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51单片机PWM细分控制步进电机的研究

发布时间:2020-07-21 19:02:12 阅读: 来源:高头车厂家

为什么要PWM细分呢?因为这样可以是步进电机运行平稳、减小噪音、增大转速(MAX的)、增加力矩……为什么要强调是51单片机呢?因为51单片机没有硬件PWM模块,所以只能软件模拟了……研究这玩意儿,我走了许多弯路,看了许多文献,最后发现,尽信书不如无书……就用28系列4相5线电机来说吧。整步驱动(四相四拍)时序为: A相 B相 C相 D相1拍 1 0 0 02拍 0 1 0 03拍 0 0 1 04拍 0 0 0 1我想没人用这样的方式来驱动吧,这震动也太大了。2细分驱动(四相八拍)时序为: A相 B相 C相 D相1拍 1 0 0 02拍 1 1 0 03拍 0 1 0 04拍 0 1 1 05拍 0 0 1 06拍 0 0 1 17拍 0 0 0 18拍 1 0 0 1不需要PWM,我想用着方式驱动的人最多吧。PWM6细分驱动(四相24拍)时序为:其中的0.97、0.87、0.70、0.50、0.26分别是COS15°、COS30°、COS45°、COS60°和COS75°的近似值。根据我参看的那些专门研究步进电机的大佬们的论文,他们说步进电机中所有线圈中同一时间电流和为0,就是说我上面的那个时序图中凡是数值为0的地方,其实是应该有相应的负值或零值存在的,使得每一拍四相线圈数值加起来为0,但我就想不通了,要是这样,那怎么使得每相线圈中电流既能正着流,又能反着流?好像我的ULN2003驱动板没这功能吧!所以我采用笨办法,把凡是负数的地方全改为了0,管他的!可能这也是使我用此时序驱动电机不理想的原因吧……最后通过不断试验发现,以此时序驱动电机,震动大、噪音强、转速慢还外加力矩小,一无是处,连4相8拍都不如,真是欲哭无泪……通过分析4相24拍和4相8拍的时序图,我发现,4相8拍方式下磁力矩的大小的和最小为1,最大为1.414,在半步处!而4相24拍的磁力矩的大小的和最小为1,最大为1.183,也在半步处,难怪了,半步时,转子的小齿离两通电线圈是最远的,此时磁力矩大小和不如4相8拍,那么力矩肯定也就没4相8拍的大了 ……所以我重新更新后的时序为:使用这一时序后,终于让我体会到了细分的优越,和4相8拍比起来振动小了,力矩大了。在PWM的每个周期中,肯定是时序图中数值大的线圈先通电,然后才是小的,一个周期结束后,所有线圈断电。所以得建立一个描述每拍中是哪一个相(线圈)先通电,哪一个相后通电的数组,以上面的时序图为准,建立的数组为:djsx[2][24]={0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,2,2,2,2,2,2,3,3,3,3,3,3,0,0,3,1,1,1,0,0,0,2,2,2,1,1,1,3,3,3,2,2,

2,0,0,0,3,3}; //djsx[2][24]中的第一维储存的的就是先通电的线圈的相数,第二维是拍数时序图中每一相后的众多数字,可以看成是其在某一拍中需要通电的时间,分析发现,其是有规律的,每隔6拍重复出现一次,由于先通电的都是在每一拍中要一直通电,所以用数组表式剩下某相在某一拍中通电起始时间和通电的时间:ys[2][5]={1-0.27,1-0.57,1-1,1-0.57,1-0.27,0.27,0.57,1,0.57,0.27}={0.73,0.43,0,0.43,0.73,0.27,0.57,1,0.57,0.27};当51单片机工作在65.536MHz时,每微秒5.461个机器周期,PWM频率为5000Hz时,每周期200微秒,也就是说每周期1092个机器周期,所以ys数组变换为:ys[2][5]={797,470,0,470,797,295,622,1092,622,295};由于51的定时器分为TH和TL,并且是每机器周期加1,直到溢出中断,所以ys数组得再加一维,分别用来贮存TL和TH,所以变换为:ys[2][5][2]={224,252,47,254,255,255,47,254,224,252,218,254,137,253,187,251,137,253,

218,254};程序源代码为:

#includereg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code djsx[2][24]={0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,2,2,2,2,2,2,3,3,3,3,3,3,0,0,

3,1,1,1,0,0,0,2,2,2,1,1,1,3,3,3,2,2,2,0,0,0,3,3};uchar code ys[2][5][2]={224,252,47,254,255,255,47,254,224,252,218,254,

137,253,187,251,137,253,218,254};uchar code pout[4]={1,2,4,8};char count,count_x,count_b,bs=0;char xzbs=1; //正转为1,倒转为-1uchar xzsd=6; //我的28电机测试最小为6,此数值越小,转速越快 pwm相关文章:pwm是什么

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