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52单片机驱动 华维实战小项目:教你如何用51单片机驱动步进电机

小编 2024-10-09 产品概述 23 0

华维实战小项目:教你如何用51单片机驱动步进电机

前言

步进电机是一种无刷电机,可将电脉冲转换为机械旋转。顾名思义,它根据输入脉冲逐步旋转,是现代数字程序控制系统中的主要执行元件。

步进电机相比其他电机来说,一般具有5个比较明显的特征:

第一,可实现精细,正确的定位

第二,可通过脉冲信号简单控制

第三,体积小型,高转矩

第四,可自行保持停止位置

第五,可进行大惯性负载

广泛应用于工业、医疗、消费电子应用。简而言之,用于任何需要精确旋转或定位对象的地方。

在单片机领域应用比较广泛,在此和大家分享一个小项目。

-操作

步进电机内部线圈原理图:

步进电机通常具有多个励磁线圈(相)和一个带齿转子。电机的步长由相数和转子上的齿数决定。步长是转子一步的角位移。比如一个步进电机有 4 相 50 个齿,则转一圈需要 50×4=200 步。因此步距角为 360/200=1.8°。

本次使用的步进电机有 4 极和一个 1/64 减速齿轮机构,用于增加扭矩。电机的步距角为 5.64°。但在考虑减速齿轮,输出轴的步距角为5.64/64°。

电路原理图:

将步进电机按照电路图连接到 8051 的P1.0、P1.1、P1.2 和 P1.3 引脚分别用于控制步进电机的 A1、A2、A3 和 A4 相。ULN2003 用于驱动步进电机的各个相位。

ULN2003 是一种达林顿晶体管阵列,用于驱动继电器和电机等大电流负载。ULN2003 有 8 个单独的通道,每个通道的容量为 1A,通道可以并联以增加电流容量。每个通道都配有单独的续流二极管,通道通过提供逻辑低电平来激活。例如,我们将 ULN2003 的引脚 1 设为低电平,则步进电机的 A1 接通。

程序设计

按照上图的引线顺序,按时序循环给A1、A2、A3、A4相应的控制。

程序首先将 P1.0 清零以启动步进电机(A1),此状态保持 65ms,然后设置 P1.0 为1以停用电机的第 1 相。然后对 P1.1 到 P1.3 重复相同的过程,并一遍又一遍地重复整个循环,使电机沿顺时针方向旋转。

将定时器 0 配置为模式 1,用于产生 65 毫秒的延迟。65ms 是每个控制脉冲的宽度。

结束

这个小项目非常简单,主要是电机控制在单片机项目中太常见了,很有必要掌握。希望通过这个分享能帮助到有需要的同学。

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也可以采用专门的驱动芯片,这类芯片不仅可以直接用单片机端口驱动,而且ULN2003可以采用12V供电,有7个驱动门电路可以分别驱动7个微型继电器或其他负载,且其内部集成有续流保护二极管,可以防止继电器这样的感性负载在关闭时因电流快速变化而出现的高电压及其对电路的击穿。

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