		else if(level==2)compare=50;
		else if(level==3)compare=75;
		else if(level==4)compare=100;
		Nixie_Scan(1,level);	
	}
}

void Timer0_Routine() interrupt 1
{
  TL0 = 0xAE;
  TH0 = 0xFB;
  T0Count++;
  if(T0Count>=100)
  {
    T0Count=0;
  }
  if(T0Count<compare){
  	 LED=1;
  }
  else if(T0Count>compare)LED=0;
}

步进电机

电脉冲信号转化为角位移。

**注意步进电机红色线接到5V的地方。**以下程序意为：启动步进电机后，按按钮1旋转方向改变，按按钮2加速，按按钮3减速。

#include "reg52.h"
typedef unsigned int u16;
typedef unsigned char u8;
sbit IN1_A=P1^0;
sbit IN2_B=P1^1;
sbit IN3_C=P1^2;
sbit IN4_D=P1^3;

//定义独立按键控制脚
sbit KEY1=P3^1;
sbit KEY2=P3^0;
sbit KEY3=P3^2;
sbit KEY4=P3^3;
//使用宏定义独立按键按下的键值
#define KEY1_PRESS 1
#define KEY2_PRESS 2
#define KEY3_PRESS 3
#define KEY4_PRESS 4
#define KEY_UNPRESS 0
#define STEPMOTOR_MINSPEED 1
#define STEPMOTOR_MAXSPEED 5

void delay(u16 ten_us)
{
	while(ten_us--);
}

void step_motor_28BYJ48_send_pulse(u8 step,u8 dir){
	u8 temp=step;
	if(dir==0)temp=7-step;//逆时针旋转
	switch(temp)//8 个节拍控制：A->AB->B->BC->C->CD->D->DA
	{
		case 0: IN1_A=1;IN2_B=0;IN3_C=0;IN4_D=0;break;
		case 1: IN1_A=1;IN2_B=1;IN3_C=0;IN4_D=0;break;
		case 2: IN1_A=0;IN2_B=1;IN3_C=0;IN4_D=0;break;
		case 3: IN1_A=0;IN2_B=1;IN3_C=1;IN4_D=0;break;
		case 4: IN1_A=0;IN2_B=0;IN3_C=1;IN4_D=0;break;
		case 5: IN1_A=0;IN2_B=0;IN3_C=1;IN4_D=1;break;
		case 6: IN1_A=0;IN2_B=0;IN3_C=0;IN4_D=1;break;
		case 7: IN1_A=1;IN2_B=0;IN3_C=0;IN4_D=1;break;
		default:break;
	}
}


u8 key_scan(u8 mode)
{
	static u8 key=1;
	if(mode)key=1;//连续扫描按键
	if(key==1&&(KEY1==0||KEY2==0||KEY3==0||KEY4==0))//任意按键按下
	{
	delay(1000);//消抖
	key=0;
	if(KEY1==0)
	return KEY1_PRESS;
	else if(KEY2==0)
	return KEY2_PRESS;
	else if(KEY3==0)
	return KEY3_PRESS;
	else if(KEY4==0)
	return KEY4_PRESS;
	}
	else if(KEY1==1&&KEY2==1&&KEY3==1&&KEY4==1) //无按键按下
	{
	key=1;
	}
	return KEY_UNPRESS;
}

void main(){
	u8 key=0;
	u8 dir=0;
	u8 speed=STEPMOTOR_MAXSPEED;
	u8 step=0;
	while(1){
		key=key_scan(0);
		switch(key)
		{
			case KEY1_PRESS:dir=!dir;break;
			case KEY2_PRESS:if(speed>STEPMOTOR_MINSPEED)speed-=1;break;
			case KEY3_PRESS:if(speed<STEPMOTOR_MAXSPEED)speed+=1;break;
			default:break;
		}
		step_motor_28BYJ48_send_pulse(step++,dir);
		step%=8;
		delay(speed*1000);
	}
}