الدعم الفني
تم النشر 2026-02-24
اللعب معمضاعفات: من البدء إلى القتال الفعلي مع 51 MCU، ستساعدك هذه المقالة!
هل تفكر في إضافة "مفصل" يمكنه التأرجح بدقة إلى منتجك المبتكر؟ يبدو جهاز التوجيه احترافيًا للغاية، ولكنه في الواقع ليس بالصعوبة التي تظنها. يعد توصيله بشكل خاص بوحدة التحكم الدقيقة 51 الكلاسيكية طريقًا ممتازًا لصانعي المستوى المبتدئ. عندما اتصل به العديد من الأصدقاء لأول مرة، كان أكبر صداع هو أنهم لم يتمكنوا من معرفة كيفية تحركه وكيف يمكنني استخدام الكود للتحكم فيه. لا تقلق، سنتحدث عنها بالتفصيل اليوم، وسأتأكد من شعورك بالثقة بعد قراءتها.
وبعبارة صريحة، فإنمضاعفاتيشبه "الحارس الدوار الصغير" المطيع بشكل خاص. إنه يدمج المحرك، تروس التخفيض ودائرة التحكم. أنت تخبره بالزاوية التي يجب أن يتجه إليها، وسيعمل جاهداً للوصول إلى هذا الوضع والتوقف بثبات.
يتم نقل هذا الأمر من خلال إشارة تسمى PWM (تعديل عرض النبض). يمكنك اعتبارها نبضة متكررة عالية ومنخفضة المستوى، وعرض النبضة، أي مدة المستوى العالي، هو "إشارة العمل" لجهاز التوجيه.
شائعمضاعفاتs، مثل الماكينات الصغيرة مثل SG90، تتعرف على النبضات بفترة 20 مللي ثانية. ومن بينها، يتوافق وقت المستوى العالي البالغ حوالي 1.5 مللي ثانية مع الموضع الأوسط (90 درجة). عندما يتغير عرض النبضة بين 0.5 مللي ثانية و 2.5 مللي ثانية، فإن محور المؤازرة سوف يدور في نطاق من 0 إلى 180 درجة. كلما كان عرض النبض الذي تعطيه أكثر دقة، كلما كان دورانه أكثر دقة.
لن يقوم المتحكم الدقيق 51 نفسه بإخراج إشارة عرض النبض الدقيقة هذه مباشرة، ولكن يمكننا "محاكاتها" من خلال البرمجة. وهذا يتطلب استخدام المؤقت الموجود داخل المتحكم الدقيق، وهو "مؤقت" دقيق للغاية.
يمكننا ضبط المؤقت لإنشاء مقاطعة كل 10 ميكروثانية أو 100 ميكروثانية. في برنامج خدمة المقاطعة نستخدم متغير للعد، وحسب قيمة هذا العداد نقوم بتغيير مستوى منفذ الإدخال والإخراج (مثل P1.0) المتصل بالسيرفو.
على سبيل المثال، لإخراج مستوى عالٍ لمدة 1.5 مللي ثانية، إذا تمت مقاطعة المؤقت مرة واحدة كل 100 ميكروثانية، فيجب الحفاظ على المستوى العالي لمدة 15 مقاطعة. بهذه الطريقة، يمكننا "تجميع" موجة PWM التي يمكن للسيرفو التعرف عليها. قد يبدو الأمر مربكًا بعض الشيء عندما تبدأ في كتابة التعليمات البرمجية لأول مرة، ولكن بمجرد نجاحك في تصحيح الأخطاء بنفسك، فإن الشعور بالإنجاز لا مثيل له.
هناك أنواع عديدة من الماكينات في السوق. يعتمد اختيار "الشريك" للميكروكونترولر 51 بشكل أساسي على نقطتين: جهد العمل ومتطلبات الإشارة. الأكثر استخدامًا هي الماكينات التناظرية مثل SG90. متطلبات الإشارة الخاصة بهم هي PWM القياسي الذي ذكرناه أعلاه، وهو ودود للغاية.
تعمل هذه الماكينات عادةً بجهد 5 فولت، وهو ما يطابق تمامًا جهد التشغيل القياسي لوحدة التحكم الدقيقة 51. هل يمكنني استخدام برنامج تشغيل منفذ الإدخال والإخراج (IO) الخاص بوحدة التحكم الدقيقة مباشرةً؟ من الأفضل عدم القيام بذلك، لأن التيار عند عمل المؤازرة يكون كبيرًا نسبيًا، مما سيؤدي إلى تلف منافذ المتحكم الدقيق.
الطريقة الأكثر أمانًا هي استخدام الصمام الثلاثي أو شريحة تحويل المستوى المتخصصة للعزل. يقوم منفذ الإدخال والإخراج (IO) الخاص بوحدة التحكم الدقيقة بإخراج إشارة تحكم إلى دائرة القيادة، ثم "تأمر" دائرة القيادة جهاز التوجيه بالتدوير. بهذه الطريقة، يكون المتحكم الدقيق مسؤولًا فقط عن إخراج تعليمات "الدماغ"، تاركًا العمل الشاق لجزء السائق، مما يجعل النظام أكثر استقرارًا وموثوقية.
عندما يقوم العديد من الأصدقاء بتشغيل المؤازرة للمرة الأولى، قد يجدون أنه يهتز بعنف أو يستجيب بنصف نبضة أبطأ. هذه على الأرجح مشكلة في مصدر الطاقة. لا يمكن التقليل من التأثير الحالي عند بدء تشغيل المؤازرة وقفلها. إذا كان مصدر الطاقة غير كافٍ، فسيتم سحب الجهد الكهربي للأسفل، مما يتسبب في إعادة ضبط وحدة التحكم الدقيقة أو عمل المؤازرة بشكل غير طبيعي.
الحل بسيط: قم بتشغيل المؤازرة بشكل منفصل! استخدم مصدر طاقة 5 فولت عالي الجودة وقم بتوصيل أرض الطاقة (GND) وأرض وحدة التحكم الدقيقة معًا للتأكد من أن لديهم إمكانات مرجعية مشتركة. ثم يمكن فصل مصدر الطاقة الخاص بوحدة التحكم الدقيقة ومصدر الطاقة الخاص بالمؤازرة لتجنب التداخل بشكل فعال.
تأكد أيضًا من أن فترة PWM لديك مستقرة تمامًا عند 20 مللي ثانية. إذا تم حظر البرنامج بسبب مهام أخرى، مما تسبب في عدم دقة فترة النبض، فسوف يهتز السيرفو أيضًا. إن التأكد من أن أولوية مقاطعة المؤقت عالية بدرجة كافية هو المفتاح لتوليد إشارة مستقرة.
أريد أن يتحول المؤازرة ببطء من 0 درجة إلى 180 درجة ثم يعود مرة أخرى. كيف يجب أن أكتب الكود؟ يمكننا تحديد زاوية وظيفة رسم خرائط عرض النبض. على سبيل المثال، 0 درجة تقابل مستوى عالٍ يبلغ 0.5 مللي ثانية، و180 درجة تقابل 2.5 مللي ثانية. ثم 90 درجة هي 1.5 مللي ثانية.
في الحلقة الرئيسية، يمكننا استخدام حلقة for لزيادة متغير الزاوية من 0 إلى 180، وإعادة ضبط قيمة مقارنة PWM في كل مرة تتغير فيها بدرجة واحدة. لاحظ أنه يجب ترك القليل من الوقت بين كل زاوية حتى يدور المؤازرة فعليًا، مثل تأخير قدره 15-20 مللي ثانية. بهذه الطريقة يبدو العمل متماسكًا وسلسًا.
لكي تكون أكثر مرونة، يمكنك تغليف التحكم في المؤازرة في وظيفة، مثلالفراغ (زاوية شار)، قم بتمرير قيمة الزاوية، وسيتم حساب معلمات PWM وتحديثها تلقائيًا داخل الوظيفة. بهذه الطريقة، إذا كنت تريد التحكم في الإجراء الذي سيتم اتخاذه لاحقًا، مثل رفع الذراع أو تدوير الكاميرا، فما عليك سوى استدعاء هذه الوظيفة، وسيصبح البرنامج الرئيسي منعشًا للغاية.
عندما يتطلب مشروعك التحكم في العديد من الماكينات في نفس الوقت، مثل صنع ذراع آلية متعددة درجات الحرية، تكون الأمور أكثر تعقيدًا بعض الشيء. نظرًا لأن المتحكم الدقيق 51 لديه موارد محدودة، فمن المستحيل تجهيز كل سيرفو بجهاز PWM مستقل للأجهزة.
ولكن لا تقلق، فلا يزال بإمكاننا استخدام برامج المحاكاة. لا تزال الفكرة الأساسية هي استخدام مفهوم "شريحة الوقت" في مقاطعة المؤقت. على سبيل المثال، قمنا بتعيين فترة 10 مللي ثانية، وخلال هذه الفترة، يقوم كل جهاز بإخراج عرض النبض المطلوب بدوره. بعد معالجة نبض المؤازرة الأولى، قم بالتبديل فورًا إلى خرج النبض للمؤازرة الثانية.
يتطلب هذا أن تكون وظيفة معالجة مقاطعة المؤقت لديك فعالة للغاية ولا يمكنها إجراء تأخيرات أو حسابات معقدة فيها. الطريقة المعتادة هي إنشاء مصفوفة لتخزين عرض النبض المستهدف الحالي لكل جهاز. في المقاطعة، تحقق من الجدول لتعيين منفذ الإدخال/الإخراج وفقًا للرقم التسلسلي للخادم الموجود حاليًا في الخدمة، وتوقيته بدقة. بهذه الطريقة، يمكن لمؤقت واحد إدارة العديد من الماكينات "بشكل منفصل". وعلى الرغم من أنه لا يمكن تحريكهما بالكامل في نفس الوقت، إلا أن العين البشرية لا تستطيع اكتشاف هذا الفارق الزمني الضئيل.
بعد رؤية ذلك، هل لديك بالفعل فكرة واضحة عن كيفية استخدام المتحكم الدقيق 51 للتحكم في المؤازرة؟ من المبدأ إلى الاختيار إلى تنفيذ التعليمات البرمجية، كل خطوة مثيرة للاهتمام حقًا. إذا كانت لديك فكرة في متناول اليد الآن، فيمكنك أيضًا تشغيل جهاز الكمبيوتر الخاص بك، وإخراج لوحة تطوير وحدة التحكم الدقيقة، ومحاولة توصيلها بنفسك. إن الشعور الرائع عندما يدور المؤازرة بدقة تحت أمر الكود الخاص بك لأول مرة هو متعة الإبداع.
أريد أن أسألك، ما هو نوع الأداة التي ترغب في تجميعها باستخدام مؤازرة ووحدة تحكم دقيقة؟ هل هي أداة تتتبع ضوء الشمس تلقائيًا، أم روبوت صغير يمكنه الرسم؟ مرحبًا بك في ترك رسالة في منطقة التعليق لمشاركة أفكارك. دعونا نتواصل معًا وربما نتمكن من خلق شرارات أفضل! إذا كانت هذه المقالة مفيدة لك، فتذكر الإعجاب بها ومشاركتها مع المزيد من الأصدقاء الذين يحتاجون إليها.
وقت التحديث:2026-02-24
