Управление шаговыми двигателями через USB порт.

Реализация связи ПК с внешним устройством через USB порт сложнее чем такая же реализация через LPT порт (даже не смотря на наличие готовых библиотек (например v-usb и libusb используемых в данном случае как самые простые для начинающих) для написания программ) но использование USB в данном случае всё же предпочтительнее, в первую очередь это связано с распространённостью USB. Информации из предыдущих статей (включение светодиода через usb, usb светофор) достаточно для реализации управления шаговыми двигателями через USB, рассмотрим схему:

Рисунок 1 - Управление шаговыми двигателями через USB порт

Последовательно с диодами VD1, VD2 очень желательно поставить предохранитель (например на 500мА) для защиты порта от короткого замыкания.
Шаговые двигатели управляются микроконтроллером через драйверы L293DD. Эти драйверы можно использовать только для маломощных шаговых двигателей каждая обмотка которых потребляет ток не более 600 мА. Для более мощных шаговых двигателей можно применить более мощные драйверы или самодельный драйвер на транзисторах. При управлении маломощными шаговыми двигателями также можно использовать простой способ управления:

Рисунок 2 - Простой способ управления шаговым двигателем

Можно получить большее количество шагов если использовать другой способ. Ранее также упоминалось о том что программу управляющую драйвером лучше хранить в микроконтроллере а на компьютере лучше хранить программу задающую направление и скорость вращения ротора двигателя из за того что на компьютере труднее реализовать точные таймеры для управления двигателем, однако при использовании библиотеки v-usb возникают некоторые трудности с использованием прерываний (они должны иметь более низкий приоритет по сравнению с прерываниями участвующими в связи микроконтроллера с usb) но эти трудности, при желании, легко решаются. Если высокая скорость работы шаговых двигателей не требуется то можно реализовать основную логику работы двигателя (см. рисунок 2) на компьютере к тому же если микроконтроллеру оставить простую задачу вывода на порты принятой информации можно уменьшить объём памяти занимаемой программой в микроконтроллере (для ATmega8 это не критично т.к. реализация связи (при использовании v-usb) занимает не более 2 кб а в ATmega8 всего доступно 8кб) и сократить количество перезаписей программы в микроконтроллер т.к. основная логика всё же в компьютере то экспериментировать со способами управления проще. Программу для микроконтроллера также как и в предыдущий раз будем писать переделывая готовый пример поставляемый вместе с v-usb рассмотрим код:

Для вывода используются: весь порт C, весь порт B, биты 7,6,5 порта D. На всякий случай для ввода (для отправки информации на ПК) используется бит 3 порта D. Биты 0 и 1 порта D не трогаются т.к. они (судя по строкам DBG2(0x02, 0, 0); DBG1(0x01, 0, 0); DBG1(0x50, &rq->bRequest, 1);) используются для связи по UART для отладки. Итого получается можно управлять 3мя шаговыми двигателями, ещё останется 3 бита для управления чем нибудь ещё и один бит на всякий случай для обратной связи. Для управления всем достаточно 2 байт, первый бит первого байта соответствует выводу 28, второй бит первого байта выводу 27, далее аналогично до вывода 23 потом начиная с 19 до 12. Компилируется как обычно (см. пред. статьи) командой make. Пример команды для прошивки hex файла (расположенного в корне диска C) в микроконтроллер через LPT:

avrdude -c stk200 -P lpt1 -p m8 -U lfuse:w:0x9f:m -U hfuse:w:0xc9:m -U flash:w:main.hex

Ещё раз напомню что при прошивке важно правильно установить фюзы, это и является одной из причин реже перепрограммировать микроконтроллер для чего и вынесена основная логика на ПК.

 Код для ПК длинный поэтому приводится не будет но его можно скачать здесь. Напомню что для работы программы использующей libusb необходимо чтобы на компьютере (или другом устройстве) который связывается через USB с микроконтроллером был установлен драйвер фильтра.

  КАРТА БЛОГА (содержание)