[Aprendizaje de microordenador de un solo chip STC] Lección 12 motor de un solo chip (motor paso a paso)

[Intrusión del resumen del curso del Sr. Zhu]


La primera parte, lista de capítulos

1.12.1. Motor de CC

1.12.2. Teoría del motor paso a paso 1

1.12.3. Teoría del motor paso a paso 2

1.12.4. Análisis esquemático de la placa de desarrollo

1.12.5. Práctica de programación de motores paso a paso



La segunda parte, introducción del capítulo

1.12.1 Motor de CC
    Esta sección describe la clasificación del motor, el principio de funcionamiento y el método de conducción del motor de CC, y el uso de la fuente de alimentación directa y la unidad de chip de accionamiento del motor para impulsar el motor.
1.12.2 Teoría del motor paso a paso 1
    Esta sección comienza con lo que es un motor paso a paso, y luego se habló de tres conceptos importantes de motor paso a paso: ángulo de paso, número de fases y segmentos
1.12.3 Teoría del motor paso a paso 2.
    Este La sección primero habla sobre los dos conceptos de polaridad y latidos del motor paso a paso, y luego analiza la diferencia y la conexión entre el controlador y el controlador del motor paso a paso en detalle.
1.12.4.Explicación del análisis del diagrama esquemático de la placa de desarrollo
    Esta sección analiza el diagrama esquemático del motor paso a paso en nuestra plataforma de placa de desarrollo, así como la hoja de datos del chip del controlador del motor paso a paso más importante.
1.12.5. Práctica de programación del motor paso a paso 1 En
    esta sección, primero confirme el cableado y luego comience a programar desde cero. Utilice el método monofásico de cuatro tiempos para impulsar el motor paso a paso para la rotación hacia adelante y hacia atrás, y permita que todos experimenten el tiempo a través del proceso de programación.
1.12.6 Práctica de programación del motor paso a paso 2
    Esta sección está conectada con la sección anterior, de acuerdo con la secuencia de tiempo para realizar la conducción del motor paso a paso en dos formas de dos fases de cuatro tiempos y medio paso de ocho tiempos.


  Tercera parte, Registro del aula

1.12.1. Motor de CC

1.12.1.1 Qué es un motor Un
motor es un motor. El

principio de conversión de energía eléctrica en energía cinética : el efecto de la fuerza sobre el cable energizado en el campo magnético.

1.12.1.2. Motores comunes
(1) Motores de CA: bifásicos (dos cables activos ), trifásicos ( Tres cables vivos)
(2) Motor de CC : imán permanente (imán permanente), excitación (electroimán, magnetización de bobina): los coches de juguete suelen ser motores de CC
(3) motores paso a paso , servomotores (se pueden controlar con precisión, mm Control de nivel): control de tamaño preciso, comúnmente utilizado en el control automático de maquinaria . Precisión:
servomotor > motor paso a paso      1.12.1.3 Explicación detallada del motor de CC
(1) Apariencia El


magnetismo genera electricidad, la electricidad genera fuerza --- esta fuerza es una fuerza en amperios, que se llama fuerza de Lorentz en una vista microscópica.

(2) Cableado y principio de funcionamiento

Se utilizan dos cables. Los dos pines no son positivos ni negativos. Diferentes métodos de conexión controlan la dirección de rotación de la bobina en el interior, es decir, la dirección de rotación del motor.
Puede conectarlo al microcontrolador y demostrar primero: ¡VCC y GND!

(3) El problema de conducción del motor de CC: ¡no
puede ser impulsado directamente por el puerto IO!

1.12.1.4. Experimento del motor de CC
(1) El motor de CC está conectado directamente a las interfaces de salida VCC y GND de la placa principal de la placa de desarrollo para ver si el motor está girando. También puede intercambiar VCC y GND para ver si el motor está invertido.
(2) El puerto IO del microcontrolador Es un puerto digital y su capacidad de accionamiento es muy pequeña (hasta un nivel de 20 mA), esta capacidad de accionamiento no puede accionar el motor. ¡No se alcanza la potencia nominal! ¡Puedes probar!
(3) Necesidades generales de MCUUtilice un chip de accionamiento especial para impulsar el motor (¿función?) . La función del chip de impulsión es convertir la señal de control de baja corriente del microordenador de un solo chip en una fuente de impulsión de alta corriente lógicamente idéntica. Esta es la llamada corriente fuerte de control de corriente débil . El chip de accionamiento del motor se utiliza para impulsar el motor de CC, y el análisis del circuito específico se describirá en detalle más adelante cuando hablemos de motores paso a paso.
Uno de los chips de la microcomputadora de un solo chip es TC1508S y el otro es ULN2003. ¡Ambos pueden impulsar motores de CC y motores paso a paso!


Tome ULN2003 como ejemplo:

B es entrada, C es salida, la entrada es alta y la salida es baja.

 

#include "reg52.h" 

typedef unsigned int u16; 
typedef unsigned char u8;

sbit moto=P1^0;

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

void main()
{
		u8 i;
		moto=0; //关闭电机
		for(i=0;i<100;i++) //循环 100 次,也就是大约 5S
		{
				moto=1; //开启电机
				delay(5000); //大约延时 50ms
		}
		moto=0; //关闭电机
}

 

1.12.2. Teoría del motor paso a paso 1

1.12.2.1 ¿Qué es un motor paso a paso?
Hay motores paso a paso de tres cables, cuatro cables, cinco cables y seis cables, pero los métodos de control son los mismos, todos son impulsados ​​por una corriente de señal de pulso. Suponiendo que cada rotación requiere 200 señales de pulso para excitarse, se puede calcular que cada señal de excitación puede hacer que el motor paso a paso se mueva hacia adelante 1.8 °. El ángulo de rotación es proporcional al número de pulsos. El avance y retroceso del motor paso a paso se controlan mediante la secuencia de pulsos de excitación.
(1) Apariencia

(2) Características

  • A DC, no girar
  • Comunicar, no transferir
  • Si desea transferir, debe seguir el tiempo para dar una cierta regla antes de que pueda transferir
     
  • Can step: control preciso de rotación (ángulo) y distancia (longitud), generalmente utilizado para equipos de precisión.

(3) Interfaz de operación: cómo cablear un
diagrama de circuito equivalente de un motor paso a paso de cuatro fases de seis cables:

B está conectado a positivo, / B está conectado a negativo, A está conectado a positivo, / A está conectado a negativo, cada bobina se energiza para formar un electroimán y accionar el rotor Girar.
Motor paso a paso bipolar de cuatro cables: ¡El principio es el mismo que en la imagen de arriba!

1.12.2.2 Ángulo de paso: La longitud de paso
significa el ángulo de rotación del motor cada vez que el sistema de control envía una señal de pulso de paso.
(1) Cada tipo de motor paso a paso tiene un ángulo de paso inherente, y este parámetro está relacionado con el motor paso a paso en sí . Generalmente, el ángulo de paso de un motor bifásico es 0.9 ° / 1.8 °, un motor trifásico es 0.75 ° / 1.5 ° y un motor de cinco fases es 0.36 ° / 0.72 °.
(2) En general, los motores paso a paso solo pueden moverse en un múltiplo integral del ángulo de paso inherente. El movimiento de este ángulo de paso inherente se llama latido.
(3) El motor también tiene un método de movimiento que puede ser más pequeño que el ángulo de paso inherente. Este método se llama subdivisión y es compatible con el controlador del motor. ( El microordenador de un solo chip de STC no admite la subdivisión, hablaremos de ello cuando se use )
1.12.2.3, número de fase. El número de grupos de bobinas dentro del motor paso a paso: Generalmente, cuanto mayor es el número de fases, menor es el ángulo de paso
1.12.2.4. Conclusión de la subdivisión

: ¡Estamos usando un motor paso a paso de 2 fases con cuatro cables!

1.12.3. Teoría del motor paso a paso 2

1.12.3.1 Polaridad , la polaridad aquí se refiere al circuito de control de polaridad (chip de control ) en la versión de desarrollo, no en el motor.
(1) Unipolar: Cuatro transistores para impulsar dos conjuntos de fases de motores paso a paso
(2) Bipolar: Ocho transistores para impulsar dos conjuntos de fases, el circuito puede impulsar simultáneamente motores paso a paso de cuatro o seis cables, Aunque los motores de cuatro cables solo pueden usar circuitos de accionamiento bipolar.

1.12.3.2, el número de tiempos (es decir, la sincronización)  enlace :
A: A +, A /: A-, B: B +, B /: B- 

(1) Monofásico de cuatro tiempos         A- B + A + B- Adelante    
(2) Doble Fase cuatro tiempos        A-B + A + B + A + B- AB- rotación hacia adelante
(3) medio paso ocho tiempos         A- A-B + B + A + B + A + A + B- B- AB- rotación hacia adelante    es en realidad una combinación de los dos anteriores !

¡Inversión significa que se invierte el tiempo!

El tiempo es la información en el orden del tiempo, que se establece en 1 de izquierda a derecha.

Ejemplo 1:
Tiempo: A- B + A + B- nivel de
cuatro cables
A + A- B + B-
0 1 0 0 1er tiempo
0 0 1 0 El segundo tiempo
1 0 0 0 El tercer tiempo
0 0 0 1 Los 4 tiempos del
cuarto tiempo se suman a un ciclo completo De acuerdo con este ciclo, el motor paso a paso se alimenta y el motor paso a paso girará hacia adelante durante 1 paso. Ángulo de distancia.

Ejemplo 2:
Temporización: A-B + A + B + A + B- AB-
cuatro niveles de línea
A + A- B + B-
0 1 1 0 1er tiempo
1 0 1 0 2do tiempo
1 0 0 1 3er tiempo
0 1 0 1 cuarto tiempo

Ejemplo 3:
Temporización: A- A-B + B + A + B + A + A + B- B- AB-
cuatro niveles de línea
A + A- B + B-
0 1 0 0 1er tiempo
0 1 1 0 2do tiempo
0 0 1 0 3er tiempo
1 0 1 0 4to tiempo
1 0 0 0 5to tiempo
1 0 0 1 6to tiempo
0 0 0 1 7mo tiempo
0 1 0 1 8vo tiempo

1.12.3.3. Controlador y controlador
(1) Un conjunto de sistema de motor paso a paso requiere tres partes: controlador + controlador + motor paso a paso
(2) En general: el controlador es el microordenador de un solo chip , y el controlador generalmente está conectado al IO del microordenador de un solo chip El chip de controlador de motor dedicado en el puerto (como TC1508S en nuestra placa de desarrollo)
(3) El controlador es responsable de generar la señal de sincronización , y el controlador es responsable de convertir la señal de sincronización en la señal de transmisión de tasa de éxito al motor paso a paso.

1.12.4. Análisis esquemático de la placa de desarrollo

1.12.4.1 El análisis del diagrama esquemático

convierte los niveles alto y bajo de la microcomputadora de un solo chip en los niveles alto y bajo que pueden impulsar el motor paso a paso.
(1) INA, INB, INC, IND en el diagrama esquemático se conectarán al puerto IO del microordenador de un solo chip en el futuro. El microordenador de un solo chip se utiliza como controlador. La señal de control de 1 o 0 se ingresa al chip del controlador a través del puerto IO del microordenador de un solo chip. La señal de control es convertida por TC1508S , Desde los cuatro pines OUTA, OUTB, OUTC y OUTD, emite señales de conducción con la capacidad de conducir motores paso a paso.

(2) Terminal de salida:

Hay una relación correspondiente: OUTA (A +), OUTB (A-), OUTC (B +), OUTD (B-).
(3) Conexión:
utilizando los pines P1.0-P1.3 de entrada TC1508S controlada, es decir, conectado secuencialmente a los pines P1.0-P1.3 de J80 INA, INB, INC, IND pin
cuatro cable bipolar Motor paso a paso de 4 hilos al terminal J81, es decir, el contacto a + OUTA, A- accede a OUTB, B + conecta OUTC, B- luego OUTD.

(4) Combinando el principio del motor paso a paso mencionado anteriormente, se puede ver que: A- y A + son los 2 extremos de una bobina de fase, y B- y B + son las otras bobinas.

1.12.4.2 Manual de datos del chip de accionamiento del motor


1.12.5. Práctica de programación de motores paso a paso

1.12.5.1, cableado
(1) usando los pines P1.0-P1.3 de entrada TC1508S controlada, es decir, el conectado secuencialmente a los pines P1.0-P1.3 de J80 INA, INB, INC, IND pin
(2 ) motor paso a paso bipolar de cuatro hilos y cuatro hilos al terminal J81, es decir, el contacto a + OUTA, A- accede a OUTB, B + conecta OUTC, B- luego OUTD.
(3) De acuerdo con el cableado anterior, la lógica de cableado real es: P1.0 y P1.1 corresponden a un conjunto de bobinas (A +, A-), y P1.2 y P1.3 corresponden a otro conjunto de bobinas. (B +, B-)

1.12.5.2, variador de modo monofásico de cuatro disparos
(1) Programación de temporización A- B + A + B-

    A+   A-    B+     B-
    0    1     0      0        第1拍(0x02)
    0    0     1      0        第2拍(0x04)
    1    0     0      0        第3拍(0x01)
    0    0     0      1        第4拍(0x08)

(2) Control de velocidad: La velocidad es controlada por la frecuencia de la señal de pulso. Frecuencia == el recíproco del período. ¡Cuanto más corto sea el tiempo, mayor será la frecuencia! ¡El tiempo es en realidad un retraso! ¡El pequeño ventilador cambia!
¡Puede controlar la velocidad controlando el tiempo de retardo!


(3) Rotación hacia adelante y hacia atrás:

#include "reg52.h" 

typedef unsigned int u16; 
typedef unsigned char u8;

//sbit OUTAP = P1^0;
//sbit OUTAN = P1^1;
//sbit OUTBP = P1^2;
//sbit OUTBN = P1^3;

void delay(u16 i)  //
{
	while(i--);
}
u8  motor1_4[] = {0x02,0x04,0x01,0x08};
//u8 	motor2_4[] = {0x06,0x05,0x09,0x0A};
//u8  motor12_8[] = {0x02,0x06,0x04,0x05,0x01,0x09,0x08,0x0A};

void main()
{
		u8 i;
		u8 j;
		for(i=0;i<100;i++) //循环 100 次,也就是大约 5S
		{	
				for(j=0;j<4;j++)
				{
						P1 = motor1_4[j];//正转
						delay(500); //大约延时 5ms
				}	
		}
}

1.12.5.3, la  secuencia de conducción del modo de cuatro disparos de dos fases 

: A-B + A + B + A + B- AB-

    A+   A-    B+     B-
    0    1     1      0        第1拍(0x06)
    1    0     1      0        第2拍(0x05)
    1    0     0      1        第3拍(0x09)
    0    1     0      1        第4拍(0x0A)

1.12.5.4,        secuencia de manejo en modo de ocho tiempos de medio paso 
: A- A-B + B + A + B + A + A + B- B- AB-

    A+   A-    B+    B-
    0    1     0     0        第1拍(0x02)
    0    1     1     0        第2拍(0x06)
    0    0     1     0        第3拍(0x04)
    1    0     1     0        第4拍(0x05)
    1    0     0     0        第5拍(0x01)
    1    0     0     1        第6拍(0x09)
    0    0     0     1        第7拍(0x08)
    0    1     0     1        第8拍(0x0A)



Enlace de descarga del programa para esta sección: Motor ¡
Fin de esta lección!

 

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