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1、单片机驱动电动机,单片机驱动电动机,共发射极三极管开关电路 电动机驱动原理 电动机驱动电路及程序设计 步进电机驱动原理 步进电机驱动电路及程序设计,NPN共发射极电路,直流耦合,不需要偏置, R2保证没有输入时基极接地,限制输入电流,NPN：,一、从共发射极电路到开关电路的演变,PNP：,PNP共发射极电路,直流耦合,不需要偏置, R1保证没有输入时基极接高电平,限制输入电流,采用发射极开路的开关三极管电路，作电流驱动：,负载,NPN,PNP,二、电动机驱动原理,电动机是电流驱动的元件，需要大电流通过；,电动机的电气特性相当于线圈，因此电动机内阻很小。,因为电动机的电气特性相当于线圈，因此可以
2、向电动机输入脉冲信号，相当于向电动机输入等于脉冲信号平均值的直流信号。,电动机驱动电路及程序设计,驱动电动机单向转动：,驱动电动机双向转动：,A,C,B,D,二极管可以防止方向电动势损坏三极管。加上74LS06反向缓冲器，可以提高IO口对电动机的驱动能力。,A,B,在这个电路图中，当A=1、B=0，电动机正向转动；当A=0、B=1，电动机逆向转动，当A=0、B=0，电动机停转。,#include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit MA=P20; sbit MB=P21; sbit ka=P10; sbit kb
3、=P11; sbit kc=P12; bit output, Turn; uint WIDTH, HPWM, PWM, Timerka, Timerkb, Timerkc;,程序设计：,/方向控制按钮,/加速按钮,/减速按钮,/WIDTH为脉冲周期，HPWM为高电平长度，PWM为脉冲计时,/控制电机A端,/控制电机B端,/output为脉冲输出，Turn为改变方向标志位,/ Timerka, Timerkb, Timerkc为按钮ka, kb, kc的计时器,void PWM_init( ) TMOD=0x21; EA=1; ET0=1; TR0=1; TH0=-(1000/256); TL0
4、=-(1000%256); CLK=1; TimerCLK=20; ,/使用工作在模式1的16位定时器0,/允许中断，允许定时器0中断，启动定时器0,/定时器0的时长为1ms,/定义脉冲电平和脉宽的初值,输出周期脉冲信号初始化程序：,void PWM_init( ) TMOD=0x22; EA=1; ET0=1; TR0=1; TH0=256-50; TL0=256-50; WIDTH=1000; PWM=WIDTH; HPWM=500; ,/定时器0为8位自动填充的定时器,/定时器0定时值为50us,/定时器0定时值为50us,输出周期脉冲信号初始化程序：,/高电平的初值,void keys
5、can( ) ka=1; if(ka=0) Timerka+; if(Timerka=200) Timerka=0; Turn=!Turn; ,/当按键按下时ka为0,/延时消抖，每1msTimeKa加1,/当TimeKa为200时说明已经经过10ms,/把时钟Timerka归零，同时改变电动机转变方向,键盘扫描程序：,kb=1; if(kb=0) Timerkb+; if(Timerkb=200) Timerkb=0; if(HPWM=1000) HPWM=1000; else HPWM=HPWM+50; ,/当按键按下时kb为0,/延时消抖，每1msTimekb加1,/当Timekb为20
6、0时说明已经经过10ms,/把时钟Timerkb归零，高电平时长增加,kc=1; if(kc=0) Timerkc+; if(Timerkc=500) Timerkc=0; if(HPWM=0) HPWM=0; else HPWM=HPWM-50; ,/当按键按下时kc为0,/延时消抖，每1msTimekc加1,/当Timekc为200时说明已经经过10ms,/把时钟Timerkc归零，高电平时长减少,main() PWM_init(); while(1) if(Turn) MA=output; MB=0; else MB=output; MA=0; ,/对脉冲信号进行初始化,/判断标志位Tu
7、rn,/如果Turn为1则把脉冲信号送入MA端，MB为低电平；,/如果Turn为0则把脉冲信号送入MB端，MA为低电平；,A,定子内圆周 均匀分布着六个 磁极，磁极上有 励磁绕组，每两 个相对的绕组组 成一相。采用Y连接，转子有四个齿。,定子,转子,三相步进电机的组成,三、步进电机的驱动,步进电机工作原理： 由于磁力线总是要通过磁阻最小的路径闭合，因此会在磁力线扭曲时产生切向力，而形成磁阻转矩，使转子转动。,1.三相单三拍,A相绕组通电，B、C相 不通电。气隙产生以A-A为轴线的磁场，而磁力线总是力图从磁阻最小的路径通过，故电动机转子受到一个反应转矩，在此转矩的作用下，转子必然转到左图所示位置
8、：1、3齿与A、A极对齐。,“三相”指三相步进电机；“单”指每次只能一相绕组通电；“三拍”指通电三次完成一个通电循环。,同理，B相通电时，转子会转过30角，2、4 齿和B、B 磁极轴线对齐；当C相通电时，转子 再转过30角，1、3齿和C、C磁极轴线对齐。,这种工作方式下，三个绕组依次通电一次为一个循环周期，一个循环周期包括三个工作脉冲，所以称为三相单三拍工作方式。,按AB C A 的顺序给三相绕组轮流通电，转子便一步一步转动起来。每一拍转过30(步距角)，每个通电循环周期(3拍)磁场在空间旋转了360而转子转过90(一个齿距角)。,2. 三相六拍,按AAB B BC C CA的顺序给三相绕组轮
9、流通电。这种方式可以获得更精确的控制特性。,A相通电，转子1、 3齿与A、A 对齐。,A、B相同时通电， A、A 磁极拉住1、3齿，B、B 磁极拉住2、4齿，转子转过15，到达左图所示位置。,B 相通电，转子2、 4齿与B、B 对齐,又转 过15。,B、C相同时通电， C 、C 磁极拉住1、3 齿，B、B 磁极拉住 2、4齿，转子再转过 15。,三相反应式步进电动机的一个通电循环周 期如下：AAB B BC C CA，每个循 环周期分为六拍。每拍转子转过15（步距角）， 一个通电循环周期(6拍)转子转过90 (齿距角)。,与单三拍相比，六拍驱动方式的步进角更 小，更适用于需要精确定位的控制系统
10、中。,3. 三相双三拍,按AB BC CA的顺序给三相绕组轮流通 电。每拍有两相绕组同时通电。,与单三拍方式相似，双三拍驱动时每个通电循 环周期也分为三拍。每拍转子转过30 (步距角)， 一个通电循环周期(3拍)转子转过90(齿距角)。,从以上对步进电机三种驱动方式的分析可 得步距角计算公式：,步进电机的驱动 四线两相电机：,L298电机驱动芯片 L298是一款单片集成的高电压、高电流、双路全桥式电机驱动， 设计用于连接标准TTL逻辑电平，驱动电感负载（诸如继电器、线圈、DC和步进电机）。 L298提供两个使能输入端，可以在不依赖于输入信号的情况下，使能或禁用L298器件。,程序设计,#inc
11、lude #define uchar unsigned char #define uint unsigned int bit turn; uchar phase;,/角度转换标志,/角度转变序号,void main() IT0=1; EX0=1; EA=1; P2=1;,/外部中断下降沿有效,/外部中断0有效,/使能全局中断,/使能全局中断,while(1) if(turn=1) turn=0; if(+phase=8) phase=0; switch(phase) case 0: P2=0x01;break; case 1: P2=0x03;break; case 2: P2=0x02;break; case 3: P2=0x06;break; case 4: P2=0x04;break; case 5: P2=0x0c;break; case 6: P2=0x08;break; case 7: P2=0x09;break; default: break; ,/若turn=1,改变电机转动角度，并使turn=0,/根据phase的值改变电机角度,/电机转到,/电机转到,/电机转到,/电机转到,/电机转到,/电机转到,/电机转到,/电机转到,void int0(void) interrupt 0 turn=1; key=key; ,/外部中断0处理程序,/设置转动标志turn,
