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第三节、电机定速转动【51单片机-TB6600驱动器-步进电机教程】

摘要:本节介绍用定时器定时的方式,精准控制脉冲时间,从而控制步进电机速度

一、计算过程
1.1 电机每一步的角速度等于走这一步所花费的时间,走一步角度等于步距角,走一步的时间等于一个脉冲的时间
w = s t e p t … … ① w=\frac{step}{t} ……① w=tstep……

w:角速度(°/s)
step:步距角(°)
t:脉冲时间(s)

1.2 TB6600及其他驱动器大多具有细分功能,考虑细分X之后,一个脉冲转动的角度为step/X,带入①式:
w = s t e p t ∗ X … … ② w=\frac{step}{t*X} ……② w=tXstep……

X:驱动器细分(X=1,2,4,8,16,32……)

1.3 电机速度通常使用单位为转速RPM(转/分),角速度(°/S)与转速之间的转换关系:
w = 6 ∗ n … … ③ w=6*n ……③ w=6n……

t = s t e p 6 ∗ n ∗ X … … ④ t=\frac{step}{6*n*X} ……④ t=6nXstep……

n:转速(RPM)
至此得到了步进电机一个脉冲的时间t

1.4 采用51单片机16位溢出定时器的模式去定时,可以得到:
C = 65536 − t ∗ X t a l 12 … … ⑤ C=65536-t*\frac{Xtal}{12} ……⑤ C=65536t12Xtal……

C:16位溢出定时器初值
Xtal:晶振频率

1.5 将④带入⑤可得:
C = 65536 − s t e p ∗ X t a l 72 ∗ X ∗ n … … ⑥ C=65536-\frac{step*Xtal}{72*X*n}……⑥ C=6553672XnstepXtal……

1.6 对于二相步进电机步距角为step=1.8°,带入之后可得:
C = 65536 − X t a l 40 ∗ X ∗ n … … ⑦ C=65536-\frac{Xtal}{40*X*n}……⑦ C=6553640XnXtal……

至此得到了转速n与定时初值C的函数关系

二、举例计算
步进电机使用二相四线电机,驱动器细分值设定为2,单片机晶振频率为12000000,设定转速为100RPM,带入⑦可得:
C = 65536 − 12000000 40 ∗ 2 ∗ 100 = 64036 C=65536-\frac{12000000}{40*2*100} =64036 C=6553640210012000000=64036

定时器0初值高8位TH0= C/256=0XFA
定时器0初值低8位TL0= C%256=0X24

三、测试
烧录hex文件后,单片机上电,电机会以100RMP速度匀速转动
请添加图片描述

四、功能扩展
扩展1
① 增加4个按键,控制电机启停、方向、速度加减
② 增加数码管,显示信息
在这里插入图片描述

扩展2
① 增加4个按键,控制电机启停、方向、速度加减
② 增加1602LCD,显示信息
在这里插入图片描述

五、总结
至此一个基本的电机定速驱动程序完成,通过调整定时时间,可以精确调整电机的转速
此种方式利用定时器精确定时能力,从而控制电机转速,是后续电机加减速运动的理论基础

五、附件
测试程序请见百度网盘
链接: https://pan.baidu.com/s/157zhD4JJLsjp0STiIE9MDQ
提取码: cj5j

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