الدعم الفني
تم النشر 2026-04-18
يمكن لوحدة التحكم الدقيقة 51 (المعروفة أيضًا باسم MCU المستندة إلى 8051) التحكم بالفعل في المعيارمضاعفاتمحرك. على الرغم من أن وحدات التحكم الدقيقة هذه تفتقر إلى وحدة PWM مخصصة للأجهزة، إلا أنها يمكنها توليد إشارات التحكم اللازمة من خلال تقنيات التوقيت المستندة إلى البرامج. تشرح هذه المقالة هذا المبدأ، وتوفر مثالاً عمليًا عن الأسلاك والتعليمات البرمجية، وتغطي اعتبارات الطاقة المهمة - حتى تتمكن من دمج مجموعة متكاملة بنجاحمضاعفاتفي مشروع 51 MCU الخاص بك.
يتم تشغيل محرك سيرفو نموذجي (على سبيل المثال، محرك سيرفو صغير 9 جرام) بواسطة إشارة تعديل عرض النبضة (PWM) بتردد 50 هرتز:
فترة: 20 مللي ثانية (50 هرتز)
نطاق عرض النبض:
0.5 مللي ثانية → 0° (أو أقصى حد)
1.5 مللي ثانية → 90 درجة (محايد)
2.5 مللي ثانية → 180 درجة (عكس أقصى)
يتوقع المؤازرة دورة متكررة مدتها 20 مللي ثانية، ويحدد عرض النبضة العالية زاوية العمود.
معظم وحدات التحكم الدقيقة المكونة من 51 عائلة تقوم بذلكلاتتضمن الأجهزة الطرفية PWM. ومع ذلك، لديهم:
واحد أو أكثر من مؤقتات 16 بت (على سبيل المثال، Timer 0، Timer 1)
القدرة على المقاطعة
دبابيس الإدخال/الإخراج للأغراض العامة
باستخدام مقاطعة مؤقت لإنشاء تأخيرات دقيقة، يمكنك إنتاج عرض النبض الدقيق وفترة 20 مللي ثانية بالكامل في البرنامج. تُستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع في الروبوتات التعليمية ومشاريع الأتمتة الصغيرة.
تخيل أنك تقوم ببناء ذراع آلية صغيرة أو آلية توجيه سيارة يتم التحكم فيها عن بعد. أحد المشاريع الشائعة جدًا للمبتدئين هو إجراء عملية مسح مؤازرة ذهابًا وإيابًا. تولد وحدة MCU 51 نبضات متناوبة تبلغ 0.5 مللي ثانية و2.5 مللي ثانية لتحريك المؤازرة من 0 درجة إلى 180 درجة بشكل متكرر.
اتصال الأجهزة (بدون أسماء تجارية):
مضاعفاتVCC→ مصدر طاقة خارجي 5 فولت (ليس من منظم MCU أبدًا عندما يتحرك المؤازرة)
مضاعفاتأرض→ أرضية مشتركة مع MCU
مضاعفاتإشارة→ أي دبوس الإدخال/الإخراج (على سبيل المثال، P1.0)
> شديد الأهمية: يمكن للسيرفو المتوقف أو المتحرك أن يسحب 200-500 مللي أمبير أو أكثر. لا يمكن للمنظم الموجود على اللوحة 51 MCU (غالبًا 5V / 100mA) توفير ذلك. استخدم دائمًا مصدرًا منفصلاً بجهد 5 فولت/1 أمبير (أو أعلى) للمؤازرة، وقم بتوصيل الأرضية معًا.
فيما يلي مثال موجز باستخدام 51 MCU قياسي مع بلورة 12 ميجاهرتز. يستخدم الكود Timer 0 في وضع 16 بت لإنشاء تأخيرات دقيقة. (لا توجد مكتبات خاصة أو ملحقات خاصة بالعلامة التجارية مطلوبة.)
#يشملsbit servo_pin = P1^0; // دبوس الإشارة غير موقعة int High_time; // عرض النبض بالميكرو ثانية bit flag = 0; void timer0_init(void) { TMOD &= 0xF0; // مسح بتات وضع T0 TMOD |= 0x01; // المؤقت 0، الوضع 1 (16 بت) TH0 = 0xFC; // 1 مللي ثانية تأخير (12 ميجا هرتز كريستال: 1 مللي ثانية = 0xFC67) TL0 = 0x67 ؛ ET0 = 1; // تمكين المؤقت 0 المقاطعة EA = 1; // تمكين المقاطعة العامة TR0 = 1; // مؤقت البدء } void timer0_isr(void)interrupt 1 { TR0 = 0; // إيقاف مؤقت لإعادة التحميل الآمن if (!flag) { // مرحلة النبض العالية servo_pin = 1; // مؤقت التحميل لمدة عالية من الميكروثانية // 12 ميجا هرتز -> 1 ميكرو ثانية لكل دورة آلة؟ لا: كريستال 12 ميجاهرتز يعطي 1 ثانية لكل دورة؟ في الواقع 12 ميجا هرتز / 12 = 1 ميجا هرتز دورة التعليمات = 1 ميكروثانية. // لذا، نقوم بتحميل قيمة تحسب قيمة s عالية الوقت. إعادة تحميل int غير الموقعة = 65536 - High_time؛ TH0 = إعادة التحميل >> 8; TL0 = إعادة التحميل & 0xFF؛ العلم = 1؛ } else { // المرحلة المنخفضة (فترة 20 مللي ثانية المتبقية) servo_pin = 0; int غير الموقعة low_time = 20000 - High_time؛ إعادة تحميل int غير الموقعة = 65536 - low_time؛ TH0 = إعادة التحميل >> 8; TL0 = إعادة التحميل & 0xFF؛ العلم = 0؛ } TR0 = 1; } void set_angle(زاوية char غير موقعة) { // الزاوية: من 0 إلى 180 // زاوية الخريطة إلى 500 ميكروثانية (0 درجة) إلى 2500 ثانية (180 درجة) High_time = 500 + (زاوية)2000 / 180)؛ } void تأخير_ms(unsigned int ms) { unsigned int i, j; ل (ط = 0؛ ط ملحوظة: تفترض حسابات إعادة تحميل المؤقت بلورة بتردد 12 ميجاهرتز. اضبط الترددات الأخرى.*
الحالة 1 - اهتزاز المؤازرة أو عدم تحركها
تحقق من أن مصدر الطاقة الخارجي يمكن أن يوفر ذروة 1 أمبير على الأقل.
تحقق من الأرضية المشتركة بين المؤازرة وMCU.
استخدم راسم الذبذبات أو محلل المنطق لتأكيد عرض النبضة (0.5-2.5 مللي ثانية) والفترة (20 مللي ثانية).
الحالة 2 - يتم تشغيل الكود ولكن المؤازرة تذهب إلى أقصى الحدود فقط
قد يتم عكس التعيين من الزاوية إلى High_time. بدل 500 و 2500 إذا لزم الأمر.
تحتوي بعض الماكينات على نطاق أضيق (على سبيل المثال، 600-2400 ميكروثانية). اضبط وفقًا لذلك.
الحالة 3 - تتم إعادة ضبط MCU عندما يتحرك المؤازرة
يحدث هذا دائمًا تقريبًا بسبب تجويع الطاقة. أضف مكثفًا كبيرًا (470 درجة فهرنهايت أو أكثر) عبر خطوط طاقة المؤازرة ولا تقم مطلقًا بتشغيل المؤازرة من طرف VCC الخاص بوحدة MCU.
نعم، يمكن لوحدة التحكم الدقيقة 51 التحكم بشكل موثوق في محرك سيرفو قياسي.المفتاح هو استخدام مقاطعة مؤقت لإنشاء إشارة PWM المطلوبة بتردد 50 هرتز بالكامل في البرنامج، بالإضافة إلى مصدر طاقة منفصل للمؤازرة. لقد تم إثبات هذا النهج في الآلاف من مشاريع الهواة والمشروعات التعليمية، بدءًا من العروض التوضيحية الشاملة البسيطة وحتى روبوتات المشي متعددة الخدمات.
1. ابدأ بمؤازرة واحدةعلى لوحة تجارب باستخدام مصدر طاقة خارجي 5 فولت/2 أمبير (على سبيل المثال، بنك طاقة USB مزود بمنظم 5 فولت).
2. التحقق من التوقيتباستخدام محلل منطقي أو راسم ذبذبات غير مكلف قبل توصيل المؤازرة.
3. قم بإضافة المزيد من الماكينات تدريجيًا- بالنسبة إلى الماكينات من 4 إلى 8، فكر في استخدام برنامج تشغيل PWM منفصل (على سبيل المثال، وحدة ذات 16 قناة) ولكن لا يزال يتم التحكم فيه بواسطة I2C أو UART الخاص بـ 51 MCU.
4. للإنتاج أو المشاريع الحرجة للوقت، قم بحساب قيم إعادة تحميل المؤقت مسبقًا لكل زاوية مرغوبة لتقليل تشويش المقاطعة.
5. احرص دائمًا على توصيل الأرض المؤازرة وأرض MCU- وهذا هو الخطأ الوحيد الأكثر شيوعا.
باتباع هذه الإرشادات، ستنجح في دمج التحكم المؤازر في أي مشروع قائم على 51 دون الحاجة إلى أجهزة متخصصة.
وقت التحديث: 18-04-2026
