【STC单片机学习】第十二课单片机的电机(步进电机)

发布时间：2023-12-21 13:01:11 来源：博亿堂娱乐官方网站

(1)交流电机：两相(两根火线)、三相(三根火线)直流电机：永磁(永磁铁)、励磁(电磁铁，线圈磁

(1)交流电机：两相(两根火线)、三相(三根火线)直流电机：永磁(永磁铁)、励磁(电磁铁，线圈磁生电) ：玩具小车里面一般都是直流电机

(3)步进电机、伺服电机(可以精确控制，毫米级别的控制):精确控制尺寸，常用在机械的自动化控制。精度：伺服电机>

步进电机

支出来两根线，两个引脚没有正负之分，不同的接法，控制的是里面线圈的转动方向，也就是电机的转动方向！

(1)直流电机直接接在开发板的主板的VCC和GND引出接口上看电机是否转动，还可以调换VCC和GND看电机是否反转了

(2)单片机的IO口是数字口，本身的驱动能力非常小（最多20mA级别），这个驱动能力是带不动电动机的。达不到额定功率！可以试试！

(3)一般单片机需要用专门的驱动芯片来驱动电机(作用？)。驱动芯片的作用就是把单片机的小电流的控制信号转成逻辑上相同的大电流的驱动源。这是所谓的弱电控制强电。用电机驱动芯片来驱动直流电机，具体的电路分析后面讲步进电机时会详细说。

单片机上的芯片，一种使用的驱动芯片是 TC1508S，另一种使用的驱动芯片是 ULN2003，两个都是可以驱动直流电机和步进电机的！

步进电机有三线式、四线式、五线式和六线式，但是控制方式都是一样的，都是用脉冲信号电流来驱动。假设每旋转一圈需要 200 个脉冲信号来励磁，可以计算出每个励磁信号能使步进电机前进 1.8°。其旋转角度与脉冲的个数成正比。步进电动机的正、反转由励磁脉冲产生的顺序来控制。

B接正，/B接负、A接正，/A接负,每个线圈通电之后就形成电磁铁，就驱动转子转动。

(1)每种类的步进电机有一个固有步距角，这个参数和步进电机本身有关。一般二相电机的步距角为 0.9°/1.8°，三相为 0.75°/1.5°、五相为 0.36°/0.72°。

(2)步进电机正常的情况下只能以固有步距角的整数倍来运动，这一个固有步距角的移动就叫一个节拍。

(3)电机还有个可以比固有步距角更小的运动方法，这种方法叫细分，由电机驱动器来支持的。(STC的单片机不支持细分，用到了再讲)

1.12.2.3、相数。步进电机电机内部的线圈组数：一般相数越高，步距角越小

结论：我们用的是2相步进电机，四根线、极性，这里的极性，讲的是开发版上的极性驱动电路(驱动芯片)，不是在电动机上！

(2)双极性:八颗晶体管来驱动两组相位,电路能同时驱动四线式或六线式步进电机，虽然四线式电机只可以使用双极性驱动电路。

(3)半步八拍 A- A-B+ B+ A+B+ A+ A+B- B- A-B- 正转其实上面两个的结合！

4个节拍加起来就是一个完整的周期，按照这一个周期给步进电机供电，则步进电机就会正向转动1个步距角。

(2)正常的情况下：控制器就是单片机，驱动器一般是接在单片机的IO口上面的专用电机驱动芯片（譬如我们开发板上的TC1508S）

(3)控制器负责产生时序信号，驱动器负责将时序信号转成功率驱动信号给步进电机用。

(1)原理图中INA、INB、INC、IND将来要接单片机的IO口，单片机是做控制器的，通过单片机的IO口给驱动器芯片输入1或者0的控制信号，控制信号经过TC1508S的转换，从OUTA、OUTB、OUTC、OUTD四个脚输出具有驱动步进电机能力的驱动信号。

(4)结合之前讲的步进电机的原理，可知：A-和A+是一个相线端，B-和B+是另一个线、电机驱动芯片数据手册

(3)根据上面的接线对应一组线圈（A+，A-），而P1.2和P1.3对应另一组线圈。(B+，B-)

0 0 0 1 第4拍(0x08)(2)转速控制：转速是由脉冲信号的频率控制的，频率==周期的倒数，你的时间越短，频率越高！时间实际上的意思就是delay！小风扇调档！

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步进电机是一种将电脉冲信号转化为角位移或线位移的电磁机械装置。步进电机的稳定性和可靠性直接影响到工业控制领域的精度，特别是在点胶点焊等高精度运动控制管理系统中，对于步进电机的精度和稳定能力要求更高。所以说，对于步进电机控制管理系统的研究，不论是在实际效益还是理论价值方面意义都将是巨大的。近年来不少专家学者研制出性能不错的步进电机控制管理系统，然而这些控制管理系统具有微处理器需处理的任务量大、PCB板元器件较多、系统不够稳定等缺点，这给系统的可靠性带来了较大的隐患。随着电子技术的发展，步进电机的很多功能单元如加减速控制、微步控制等都走向模块化，并且具有体积小、重量轻、工作稳定、可以在一定程度上完成多轴控制等优点，这给步进电机控制管理系统的设计和开发带来了很大的方便。

0 引言几十年来，数字技术、计算机技术和永磁材料的迅速发展，为步进电机的应用开辟了广阔的前景。由步进电机与驱动电路组成的开环数控系统，既格外的简单、廉价，又非常可靠。此外，步进电机还大范围的应用于诸如打印机、雕刻机、绘图仪、绣花机及自动化仪表等。正因为步进电机的广泛应用，对步进电机的控制的研究也慢慢变得多，在启动或加速时若步进脉冲变化太快，转子由于惯性而跟随不上电信号的变化，产生堵转或失步；在停止或减速时由于同样原因则可能产生超步。为防止堵转、失步和超步，提高工作频率，要对步进电机进行升降速控制。本文介绍一个用于自动磨边机的步进电机升降速控制器，由于考虑了通用性，它可以应用于其他场合。从步进电机的矩频特性可知，

Motionchip是一种性能优异的专用运动控制芯片，扩展容易，使用方便。本文基于该芯片设计了一款可用于直流有刷/无刷伺服电机的智能伺服驱动器，并将该驱动器运用到加氢反应器超声检测成像系统中，上位机通过485总线分别控制直流有刷电机和无刷电机，取得了很好的控制效果，满足了该系统的高精度要求。在传统的电机伺服控制装置中，一般采用一个或多个单片机作为伺服控制的核心处理器。由于这种伺服控制器外围电路复杂，计算速度慢，从而导致控制效果不理想。近年来，许多新的电机控制算法被研究并运用于电机控制系统中，如矢量控制、直接转矩控制等。随着这些控制算法的日益复杂，必须具备高速运算能力的处理器才能实现实时计算和控制。为了适应这种需要，国外许多公司开发

运动控制系统设计和运用 /

目前的变频风扇一般采用无刷直流电机，因其无励磁绕组、无换向器、无电刷、无滑环，结构比一般传统的交、直流电动机简单，运行可靠，维护简单。与鼠笼型感应电动机相比，其结构的简单程度和运行的可靠性大体相当，但由于没有励磁铁耗和铜耗，功率在300W以下时，其效率比同规格的交流电机高10%～20%。无刷直流电机一般采用方波驱动，采用霍尔传感器采样转子位置，以此为基准信号控制绕组强制换相。这种方案控制方法简单，成本低，在目前电动车方案中应用广泛。但由于方波驱动换相时会出现电流突变，导致转矩脉动较大，转动不平稳，噪声指标较差，难以在家电应用领域推广。而正弦驱动可以避免换相时的电流突变，虽然最大转矩会降低，但在噪声指标上有明显的优势。

180°正弦波控制 /

随着储能相关技术的发展，以及相关标准的制定和出台，储能技术将对电网的稳定运行提供保证。这将促进光伏发电市场的进一步扩大和发展。下面就随电源管理小编一起来了解一下相关内容吧。从大的市场需求来看，由于受到补贴调整等国家政策的影响，集中式光伏电站的市场占比将在未来呈现下降趋势，而分布式光伏发电的市场份额将呈现增长趋势。为了应对补贴下降带来的影响，市场对光伏组件和光伏逆变器的成本降低的需求将加强。目前来看，1500V等更高电压的光伏组件将在成本降低方面将会很大程度上弥补支付补贴的下降。因此，随着市场的期待，诸如1500V等更高电压的光伏组件将会加快进入到市场的步伐。另外，光伏发电的效率和可靠性等要求也将相应提高，以

ME300系列单片机开发系统＋步进电机模块演示程序功能：步进电机以加速方式启动，转速达到程序规定的最快速度后保持一段时间匀速运转，又开始以减速方式运行直到步进电机停止转动。由K1键控制演示程序运行。步进电机模块上D1-D4可以指示工作状态。 /******************************************************************/ /* */ /* ME300B单片机开发系统演示程序 - 步进电机加减速运行程序

加速-匀速-减速运行程序(C51源程序) /

扁线V高压平台下，整车电池系统，充电系统，电驱系统均要向高电压平台进行开发。电机作为三电系统中的核心，其效率表现直接影响了整车的性能。而在800V架构下，电机的设计与低压平台的设计也有所不同，要求电驱系统向高效化、轻量化以及低成本化迈进。在此背景下，由扁铜线绕制而成的电机越来越受到供应商和主机厂的青睐。扁线电机绕组形式按制造工艺分类，扁线电机的绕组方式主要有Hair-pin，I-pin以及连续波绕组三类。 1 I-pin绕组 I-pin绕组属于轴向嵌装绕组，直接将扁线导体轴向嵌入铁芯槽后，对两头进行扭折焊接，制造工艺较为简单，但由于焊接部位额外占用径向尺寸，尾部长，铜耗大，温度增加的同时效率也会有所降低。 I-pin

扁线绕组换位技术 /

11 月 9 日消息，据外媒 electrek 当地时间周四报道，大众汽车在德国老家的电动汽车生产困境仍在持续。这一次，驱动电机的短缺导致大众汽车宣布将暂停其德国一家工厂的电动汽车生产。详细来看，大众汽车将暂停其德国茨维考工厂的生产三个星期。消息人士透露，这一暂停生产计划波及大众的 ID.4、ID.5 及奥迪 Q4 e-tron 等车型，ID.3 不受影响。大众汽车在欧洲最大的电动汽车生产基地位于茨维考，该公司曾在 2018 年宣布投资近 13 亿美元来对这家工厂进行改造，以生产纯电车型。这家工厂是大众集团旗下三个品牌、六款电动车型的生产基地。目前，大众汽车在德国拥有四家工厂用来生产电动车，其他三家分别位于埃姆登、德累斯顿和

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