嵌入式开发学习（STC51-10-直流电机）

内容

直流电机工作约5S后停止

直流电机简介

直流电机是指能将直流电能转换成机械能（直流电动机）或将机械能转换成直流电能（直流发电机）的旋转电机；

直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成；

直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成；
运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成；

直流电机没有正负之分，在两端加上直流电就能工作；在交换接线后，可以形成正反转；

使用前需要知道直流电机的额定电压和额定功率，不能使之长时间超负荷运作；

开发板配置的直流电机为5V直流电机，其主要参数如下：
轴长：8mm
轴径：2mm
电压：1-6V
参考电流：0.35-0.4A
3V转速：17000-18000转每分钟

ULN2003芯片简介

由于51单片机主要是用来控制而非驱动，如果直接使用芯片的GPIO管脚去驱动大功率器件，要么将芯片烧坏，要么就驱动不起来；

所以要驱动大功率器件，比如电机，就必须搭建驱动电路，开发板上板载的驱动芯片是ULN2003，该芯片是一个单片高电压、高电流的达林顿晶体管阵列集成电路；

不仅可以用来驱动直流电机，还可用来驱动五线四相步进电机，比如28BYJ-48步进电机；

ULN2003是一个单片高电压、高电流的达林顿晶体管阵列集成电路；

它是由7对NPN达林顿管组成的，它的高电压输出特性和阴极箝位二极管可以转换感应负载；

单个达林顿对的集电极电流是500mA，达林顿管并联可以承受更大的电流；

此电路主要应用于继电器驱动器，字锤驱动器，灯驱动器，显示驱动器（LED气体放电），线路驱动器和逻辑缓冲器等；

ULN2003的每对达林顿管都有一个2.7k串联电阻，可以直接和TTL或5V CMOS装置相连；

主要特点：

500mA额定集电极电流（单个输出），
高电压输出：50V
输入和各种逻辑类型兼容
继电器驱动器

原理图

在这里插入图片描述
由逻辑图可知，其内部相当于非门电路，即输入高输出为低，输入为低输出是高；

这里要注意：因为ULN2003的输出是集电极开路，ULN2003要输出高电平，必须在输出口外接上拉电阻；

若使用该芯片驱动直流电机，只可实现单方向控制，电机一端接电源正极，另一端接芯片的输出口；

若想控制五线四相步进电机，则可将四路输出接到步进电机的四相上，电机另一条线接电源正；
在这里插入图片描述
从上图可知，ULN2003的输入口与单片机的P10-P13连接，对应输出则是OUT1-OUT4，而J47则是提供给外部连接电机的接口，可以支持直流电机、五线四相步进电机28BYJ-48连接；

我们使用的是直流电机，可以将电机的一根线连接在VCC上，另一根连接在OUT1上，因此可通过单片机P10口输出高电平来控制电机旋转，输出低电源控制电机停止；

注意：单片机P10输出低电平时，ULN2003的OUT1并不会输出高电平导致停止，而是因为集电极开路，导致电机无电流流入致使停止；

思路

P10口输出高电平即开启电机，输出低电平就关闭电机；

编码

main.c

/*
 * @Description: 使直流电机启动5秒后关闭
 */
#include "reg52.h"

typedef unsigned int u16; // 对系统默认数据类型进行重定义
typedef unsigned char u8;

// 定义直流电机控制管脚
sbit DC_Motor = P1 ^ 0;

/**
 * @description: 延时函数（循环一次大约10us）
 * @param {u16} ten_us
 * @return {*}
 */
void delay_10us(u16 ten_us)
{
	while (ten_us--)
		;
}

/**
 * @description: 延时函数（循环一次大约1ms）
 * @param {u16} ms
 * @return {*}
 */
void delay_ms(u16 ms)
{
	u16 i, j;
	for (i = ms; i > 0; i--)
		for (j = 110; j > 0; j--)
			;
}

void main()
{
	DC_Motor = 1;	// 开启电机
	delay_ms(5000); // 直流电机运行时间为5000ms
	DC_Motor = 0;	// 关闭电机
	while (1)
	{
	}
}