9.5 讓 28BYJ-48 步進電機轉(zhuǎn)起來

再重新看一下上面的步進電機外觀圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖：步進電機一共有5根引線，其中紅色的是公共端，連接到 5 V 電源，接下來的橙、黃、粉、藍就對應(yīng)了 A、B、C、D 相；那么如果要導通 A 相繞組，就只需將橙色線接地即可，B 相則黃色接地，依此類推；再根據(jù)上述單四拍和八拍工作過程的講解，可以得出下面的繞組控制順序表，如表9-1所示：

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我們板子上控制步進電機部分是和板子上的顯示控制的 74HC138 譯碼器部分復用的 P1.0～P1.3，關(guān)于跳線我們在第3章已經(jīng)講過了，通過調(diào)整跳線帽的位置可以讓 P1.0～P1.3控制步進電機的四個繞組，如圖9-5所示。

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圖9-5 顯示譯碼與步進電機的選擇跳線

如果要使用電機的話，需要把4個跳線帽都調(diào)到跳線組的左側(cè)（開發(fā)板上的實際位置），即左側(cè)針和中間針連通（對應(yīng)原理圖中的中間和下邊的針），就可以使用 P1.0 到 P1.3 控制步進電機了，如要再使用顯示部分的話，就要再換回到右側(cè)了。那如果大家既想讓顯示部分正常工作，又想讓電機工作該怎么辦呢？跳線帽保持在右側(cè)，用杜邦線把步進電機的控制引腳（即左側(cè)的排針）連接到其它的暫不使用的單片機 IO 上即可。

再來看一下我們步進電機的原理圖，步進電機的控制電路如圖9-6所示。

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圖9-6 步進電機控制電路

誠然，單片機的 IO 口可以直接輸出 0 V 和 5 V 的電壓，但是電流驅(qū)動能力，也就是帶載能力非常有限，所以我們在每相的控制線上都增加一個三極管來提高驅(qū)動能力。由圖中可以看出，若要使 A 相導通，則必須是 Q2 導通，此時 A 相也就是橙色線就相當于接地了，于是A 相繞組導通，此時單片機 P1 口低4位應(yīng)輸出 0b1110，即 0xE；如要 A、B 相同時導通，那么就是 Q2、Q3 導通，P1 口低4位應(yīng)輸出 0b1100，即 0xC，依此類推，我們可以得到下面的八拍節(jié)拍的 IO 控制代碼數(shù)組：

    unsigned char code BeatCode[8] = { 0xE, 0xC, 0xD, 0x9, 0xB, 0x3, 0x7, 0x6 };

到這里，似乎所有的邏輯問題都解決了，循環(huán)將這個數(shù)組內(nèi)的值送到 P1 口就行了。但是，只要再深入想一下就會發(fā)現(xiàn)還有個問題：多長時間送一次數(shù)據(jù)，也就是說一個節(jié)拍要持續(xù)多長時間合適呢？是隨意的嗎？當然不是了，這個時間是由步進電機的啟動頻率決定的。啟動頻率，就是步進電機在空載情況下能夠正常啟動的最高脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機就不能正常啟動。表9-2就是由廠家提供的步進電機參數(shù)表，我們來看一下。

表9-2 28BYJ-48 步進電機參數(shù)表

表中給出的參數(shù)是≥550，單位是 P.P.S，即每秒脈沖數(shù)，這里的意思就是說：電機保證在你每秒給出550個步進脈沖的情況下，可以正常啟動。那么換算成單節(jié)拍持續(xù)時間就是 1 s/550=1.8 ms，為了讓電機能夠啟動，我們控制節(jié)拍刷新時間大于 1.8 ms 就可以了。有了這個參數(shù)，我們就可以動手寫出最簡單的電機轉(zhuǎn)動程序了，如下：

#include <reg52.h>

unsigned char code BeatCode[8] = { //步進電機節(jié)拍對應(yīng)的 IO 控制代碼
    0xE, 0xC, 0xD, 0x9, 0xB, 0x3, 0x7, 0x6
};
void delay();

void main(){
    unsigned char tmp;  //定義一個臨時變量
    unsigned char index = 0;  //定義節(jié)拍輸出索引
    while (1){
        tmp = P1; //用 tmp 把 P1 口當前值暫存
        tmp = tmp & 0xF0; //用&操作清零低4位
        //用|操作把節(jié)拍代碼寫到低4位
        tmp = tmp | BeatCode[index];
        //把低4位的節(jié)拍代碼和高4位的原值送回 P1
        P1 = tmp;
        index++;  //節(jié)拍輸出索引遞增
        index = index & 0x07;  //用&操作實現(xiàn)到8歸零
        delay();  //延時 2 ms，即 2 ms 執(zhí)行一拍
    }
}
/* 軟件延時函數(shù)，延時約 2ms */
void delay(){
    unsigned int i = 200;
    while (i--);
}

把程序編譯下載到板子上試試吧！看看電機轉(zhuǎn)了沒有？要記得換跳線哦！