单片机控制电机
Time:2023-06-01 07:51:15
关于单片机控制电机的问题，我们总结了以下几点，给你解答：
单片机控制电机
STM32控制步进电机
电机方面主要包括控制运动、加减速、限位。下面介绍一下在电机控制方面的心得，由于对于电机的控制不需要很精确，并且自身能力有限，相比于大牛有很大的差距。
实现功能主要是控制滑块的运动，开始运动时需要加速，当稳定在最高速度时匀速运动，检测到下端限位信号时，开始减速直到停止，然后进行反向加速，匀速，检测到上端限位时停止运动。
加速——匀速——减速——停止——反向——加速——匀速——停止
硬件部分本次电机为两相四线步进电机，两相：电机有两个线圈（绕组），四线：电机有四根线，一般是A+ A- B+ B-。有些电机不会标注出线的极性，其实可以用万用表测，短接的就是同一个绕组，或者短接之后电机转动很费力，也代表是同一个绕组。
驱动电机的运动需要较大的电流，这取决于电机本身和负载，所以通常需要驱动芯片。而且驱动芯片可以实现许多附加的功能，包括细分、休眠、保护等。本次采用的是DRV8825驱动芯片模块。模块的介绍图如图所示：
引脚介绍：
ENABLE/：使能引脚，高电平停止工作，低电平正常工作；M0-M2：代表细分，最大可以达到32细分，这部分可以参考datasheet；RESET/ 、SLEEP/：低电平会休眠和复位，因此电机正常工作时，两个引脚接高电平；STEP：最重要的引脚，通过单片机给这个引脚PWM信号，控制电机运动；DIR：0和1控制电机方向；VMOT：供电引脚，一般用12-20V就可以了；B2-A1：接电机四根线；FAULT/：接高电平工作；光电限位光电限位采用的反射型，型号为sy1200，感应距离为1-4mm，当没有遮挡时，输出低电平；有遮挡时，代表有光反射回来，输出高电平；测试过程中，发现最好采用白色的平面反射，效果更好。
3软件部分
软件主要就是通过stm32输出PWM脉冲，脉冲的频率决定了电机的速度。
PWM通过定时器产生，决定频率的主要是arr重装载值，以及psc预分频值。最终输出的PWM频率为72000k/(arr*psc)。
加减速由于需要做到加减速，也就意味着PWM的频率是改变的，因此arr的值需要改变。参考网上对于加减速的一些方法：主要有T型加减速和S型加减速，实现方法有公式法或者查表法。由于公式法比较麻烦，就直接采用了查表法。所以根据需要的频率，计算出不同频率下的arr值，写到数组里，就可以实现频率的改变。不过这种方法下，频率的改变是根据时间做线性或者S型变化，这种方法对吗？还是根据步数来改变？
S型加减速：T型加速就是匀加速，固定加速度。S型加速需要根据公式计算，详细说明如下：
其中Fcurrent代表某个点的频率：Fmin代表最小频率；Fmax代表最大频率；Flexible为S曲线区间系数，越大代表压缩的最厉害，中间（x坐标0点周围）加速度越大；越小越接近匀加速。理想的S曲线的取值为4-6；num：频率点/2；
例如想要从1kHz加速到40kHz，中间经过40个点，Fmin=1kHz，Fmax=40kHz，num=40/2=20，最后通过excel计算出各个频率值，可以发现在末端的加速是非常缓慢的，中间加速比较大。问题就是，初始速度并不是1khz了，它取决于系数的取值，取6时，初始速度就越小。
软件中实现：
采用定时器3输出PWM脉冲，定时器2用于计数中断（更精确的控制可以通过定时器2来计算出给出多少个脉冲，也就是电机运动的步数，那样的话就可以精确控制电机运动，形成开环反馈）
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单片机驱动mos管，用PWM控制，调节占空比 可 改变 马达转速。
用pwm
一． 带注释软件清单 ;==========使用单元设定========== //..................................使用单元设定 dis0 equ 30h dis1 equ 31h dis2 equ 32h dis3 equ 33h led equ 34h tm1 equ 35h; tm2 equ 36h; intv bit 37h;中断标志 thx equ 38h;定时脉宽高电平 cishu equ 39h first bit 41h; 检测加减是否第一次按下 set1 bit 42h setz0 equ 43h;设定当前设定值setz0~setz3 setz1 equ 44h setz2 equ 45h setz3 equ 46h tm3 equ 47h; 循环次数单元 jia1 bit 48h; 单步加标志 lianjia bit 49h; 连加标志 jian1 bit 50h; 单步减标志 lianjian bit 51h; 连减标志 setdata equ 52h; 设定速度暂存单元 realdata equ 53h; 实测速度暂存单元 yk1 equ 54h; 上次输出数据暂存单元 kp equ 56h;比例系数 ki equ 57h;积分系数 ek equ 58h;设定值和实测值的差值 ek1 equ 59h;上次的ek值 output equ 60h; ek2 equ 61h;ek-ek1的值 onpress bit 62h;判定enter键是否弹起标志 tms equ 63h;闪烁时长 shan bit 64h; 闪烁标志 ;==========主程序========== org 0000h sjmp main org 0013h;外部中断1入口地址 ajmp inx1 org 001bh;定时器t1中断入口地址 ajmp itx1 org 0070h main: mov sp,#70h;设定堆栈指针入口地址 acall init;调用初始化程序 m1: jb set1,flash;当前为设置状态则跳到闪烁显示模块 acall disp; 否则为一般显示 sjmp nextt flash: acall disp1 nextt: acall delay;调用按键延时程序 acall m2;调用按键程序 djnz cishu,m1;第隔100ms刷新一下实测值 mov cishu,#20 acall control;调用控制调速模块 sjmp m1 //==========初始化模块========== init:mov dptr,#0fd00h ;设置pa、pb为输出口，pc为输入口 mov a,#03h movx @dptr,a mov tmod,#21h ;定时器/计数器t1为方式2，定时器/计数器t0为方式1 mov tl0,#00h ; 定时器/计数器t0赋初值#00h mov th0,#00h mov thx,#0bbh ;输出单元赋初值#0bbh，即脉冲高电平宽度 mov th1,thx mov tl1,thx setb tr1 ;启动定时器/计数器t1 setb tr0 ; 启动定时器/计数器t0 setb et1 ;允许定时器/计数器t1溢出中断 setb ex1 ;允许外部中断1中断 setb it1 ;选择边沿触发 setb ea ;cpu开中断 setb 07h; setb shan clr 11h;检测是否成功 mov led,#7fh
单片机控制电机正反转
用单片机控制直流电机的正反转，停转如图：
单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存滑色照储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业雨要就普信控制领域广泛应用。
参考资料：