1、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……
2、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(软件模拟才能了解底层的玩意)……
3、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 0
2拍 0 1 0 0
3拍 0 0 1 0
4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 0
2拍 1 1 0 0
3拍 0 1 0 0
4拍 0 1 1 0
5拍 0 0 1 0
6拍 0 0 1 1
7拍 0 0 0 1
8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:
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:
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};//通电时间
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:
#include<reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar 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-1
uchar xzsd=6; //我的28电机测试最小为6,此数值越小,转速越快
void Time0_Init()
{
TMOD=0x01;
IE=0x82;
TH0=0xff;
TL0=0xbd;
TR0=1;
}
void Time0_Int() interrupt 1
{
switch(bs)
{
case 0:
if(count_x==0)
{
TL0=187;
TH0=251;
P1=pout[djsx[0][count_b*6]];
count++;
break;
}
if(count_x!=3)
{
TL0=ys[0][count_x-1][0];
TH0=ys[0][count_x-1][1];
P1=pout[djsx[0][count_b*6+count_x]];
bs=1;
break;
}
P1=pout[djsx[0][count_b*6+3]];
case 1:
TL0=ys[1][count_x-1][0];
TH0=ys[1][count_x-1][1];
P1=P1+pout[djsx[1][count_b*6+count_x]];
bs=0;
count++;
}
if(bs==0)
{
if(count==xzsd)
{
count=0;
count_x=count_x+xzbs;
}
if(count_x==6)
{
count_x=0;
count_b++;
}
if(count_x==-1)
{
count_x=5;
count_b--;
}
if(count_b==4)count_b=0;
if(count_b==-1)count_b=3;
}
}
void main()
{
P1=0;
Time0_Init();
while(1);
} (整理于网络)
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