pada 2024/10/10 309

Panduan untuk menggunakan PIC16F877A untuk projek motor stepper

Mikrokontroler PIC16F877A digunakan secara meluas dalam banyak projek elektronik kerana ia menawarkan keseimbangan ciri yang baik dan kemudahan penggunaan.Dalam panduan ini, kami akan melihat dengan jelas pada PIC16F877A, yang meliputi segala -galanya dari model pinout dan CAD untuk penggunaannya dalam mengawal motor stepper.Sama ada anda membina peranti mudah atau projek automasi yang kompleks, memahami cara menyambung dan mengawal motor menggunakan mikrokontroler ini akan membantu anda mendapatkan hasil yang terbaik.

Katalog

PIC16F877A Konfigurasi PIN

Model CAD untuk pic16f877a

Simbol Diagram PIC16F877A

PIC16F877A PCB Footprint

Model 3D

Struktur Dalaman PIC16F877A

Spesifikasi teknikal terperinci

Jenis	Parameter
Masa memimpin kilang	7 minggu
Gunung	Melalui lubang
Jenis pemasangan	Melalui lubang
Pakej / kes	40-dip (0.600, 15.24mm)
Bilangan pin	40
Penukar data	A/D 8x10b
Bilangan I/OS	33
Pemasa pengawas	Ya
Suhu operasi	-40°C ~ 85°C ta
Pembungkusan	Tiub
Siri	Gambar® 16f
Diterbitkan	1997
Kod JESD-609	e3
Kod PBFree	Ya
Status bahagian	Aktif
Tahap Sensitiviti Kelembapan (MSL)	1 (tidak terhad)
Bilangan penamatan	40
Kod ECCN	Telinga99
Penamat terminal	Matte Tin (SN) - Annealed
Ciri tambahan	Beroperasi pada bekalan minimum 4V
Kedudukan terminal	Dwi
Voltan bekalan	5v
Kekerapan	20MHz
Nombor bahagian asas	PIC16F877A
Kiraan pin	40
Bekalan Voltan-Max (VSUP)	5.5v
Bekalan kuasa	5v
Bekalan Voltan-Min (VSUP)	4.5v
Antara muka	I2C, SPI, SSP, UART, USART
Saiz memori	14KB
Jenis pengayun	Luaran
Semasa bekalan nominal	1.6mA
Saiz ram	368 x 8
Voltan - Bekalan (VCC/VDD)	4V ~ 5.5V
UPS/UCS/jenis ICS periferal	Mikrokontroler, RISC
Pemproses teras	Gambar
Peripheral	Detect/Reset Brown-Out, POR, PWM, WDT
Jenis memori program	Kilat
Saiz teras	8-bit
Saiz memori program	14kb (8k x 14)
Sambungan	I2C, SPI, UART/USART
Saiz bit	8
Masa akses	20 μs
Mempunyai ADC	Ya
Saluran DMA	Tidak
Lebar bas data	8b
Bilangan pemasa/kaunter	3
Alamat lebar bas	8b
Ketumpatan	112 kb
Saiz eeprom	256 x 8
Keluarga CPU	Gambar
Bilangan saluran ADC	8
Bilangan saluran PWM	2
Bilangan saluran i2c	1
Ketinggian	4.06mm
Panjang	52.45mm
Lebar	14.22mm
Mencapai svhc	Tiada SVHC
Pengerasan radiasi	Tidak
Status ROHS	Mematuhi ROHS3
Memimpin percuma	Memimpin percuma

Memahami motor stepper

Motor stepper adalah sejenis motor elektrik yang bergerak dalam langkah -langkah tertentu dan bukannya dalam gerakan berterusan seperti motor tradisional.Pergerakan langkah demi langkah ini diukur dalam darjah, yang boleh berbeza-beza bergantung kepada aplikasi.

Stepper Motors boleh beroperasi dalam mod yang berbeza: pemacu gelombang, pemacu penuh, dan setengah memandu.Setiap mod mengawal bagaimana fasa motor bertenaga, mempengaruhi prestasinya dan menjadikannya sesuai untuk pelbagai kegunaan.

Dalam mod pemacu gelombang, hanya satu fasa motor yang dikuasakan pada satu masa.Mod kawalan mudah ini berguna untuk situasi di mana kecekapan kuasa diprioritaskan melalui tork, seperti dalam tugas -tugas automasi asas di mana arus permulaan yang minimum diperlukan.

Mod pemacu penuh menguasai dua fasa secara serentak.Ini menghasilkan output tork yang lebih tinggi kerana dua gegelung berfungsi bersama -sama, menjadikannya sesuai untuk aplikasi di mana ketepatan dan kekuatan diperlukan, seperti dalam robotik dan jentera CNC.

Mod separuh pemacu menggabungkan ciri -ciri kedua -dua gelombang dan pemacu penuh dengan secara bergantian satu fasa dan dua fasa.Pendekatan ini memberikan saiz langkah yang lebih kecil, dengan berkesan menggandakan resolusi motor.Half Drive paling sesuai untuk aplikasi seperti percetakan 3D dan instrumentasi halus, di mana gerakan lancar dan kedudukan yang tepat adalah penting.

Apabila memilih motor stepper untuk kegunaan tertentu, pertimbangkan persekitaran operasi.Untuk tugas ketepatan tinggi, mod separuh pemacu disyorkan untuk memastikan peralihan yang lancar dan getaran yang dikurangkan.Untuk projek yang memberi tumpuan kepada penjimatan tenaga, mod pemacu gelombang mungkin lebih sesuai.

Memilih mod yang betul memerlukan faktor mengimbangi seperti tork, kelajuan, dan kerumitan sistem.Memilih mod yang betul boleh mempengaruhi prestasi motor dan kecekapan keseluruhan sistem anda.

Menyambungkan motor stepper dengan pic16f877a

Untuk menyambungkan motor stepper dengan a PIC16F877A Mikrokontroler, anda boleh menggunakan array transistor ULN2003.Litar bersepadu ini, yang direka untuk motor tork tinggi, mengandungi tujuh pasangan Darlington.Bit port bawah mikrokontroler dikaitkan dengan pin input (1B, 2B, 3B, 4B) ULN2003, manakala pin outputnya (1C, 2C, 3C, 4C) menyambung ke pin stepper motor.Pin umum motor dan pin COM ULN2003 disambungkan ke bekalan kuasa 12V.

Motor stepper biasanya digunakan untuk aplikasi yang memerlukan kawalan gerakan yang tepat.Mereka menukar denyutan digital ke dalam putaran mekanikal, menjadikannya sesuai untuk peranti seperti mesin CNC dan pencetak 3D, di mana kedudukan dan kelajuan mesti dikawal dengan teliti.

ULN2003 memainkan peranan penting dalam mengawal motor stepper kerana keupayaannya untuk mengendalikan arus yang tinggi dan interfacing mudah dengan mikrokontroler.Apabila disambungkan ke PIC16F877A, bit portd yang lebih rendah digunakan untuk mengawal motor stepper.Konfigurasi ini menyediakan kawalan langkah yang tepat, memastikan pergerakan dan kedudukan yang tepat.

Menggunakan ULN2003 dalam persediaan kawalan motor sangat dipercayai dalam aplikasi dunia sebenar.Ia membantu meminimumkan isu -isu seperti langkah -langkah yang tidak dijawab atau kedudukan yang salah, meningkatkan prestasi keseluruhan.Penyelenggaraan dan penentukuran yang kerap berdasarkan data penggunaan dapat mengoptimumkan fungsi motor, memastikan kestabilan jangka panjang dan operasi yang tepat.

Menyesuaikan kelajuan motor stepper

Kelajuan motor stepper boleh diubahsuai dengan tepat menggunakan perisian simulasi Proteus.Dengan mengakses tetapan motor melalui 'edit sifat,' pelarasan kepada parameter seperti bilangan langkah dan sudut langkah boleh dibuat.Sebagai contoh, motor 200 langkah memisahkan putaran penuh (360 °) ke dalam 200 langkah, menjadikan setiap langkah 1.8 °.Mengubah tetapan ini dalam Proteus akan mencerminkan secara dinamik semasa simulasi.

Dalam amalan, motor stepper sering digunakan dalam industri di mana kawalan pergerakan yang tepat adalah penting, seperti dalam jentera dan robotik CNC.Melaraskan sudut langkah dan bilangan langkah-langkah menyala motor untuk mencapai pergerakan tepat yang diperlukan untuk tugas-tugas tertentu.

Mengubah parameter motor stepper mempengaruhi ciri -ciri prestasi seperti tork dan resolusi.Sebagai contoh, meningkatkan bilangan langkah umumnya meningkatkan resolusi tetapi mungkin memberi kesan kepada tork dan masa tindak balas.Memahami perdagangan ini melalui simulasi membantu membuat keputusan yang tepat.

Perspektif yang bernuansa mendedahkan bahawa pelarasan berulang, diikuti dengan ujian praktikal, membawa kepada reka bentuk enjin yang lebih mantap.Memastikan bahawa simulasi digital rapat dengan mencerminkan hasil sebenar dunia adalah kritikal.Nuansa mengkonfigurasi motor stepper sememangnya terletak pada keseimbangan antara ketepatan teoritis dan kemungkinan praktikal.

Pengaturcaraan motor stepper dengan pic16f877a

Bahagian ini merangkumi cara memprogram motor stepper menggunakan mikrokontroler PIC16F877A, menerangkan mod memandu yang berbeza dan menyediakan panduan praktikal untuk pelaksanaan yang berkesan.

Berikut adalah kod contoh asas untuk menunjukkan kawalan motor stepper menggunakan mod pemacu penuh:

Kekosongan utama ()

{

TRISD = 0B00000000;// set portd sebagai output

Portd = 0b11111111;// Inisialisasi Portd

lakukan

{

Portd = 0b00000011;// bertenaga dua fasa secara serentak

Kelewatan_ms (500);// kelewatan 0.5 saat

Portd = 0b00000110;

Kelewatan_ms (500);

Portd = 0b00001100;

Kelewatan_ms (500);

Portd = 0b00001001;

Kelewatan_ms (500);

} sementara (1);// gelung selama -lamanya

}

Dalam kod ini, portd PIC16F877A dikonfigurasikan sebagai port output untuk mengawal motor stepper melalui pemandu ULN2003.Urutan arahan memberi tenaga dua fasa motor stepper pada satu masa, yang merupakan ciri mod pemacu penuh.Mod ini memegang pemutar dalam kedudukan tetap dengan tork maksimum tetapi biasanya menggunakan lebih banyak kuasa.

Mod pemacu penuh bukan satu -satunya cara untuk mengawal motor stepper.Pemacu gelombang dan setengah mod pemacu menyediakan alternatif berdasarkan keperluan tertentu.Pemandu gelombang hanya memberi satu fasa pada satu masa, yang mengurangkan penggunaan kuasa tetapi menghasilkan tork yang lebih rendah.Separuh pemacu bergantian antara satu dan dua fasa, menawarkan resolusi yang lebih tinggi dan pergerakan yang lebih lancar.

Apabila pengaturcaraan stepper motor, pilih mod memandu yang paling sesuai dengan keperluan anda, sama ada untuk kedudukan yang tepat, kecekapan kuasa, atau tork maksimum.

Aplikasi praktikal motor stepper

Stepper Motors digunakan secara meluas dalam banyak industri kerana keupayaan mereka untuk memberikan kawalan yang tepat dan prestasi yang boleh dipercayai.Kepelbagaian mereka menjadikan mereka sesuai untuk segala -galanya dari kereta dan peralatan rumah tangga ke mesin perindustrian dan peranti perubatan.

Di dunia automotif, Stepper Motors memainkan peranan penting dalam mengawal sistem seperti pendikit, lampu, dan penghawa dingin.Mereka membantu menyempurnakan komponen ini, memastikan kenderaan berjalan lancar dan cekap.Sementara itu, dalam peralatan pejabat seperti pencetak dan fotokopi, motor stepper mengendalikan tugas seperti pemakanan kertas dan penempatan dakwat.Ketepatan ini memastikan kualiti cetak yang konsisten dan operasi lancar dari masa ke masa.

Di rumah, peralatan seperti mesin basuh dan mesin basuh pinggan mangkuk bergantung kepada motor stepper untuk mengawal aliran air dan putaran dram, memastikan semuanya berfungsi dengan lancar.Dalam tetapan perindustrian, motor stepper adalah penting untuk mengendalikan mesin CNC dan lengan robot, di mana mereka menyediakan pergerakan yang tepat untuk pembuatan ketepatan tinggi.

Sistem keselamatan juga mendapat manfaat daripada gerakan motor stepper yang boleh dipercayai.Dalam peranti seperti kamera pengawasan dan kunci automatik, motor stepper membolehkan kedudukan yang lancar dan tepat, yang penting untuk pemantauan dan keselamatan yang berkesan.Dalam penjagaan kesihatan, motor stepper digunakan dalam peranti perubatan seperti pam infusi dan peralatan pengimejan, di mana mereka menawarkan kawalan yang tepat untuk operasi yang selamat dan tepat.

Memandangkan teknologi terus berkembang, Stepper Motors dijangka dapat mencari lebih banyak aplikasi dalam bidang baru seperti robotik dan kenderaan autonomi.Pembangunan berterusan mereka mungkin akan membawa kepada ketepatan dan kecekapan yang lebih besar, memperluaskan peranan mereka dalam pelbagai industri.

Bahagian mikrokontroler yang setanding

Nombor bahagian	PIC16F877A-I/P.	PIC16F77-I/P.	PIC16F74-I/P.	PIC16F777-I/P.
Pengilang	Teknologi Microchip	Teknologi Microchip	Teknologi Microchip	Teknologi Microchip
Pakej / kes	40-dip (0.600, 15.24mm)	40-dip (0.600, 15.24mm)	40-dip (0.600, 15.24mm)	40-dip (0.600, 15.24mm)
Bilangan pin	40	40	40	40
Lebar bas data	8 b	8 b	8 b	8 b
Bilangan I/O.	33	33	33	36
Antara muka	I2C, SPI, SSP, UART, USART	I2C, SPI, SSP, UART, USART	I2C, SPI, SSP, UART, USART	I2C, SPI, UART, USART
Saiz memori	14 kb	7 kb	14 kb	14 kb
Voltan bekalan	5 v	5 v	5 v	5 v
Peripheral	Detect/Reset Brown-Out, POR, PWM, WDT	Detect/Reset Brown-Out, POR, PWM, WDT	Detect/Reset Brown-Out, POR, PWM, WDT	Detect/Reset Brown-Out, POR, PWM, WDT
Lihat Bandingkan	PIC16F877A-I/P. Vs PIC16F77-I/P.	PIC16F877A-I/P. Vs PIC16F77-I/P.	PIC16F877A-I/P. Vs PIC16F74-I/P.	PIC16F877A-I/P. Vs PIC16F777-I/P.

Soalan Lazim [Soalan Lazim]

1. Apa yang digunakan oleh motor stepper untuk menjana pergerakan mekanikal?

Motor stepper menjana pergerakan mekanikal menggunakan denyutan elektrik.

2. Apa yang dilakukan oleh motor stepper?

Motor stepper bergerak dalam langkah -langkah diskret.

3. Bagaimana motor stepper diukur?

Motor stepper diukur dalam darjah.

4. Berapa banyak langkah yang diambil oleh motor stepper?

Motor stepper bergerak satu langkah pada satu masa.

5. Berapa banyak mod pengujaan yang mempunyai motor stepper?

Motor stepper mempunyai tiga mod pengujaan.

6. Apakah cara paling mudah untuk menyambungkan motor stepper?

Cara paling mudah adalah menyambungkannya ke mikrokontroler PIC16F877A.

7. Berapa banyak pin input ULN2003 yang disambungkan ke bit penting paling rendah dari port mikropengawal?

Empat pin input disambungkan ke bit penting paling rendah dari portd mikrokontroler