stm32控制步進電機加減速

　　實習公司項目須要控制步進電機，電機方面主要包括控制運動、加減速、限位。下面介紹一下在電機控制方面的心得，因爲對於電機的控制不須要很精確，而且自身能力有限，相比於大牛有很大的差距。

1.須要實現的功能

　　主要是控制滑塊的運動，開始運動時須要加速，當穩定在最高速度時勻速運動，檢測到下端限位信號時，開始減速直到中止，而後進行反向加速，勻速，檢測到上端限位時中止運動。

　　加速——勻速——減速——中止——反向——加速——勻速——中止

2.硬件部分

　　本次電機爲兩相四線步進電機，兩相：電機有兩個線圈（繞組），四線：電機有四根線，通常是A+ A- B+ B-。有些電機不會標註出線的極性，其實能夠用萬用表測，短接的就是同一個繞組，或者短接以後電機轉動很費力，也表明是同一個繞組。

• 驅動

　　電機的運動須要較大的電流，這取決於電機自己和負載，因此一般須要驅動芯片。並且驅動芯片能夠實現許多附加的功能，包括細分、休眠、保護等。本次採用的是DRV8825驅動芯片模塊。模塊的介紹圖如圖所示：

 　　引腳介紹：

　　1.ENABLE/：使能引腳，高電平中止工做，低電平正常工做；

　　2.M0-M2：表明細分，最大能夠達到32細分，這部分能夠參考datasheet；

　　3.RESET/  、SLEEP/：低電平會休眠和復位，所以電機正常工做時，兩個引腳接高電平；

　　4.STEP：最重要的引腳，經過單片機給這個引腳PWM信號，控制電機運動；

　　5.DIR：0和1控制電機方向；

　　6.VMOT：供電引腳，通常用12-20V就能夠了；

　　7.B2-A1：接電機四根線；

　　8.FAULT/：接高電平工做；

• 光電限位

　　光電限位採用的反射型，型號爲sy1200，感應距離爲1-4mm，當沒有遮擋時，輸出低電平；有遮擋時，表明有光反射回來，輸出高電平；測試過程當中，發現最好採用白色的平面反射，效果更好。

 

3.軟件部分

　　軟件主要就是經過stm32輸出PWM脈衝，脈衝的頻率決定了電機的速度。

 

　　PWM經過定時器產生，決定頻率的主要是arr重裝載值，以及psc預分頻值。最終輸出的PWM頻率爲72000k/(arr*psc)。

• 加減速

　　因爲須要作到加減速，也就意味着PWM的頻率是改變的，所以arr的值須要改變。參考網上對於加減速的一些方法：主要有T型加減速和S型加減速，實現方法有公式法或者查表法。因爲公式法比較麻煩，就直接採用了查表法。因此根據須要的頻率，計算出不一樣頻率下的arr值，寫到數組裏，就能夠實現頻率的改變。不過這種方法下，頻率的改變是根據時間作線性或者S型變化，這種方法對嗎？仍是根據步數來改變？　　　　

　　S型加減速：

 

 

 　　T型加速就是勻加速，固定加速度。S型加速須要根據公式計算，詳細說明以下：

 

 

 其中Fcurrent表明某個點的頻率：Fmin表明最小頻率；Fmax表明最大頻率；Flexible爲S曲線區間係數，越大表明壓縮的最厲害，中間（x座標0點周圍）加速度越大；越小越接近勻加速。理想的S曲線的取值爲4-6；num：頻率點/2；

例如想要從1kHz加速到40kHz，中間通過40個點，Fmin=1kHz，Fmax=40kHz，num=40/2=20，最後經過excel計算出各個頻率值，能夠發如今末端的加速是很是緩慢的，中間加速比較大。問題就是，初始速度並非1khz了，他取決於係數的取值，取6時，初始速度就越小。

軟件中實現：

採用定時器3輸出PWM脈衝，定時器2用於計數中斷（更精確的控制能夠經過定時器2來計算出給出多少個脈衝，也就是電機運動的步數，那樣的話就能夠精確控制電機運動，造成開環反饋）

// 加減速實現部分
void TIM2_IRQHandler(void) // { if(TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET) //  { TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); //  time++; if(time>=35)//  { time=0; //每x個週期進入定時後，對time進行清零，而後從新進行累加 if(jiasu==1) //加速狀態  { n=n+1; fre=freq[n]; } if(jiasu==0) //減速狀態，檢測到下端的限位後進行減速，此時的n應該等於加速以後的最大值，也就是頻率最大的時候，接下來進行遞減，速度下降  { n=n-1; fre=freq[n]; } if(n>=38)//  { n=38; } if(n<=0) //根據前面速度遞減，當減到第一個數時，速度已經降到了1k，可讓電機開始中止而後轉向  { GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6); // 拉高步進電機的enable，中止運動  DIR0=!DIR0; //轉向 delay_ms(100); n=0; fre=freq[n]; jiasu=1; GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6); // 轉向以後拉低電機的enable，開始運動  } TIM3_PWM_Init(fre,9); TIM_SetCompare4(TIM3,fre/2);// 改變TIM3的輸出頻率，從而改變電機的速度  } } }