国产51单片机驱动无刷电机精髓资料！

STM32

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很多人在做单片机控制电机，有不少用C8051做无感无刷电机的驱动的，在网上看见一个用国产51单片机STC15W408AS驱动无刷电机的驱动资料。感觉不错，分享给大家。

源程序文件在这里下载

STC15W404AS程序.zip (43.24 KB, 下载次数: 326 )

1.硬件设计

主控单片机使用STC15W408AS，单片机自带硬件PWM模块、ADC模块和比较器模块，所以非常适合做无刷电机的驱动，主频35M，无需外部晶振和复位电路，接好VCC和GND就可以工作。半桥电路使用PMOS+NMOS的组合，PMOS为IRF9540，NMOS为IRF540.驱动芯片用TC4427A。

先在洞洞板上做实验吧。原理图如下所示，懒得用软件画了，还是手画来得快些。下面的图中，只画出了A相的桥，B相和C相的桥与A相一样。

依照原理图，焊接好的板子如下图所示：

2.软件设计

2.1PWM模块

PWM模块用来产生可调占空比，目的是为了给电机施加一定的电压，占空比越大，施加的电压越大，电机转的越快。反之，占空比越小，电机转的越慢。

void PWM_Init(void)

{

PWM0_L=0;

PWM1_L=0;

PWM2_L=0;

CMOD=0X0C; //选择系统时钟/6为时钟源，即频率=35M/6/256=22.8K

CL=0; // PCA计数器清零

CH=0;

PCA_PWM0 = 0X00;

CCAP0H=0; // 初始化占空比为0% H的值装载到L中

CCAP0L=0;

CCAPM0=0x42; // 设置为PWM模式

PCA_PWM1 = 0X00;

CCAP1H=0; // 初始化占空比为0%

CCAP1L=0;

CCAPM1=0x42; // 设置为PWM模式

PCA_PWM2 = 0X00;

CCAP2H=0; // 初始化占空比为0%

CCAP2L=0;

CCAPM2=0x42; // 设置为PWM模式

CR = 1;

}

2.2ADC模块和比较器模块

比较器用来做反电动势的过零检测，选择P5.4引脚为比较器的负输入端，选择ADC通道为比较器的正输入端。

void CMP_Init(void) // 比较器初始化函数

{

CMPCR1=0X8C; // 打开比较器，把P5.4引脚设置为负输入端，ADC通道为正输入端

CMPCR2=50;// 延时消抖时间设置

}

void ADC_Init(void) // ADC模块初始化

{

P1ASF = 0X38; //开通P1.3 P1.4 P1.5端口的模拟输入端

}

2.3六步时序换相

BLDC的六步时序为AB AC BC BA CA CB,下面程序中，分别用0~5表示每一步。

void StepXL(void) // 换相序列函数

{

switch(Step)

{

case 0: // AB

CCAP0H=PWM_Value;CCAP1H=0;CCAP2H=0; // 打开A相的高端

PWM0_L=0;PWM2_L=0;PWM1_L=1; // 打开B相的低端

ADC_CONTR = 0XED; // 选择P1.5作为ADC输入即c相电压

CMPCR1=0x9c; // 使能下降沿中断

break;

case 1: // AC

CCAP0H=PWM_Value;CCAP1H=0;CCAP2H=0; // 打开A相的高端

PWM0_L=0;PWM1_L=0;PWM2_L=1; // 打开C相的低端

ADC_CONTR = 0XEC; // 选择P1.4作为ADC输入即B相电压

CMPCR1=0xac; // 使能上升沿中断

break;

case 2: // BC

CCAP0H=0;CCAP2H=0;CCAP1H=PWM_Value; // 打开B相的高端

PWM0_L=0;PWM1_L=0;PWM2_L=1; // 打开C相的低端

ADC_CONTR = 0XEB; // 选择P1.3作为ADC输入即a相电压

CMPCR1=0x9c;// 使能下降沿中断

break;

case 3: // BA

CCAP0H=0;CCAP2H=0;CCAP1H=PWM_Value; // 打开B相的高端

PWM1_L=0;PWM2_L=0;PWM0_L=1; // 打开A相的低端

ADC_CONTR = 0XED; // 选择P1.5作为ADC输入即c相电压

CMPCR1=0xac; // 使能上升沿中断

break;

case 4: // CA

CCAP0H=0;CCAP1H=0;CCAP2H=PWM_Value; // 打开C相的高端

PWM1_L=0;PWM2_L=0;PWM0_L=1; // 打开A相的低端

ADC_CONTR = 0XEC; // 选择P1.4作为ADC输入即B相电压

CMPCR1=0x9c; // 使能下降沿中断

break;

case 5: // CB

CCAP0H=0;CCAP1H=0;CCAP2H=PWM_Value;// 打开C相的高端

PWM0_L=0;PWM2_L=0;PWM1_L=1; // 打开B相的低端

ADC_CONTR = 0XEB; // 选择P1.3作为ADC输入即a相电压

CMPCR1=0xac; // 使能上升沿中断

break;

default:break;

}

2.4电机启动函数

char QiDong(void)

{

unsigned int timer = 300,i;

DISABLE_CMP_INT;

PWM_Value = 26; // 占空比=26/256=10%

Step=0;

StepXL();

delay_ms(100);

while(1)

{

for(i=0;i

{

delay_us(100); //

}

timer-= timer/15+1;

if(timer < 25) return(1);

if(Step<5)Step++;

else Step=0;

StepXL();

}

2.5闭环控制

电机启动以后，需要闭环控制电机的通电时序和速度。这个在比较器的中断函数里面实现。

void CMP_INT(void) interrupt 21 // 比较器中断函数

{

CMPCR1 &=~0X40; // 需软件清除中断标志位

if(Step<5)Step++;

else Step=0;

StepXL();

}

ADC转换结束后，必须软件清除转换标志，再重新开启ADC转换

void ADC_ISR() interrupt 5

{

ADC_CONTR&=0xEF; // 清ADC转换标志

ADC_CONTR|=0X08; // 启动ADC转换

}

2.6通信控制接口

用电脑上的串口调试助手给单片机串口发送“启动”“加速”“减速”“停止”命令。这个功能放到主函数while循环中。

串口初始化函数：

void serial_open(void)

{

SCON = 0X50;//工作在串口模式

AUXR |= 0X04;//

TL2 = 0X71;// 9600 @35MHz

TH2 = 0Xfc;

AUXR|=0X10;

}

主函数：

void main(void)

{

uchar rec=0; // 定义串口接收数据变量

PWM_Init(); // 初始化PWM

ADC_Init(); // 初始化ADC

CMP_Init(); // 初始化比较器

serial_open(); // 打开串口

while (1)

{

if(RI) // 如果串口收到数据

{

rec=SBUF; // 把收到的数据给了rec

RI=0; // 串口接收标志清0

if(rec==0x22)// 加速命令

{

if(PWM_Value<250)

{

PWM_Value++; // 增加占空比

}

else if(rec==0x33)// 减速命令

{

if(PWM_Value>10)

{

PWM_Value--; // 减小占空比

}

else if(rec==0x11) // 启动命令

{

QiDong(); // 启动

ENABLE_CMP_INT; // 允许比较器中断

EA=1; // 打开全局中断

}

else if(rec==0x44) // 停止命令

{

CCAP0H=0;CCAP1H=0;CCAP2H=0; // 占空比都置0

EA=0; // 关闭全局中断

DISABLE_CMP_INT; // 关闭比较器中断

}

3.总结

上面的软件和硬件，只是实现了简单的控制转动。缺点：1.没有任何的保护程序，比如电流检测、堵转保护等。在做实验的过程中，烧了2个PMOS、1个NMOS、3个TC4427A.2.比较器过0直接换相，有些提前。电机转动噪音比较大。

jiandalibin · 2020-12-15 15:00:52

很实用啊，学习了学习了，自己下来买些设备，实操下。

jf_89522058 · 2020-12-21 20:52:53

感谢楼主的资料

hts · 2020-12-22 09:28:52

谢谢老板的学习资料

imflyingstar · 2021-5-27 15:52:32

多谢楼主！谢谢分享！

hts · 2021-5-28 08:41:04

很好，很不错，好好学习下先，谢谢分享啊！

hts · 2021-6-8 10:21:18

好好学习一下先，谢谢分享，这是一个值得深入学习的好东东！

hts · 2021-6-19 10:06:16

很好，很不错，好好学习下先，谢谢分享啊！

hts · 2021-6-19 10:44:24

很好，很不错，好好学习下先，谢谢分享啊！

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