51單片機控制步進電機的問題

ID:797796 · 發表于 2020-7-25 20:30

關于用51單片機控制步進電機速度和直線位移的問題，要求用定時器產生脈沖，還要先設置好運動的速度再運行，新手沒用單片機控制過電機，按照以下要求應該怎么去實現呢？

ID:789121 · 發表于 2020-7-26 01:13

所以是你要讓別人幫你做這個項目么？

ID:797796 · 發表于 2020-7-26 07:36

不要黑發表于 2020-7-26 01:13
所以是你要讓別人幫你做這個項目么？

提供下思路

ID:797796 · 發表于 2020-7-26 07:56

不要黑發表于 2020-7-26 01:13
所以是你要讓別人幫你做這個項目么？

主要是不知道怎么控制電機轉速固定，比如每秒轉2.5圈

ID:797796 · 發表于 2020-7-26 09:20

Irvingzong 發表于 2020-7-26 07:36
提供下思路

我寫的這個程序電機轉不起來，大佬們幫我看下哪里出問題了好嗎
#include <reg51.h>//包含頭文件，一般情況不需要改動，頭文件包含特殊功能寄存器的定義
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
uchar tab[]={0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0C,0x08,0x09};
sbit OUT=P2^2; //定義OUT輸出端口
unsigned char count,i;
void Init_Timer0(void)
{
      TMOD |= 0x01;                   //使用模式1，16位定時器，使用"|"符號可以在使用多個定時器時不受影響
      TH0=(65535-12000)/256;
      TL0=(65535-12000)*256;
      EA=1;                      //總中斷打開
      ET0=1;                      //定時器中斷打開
      TR0=1;                      //定時器開關打開
}
main()
{
      Init_Timer0();
      OUT=0;
      while(1)
      {
            ;
      }
}

void Timer0_isr(void) interrupt 1
{

      TH0=(65535-20000)/256;                //重新賦值 12M晶振計算，指令周期1uS，
      TL0=(65535-20000)*256;
      count++;
      if(count==20)
      {
      count=0;
      OUT=~OUT;
{i++;if(i>7)i=0;P0=tab;}                   //用示波器可看到方波輸出
      }
}

ID:782419 · 發表于 2020-7-26 10:09

我覺得你的P0可能是步進電機的驅動端口吧，所以P0=tab[i];你是不是少寫了什么？
如果步進電機真的還是不能動，你可以看下步進電機的工作參數，是不是頻率什么的不符合電機的要求。

ID:789121 · 發表于 2020-7-26 11:32

Irvingzong 發表于 2020-7-26 09:20
我寫的這個程序電機轉不起來，大佬們幫我看下哪里出問題了好嗎
#include //包含頭文件，一般情況不需要 ...

建議先看一下步進電機的驅動方式接線原理

ID:808485 · 發表于 2020-7-27 18:33

我看不見你上傳的圖片，但根據程序可以推斷一二：
1。單片機P0^0到P0^3對應步進電機的4根線（中間經過功率放大）
2。單片機P2^2應該是接了個LED之類的東西，用來指示電機運轉狀態，閃爍表示在轉

程序分析：
你仔細看這個 tab[]={0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0C,0x08,0x09};
共8個數，把數據用二進制表示：
0001
0011
0010
0110
0100
1100
1000
1001
這4位二進制數，從P0^0到P0^3送出到電機的4根線：我們假設是 A B C D 四根線。

先講解一下二相四線步進電機工作原理：
我畫一個示意圖，@@@@表示線圈，AB是一伙，CD是一伙，NNN+SSS是磁鐵：

DBCA=0001，電流從A流向B，磁鐵N極指向1號線圈方向
D-------------------------+
A------------@@@1@@@----+ |
B-------+             | |
C-----+ |    N    | |
   | |    N    | |
   @ |    +    | @
   2 |    S    | 4
   @ |    S    | @
   | |             | |
   | +----@@@3@@@----+ |
   +-------------------+

DBCA=0011，電流從A流向B，但同時C到D也有電流，這時磁鐵N極同時被1號2號線圈吸引，只好處于中間位置
D-------------------------+
A------------@@@1@@@----+ |
B-------+             | |
C-----+ | N          | |
   | |    N       | |
   @ |    +    | @
   2 |       S    | 4
   @ |          S | @
   | |             | |
   | +----@@@3@@@----+ |
   +-------------------+

DBCA=0010，電流從C流向D，磁鐵N極指向2號線圈
D-------------------------+
A------------@@@1@@@----+ |
B-------+             | |
C-----+ |             | |
   | |             | |
   @ |             | @
   2 | NNNN  +  SSSS | 4
   @ |             | @
   | |             | |
   | +----@@@3@@@----+ |
   +-------------------+

DBCA=0110，電流從C流向D，同時B流向A，磁鐵N極同時被2號3號線圈吸引
D-------------------------+
A------------@@@1@@@----+ |
B-------+             | |
C-----+ |          S | |
   | |       S    | |
   @ |    +    | @
   2 |    N       | 4
   @ | N          | @
   | |             | |
   | +----@@@3@@@----+ |
   +-------------------+

DBCA=0100，電流從B流向A，磁鐵N極指向3號線圈
D-------------------------+
A------------@@@1@@@----+ |
B-------+             | |
C-----+ |    S    | |
   | |    S    | |
   @ |    +    | @
   2 |    N    | 4
   @ |    N    | @
   | |             | |
   | +----@@@3@@@----+ |
   +-------------------+

看出規律了吧？就這樣繼續轉下去，轉一圈，剛好共8個方向，剛好對應 tab[]里面8個數。
如果上面的示意圖明白了，那讓電機反轉，只要從最后一張圖往上看起就好了，在程序中更爽，++變--搞定。

你的程序該有的都有了，看得出來，是從別處搬來的，只是tab抄漏了個[ i]呵呵，別生氣。[ i]
程序只有一處錯誤：
{i++;if(i>7)i=0;P0=tab[ i];}                   //用示波器可看到方波輸出

ID:808485 · 發表于 2020-7-27 19:23

網站設計的不夠好，回帖字體無效。試試圖片吧。

另外來個附加題，如果P2^2不是接LED，那可能是做什么的？
答：真要那樣的話，那這方案設計者，是個合格的電子工程師。
1。眾所周知，步進電機走的時候，電能轉換為機械能出去了，但停的時候呢？上面那個tab[]表，只有8個數，沒有0000的存在，就是說，電機會停到其中一個位置，線圈一直通著電，沒有機械能輸出，那電能就全部轉化為熱能了，電機變燒雞。
2。解決上述問題，有幾個技術層次：
1).停機時，輸出全0000或者全1111，就沒電流消耗了
2).以上考慮不周，有時電機停車時需要有一個保持力矩，不能斷電，但這時仍有兩種選擇，停車在兩相線圈都通電狀態，力大發熱也大，停在一相線圈通電狀態發熱小，可以看需要選擇。
3).進階的，當電機再次啟動時，由靜止到運動，需要克服一個額外的靜摩擦力，這時需要更大的力，也就是雙相驅動，所以程序設計中，就需要在上次停車時，讓電機停在單相通電狀態。因為電機轉動是一二一二一二的順序，這樣就可以實現用二啟動了。
4).繼續進階，如果程序員不懂電子，不懂電機，是個新手，做為硬件工程師怎么做？有辦法，加個單穩電路，像看門狗一樣，看著電機，讓程序員在電機程序里面喂狗，一旦程序死機了，跑飛了，進斷點了，刷固件了的時候，硬件看門狗切斷電機電源，防止電機燒毀。單穩電路沒多復雜，一個“通交隔直”的電容接個三極管就OK了。
這也就是P2^2的另一種用途猜想。

ID:801878 · 發表于 2020-7-28 09:59

PWN控制，程序里面可以設置speed

ID:808700 · 發表于 2020-7-28 10:08

對一下手冊，

ID:797796 · 發表于 2020-7-28 10:25

gbchang 發表于 2020-7-27 19:23
網站設計的不夠好，回帖字體無效。試試圖片吧。

非常感謝大佬的耐心解答！我能夠理解了基本原理，只是還有一個問題是我只需要簡單實現這個二相電機以10mm/s的線速度運行，也就是每秒轉2.5圈，而電機的步距角是0.9度，所以我的想法是每400ms定時一次轉一圈，可我仿真時把電機設為0.9度之后發現電機只在小幅度范圍轉動，幾乎不動，不知道是不是定時的方式不對呢？程序如下，希望大佬能幫忙看下，十分感謝！
#include <reg51.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
uchar tab[]={0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0C,0x08,0x09};
unsigned char count,i;
void Init_Timer0(void)
{
      TMOD |= 0x01;
      TH0=(65535-20000)/256;
      TL0=(65535-20000)%256;
      EA=1;                      //總中斷打開
      ET0=1;                      //定時器中斷打開
      TR0=1;                      //定時器開關打開
}
main()
{
      Init_Timer0();
      while(1)
      {
            ;
      }
}

void Timer0_isr(void) interrupt 1
{

      TH0=(65535-20000)/256;
      TL0=(65535-20000)%256;
      count++;
      if(count==20)
      {
      count=0;
{i++;if(i>7)i=0;P0=tab;}
      }
}

ID:797796 · 發表于 2020-7-28 10:27

圖片如下

ID:797796 · 發表于 2020-7-28 15:16

Irvingzong 發表于 2020-7-28 10:25
非常感謝大佬的耐心解答！我能夠理解了基本原理，只是還有一個問題是我只需要簡單實現這個二相電機以10mm ...

有的，只是復制不上來，現在電機能轉了，主要是0.9步距角轉的很慢，不能實現每秒2.5圈，但修改定時器時長又導致失步，應該怎么修改呢？

ID:808485 · 發表于 2020-7-28 16:31

Irvingzong 發表于 2020-7-28 10:25
非常感謝大佬的耐心解答！我能夠理解了基本原理，只是還有一個問題是我只需要簡單實現這個二相電機以10mm ...

。。。，也就是每秒轉2.5圈，而電機的步距角是0.9度，所以我的想法是每400ms定時一次轉一圈，。。。

進一次中斷只轉一步，轉一步是0.9度。

如果要每秒轉2.5圈，就是 2.5圈*360度=900度，
900度/0.9度每步 = 1000步，
所以，你需要每秒中斷1000次，剛好是 1ms 一次中斷

另外你的源碼可能由于字體等原因，在網站顯示不正常，我重新抄一遍給你：
count++;
if(count == 20)
{
count = 0;
P0 = tab[i++];
i &= 0x07;
}

ID:750684 · 發表于 2020-9-7 08:26

參考手冊資料

ID:106821 · 發表于 2020-9-15 14:44

電機轉速控制取決于定時器產生的脈沖

ID:737842 · 發表于 2020-9-16 11:29

脈沖的頻率控制速度，脈沖的數量控制位移

ID:276685 · 發表于 2020-9-16 20:34

51黑論壇_s型加減速.rar (1.97 MB, 下載次數: 6)

附錄資料.pdf (152.63 KB, 下載次數: 7)

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51單片機控制步進電機的問題