红外控制电机设计 基于51单片机对直流电机和步进电机的红外控制.docVIP

基于51单片机对直流电机和步进电机的红外控制 关键词：51单片机 霍尔传感器 步进电机 红外仪 直流电机 引言： 单片机在各类电子产品中的应用已经越来越广泛，手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。 硬件原理图 在本次实验中作者在红外仪的控制下，利用51单片机对红外信号操作码的识别，根据红外信号操作码的不同，来对相应的按键设定不同的功能对连接电机端口高低电平的控制，以此来控制直流电机，步进电机，继而实现了对小车转速和转向的控制。 二、步进电机： 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。你可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；本实验采用的是28BYJ48型四相八拍电机。 28BYJ48步进电机为四相八拍，其相序表如下： 序号 3 2 1 0 16进制输出值 1 0 0 0 1 01H 2 0 0 1 1 03H 3 0 0 1 0 02H 4 0 1 1 0 06H 5 0 1 0 0 04H 6 1 1 0 0 0CH 7 1 0 0 0 08H 8 1 0 0 1 09H 因此在控制脉冲信号个数的情况下，可以实现对步进电机角位移的精确控制。 三、调节电路： 在该设计方案中利用红外仪调节直流电机与步进电机。 红外仪UPD6121G产生的遥控编码是连续的32位二进制码组，其中前16位为用户识别码，能区别不同的电器设备，防止不同机种遥控码互相干扰。芯片厂商把用户识别码固定为十六进制的一组数；后16位为8位操作码（功能码）及其反码。 正反转向的调节 在该红外仪上利用其操作码的不同可以设定不同的功能，如利用图中按键中的向前键的操作码的不同，单片机在识别该键的操作码后控制连接小车直流电机两端口上电平的大小，以此来实现直流电机正转控制，按照以上的原理同样可以利用向后键根据其操作码的不同利用单片机的设定控制直流电机的端口使小车直流电机实现反转。 （2）转速的调节 在小车的调速方面主要是利用PWM技术实现对小车占空比的调节来实现对小车速度的调节。其原理是在一个周期T内，导通时间为t，电机两端的电压为U Vcc*（t/T） a*Vcc。即电机的转速与电机两端的电压值大小成比例。当给直流电机的高电平时间在整个周期中所占比例越高时其速度也随之越大，反之随着高电平所占比例越小其速度也会随之降下来。为了实现对小车速度的准确控制，在利用单片机调节时利用程序实现，以占空比为1%为基准，如同电视机两位数原理，在按下两位数键后，单片机接收信号，继续按下a键和b键，使单片机接收默认为两位数ab，即其占空比比为ab%。其速度为基准速度的ab倍，以此来实现对直流电机调速的原理。 （3）左右转向的调节 在小车转向的调节方面，步进电机虽然调节速度慢，但其由于是按电脉冲转换就使其转动角精确，继而可以使得小车左右转的角度可以得到人为较为精确的控制。直流电机在这方面虽然调节速度快，但其转动的角度不能控制，所以如果需要小车转动角度较为精确时，可以利用步进电机来调节其转向。如图所示利用齿轮及电机的转动带动小车前轮的左右转。 四、测速电路： 霍尔传感器是对磁敏感的传感元件，常用于开关信号采集的有CS3020、CS3040等，这种传感器是一个3端器件，外形与三极管相似，只要接上电源、地，即可工作，输出通常是集电极开路（OC）门输出，工作电压范围宽，使用非常方便。如图1所示是CS3020的外形图，将有字面对准自己，三根引脚从左向右分别是Vcc，地，输出。在粘磁钢时要注意，霍尔传感器对磁场方向敏感，粘之前可以先手动接近一下传感器，如果没有信号输出，可以换一个方向再试。图是测速电路电压比较器的功能：比较两个电压的大小 用输出电压的高或低电平，表示两个输入电压的大小关系 ： 当＋”输入端电压高于－”输入端时，电压比较器输出为高电平； 当＋”输入端电压低于－”输入端时，电压比较器输出为低电平； 图测速电路原理图 结束语 红外属于光波，除强光外很少有能影响到红外无线传输工作的干扰，稳定性。无线红外技术最大的优点就是带宽大，这就意味着采用红外无线技术的音频产品可以不用压缩来传输大容量的音频信号，音质效果更好但红外无线传输技术这有着一些缺点，比如它对指向性要求很高，大家很容易体验到红外遥控器稍微偏离角度就进行操作；，无线传输距离较短，一般都在10米左右的极限距离。它越来越多的被采用高端产品解决方案上 . 单片机 红外仪 直流电机、步进电机 数据显示 霍尔传感器 红外输入 红外接收仪 红外编码 51单片机 控制小车端口的电平 直流电机、步进电机 结束 电机速度改变 电机是正传还是反转 红外信