STM32步進(jìn)伺服電機(jī)梯形加速源程序單軸簡(jiǎn)易運(yùn)動(dòng)控制器

ID:82014 · 發(fā)表于 2018-4-26 12:32

步進(jìn)電機(jī)梯形加速程序

單片機(jī)源程序如下:

/*基于STM32的單軸簡(jiǎn)易運(yùn)動(dòng)控制器/脈沖發(fā)生器*/
/*脈沖+方向控制步進(jìn)伺服電機(jī)*/
/*
優(yōu)化記錄:
增加急停GPIOC.0、正向極限GPIOC.1、負(fù)向極限GPIOC.2等輸入IO接點(diǎn)
中斷修改TIMx_PSC一個(gè)寄存器的值，而不是修改TIMx_ARR預(yù)加載寄存器+TIMx_CCRx比較值寄存器兩個(gè)值，縮短中斷處理時(shí)間
定位指令DRVI/DRVA中，目標(biāo)頻率設(shè)定過高、而實(shí)際輸出脈沖數(shù)過少時(shí)，則不必加速到目標(biāo)頻率即進(jìn)入減速區(qū)
*/
/*
DRVI(A)；相對(duì)定位，輸出A(A取絕對(duì)值)個(gè)脈沖
A不能為0
若A為正數(shù)，則方向?yàn)檎PIOB.0為高電平
若A為負(fù)數(shù)，則方向?yàn)樨?fù)、GPIOB.0為低電平
DRVA(A) 絕對(duì)定位，輸出脈沖，運(yùn)行至A個(gè)脈沖的位置
若目標(biāo)位置A等于當(dāng)前位置D，則不執(zhí)行脈沖輸出
若A大于D 則方向?yàn)檎GGPIOB.5為高電平
若A小于D 則方向?yàn)樨?fù)GPIOB.5為低電平
GPIOB.1為脈沖輸出
GPIOB.0為方向輸出
占空比為50%
GPIOC.0急停
GPIOC.1正向極限
GPIOC.2反向極限
GPIOC.3
GPIOC.4
GPIOC.5
GPIOC.6
GPIOC.7啟動(dòng)
階梯曲線形式加減速
加減速時(shí)間以10毫秒為基本單位
加減速以每10毫秒為一級(jí)
例如
加減速時(shí)間為50毫秒，則加減速級(jí)數(shù)為50/10=5
加減速時(shí)間為100毫秒，則加減速級(jí)數(shù)為100/10=10
加減速時(shí)間為150毫秒，則加減速級(jí)數(shù)為150/10=15
*/
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#define MasterFrequency 0x100000//最高頻率限制100K
long Current; //當(dāng)前位置脈沖數(shù)
long Target; //目標(biāo)位置脈沖數(shù)
long StartSave; //定位指令剛開始啟動(dòng)時(shí)的當(dāng)前值
long DownStartSave; //開始進(jìn)入減速時(shí)的當(dāng)前值
typedef enum
{
OFF = 0,
ON = 1,
}STATUS_Type;
typedef enum
{
us=1,
ms=1000,
sce=1000000,
}DELAY_Type;
STATUS_Type RunFlag; //定位指令脈沖輸出執(zhí)行標(biāo)志
STATUS_Type StopCommand;//定位指令脈沖輸出停止命令標(biāo)志
STATUS_Type PlusMinus; //正負(fù)方向標(biāo)志
u32 StartFreq; //啟動(dòng)頻率
u32 TargetFreq; //目標(biāo)頻率
u32 UDTimer=1000; //加減速時(shí)間
u32 LadderFreq[102];
u16 LadderPSC[202]; //加減速0至9級(jí)速度/頻率預(yù)分頻值
u16 LadderNum; //加減速速度級(jí)數(shù)
u16 LadderOrderNum; //加減速速度編號(hào)
long LadderTarget[202]; //各速度等級(jí)目標(biāo)值
int m;
void MyTimer3_Init()//定時(shí)器3初始化
{
RCC->APB2ENR|=(1<<3)|(1<<0); //使能AFIO、GPIOB時(shí)鐘
GPIOB->CRL&=0xffffff00; //PB5
GPIOB->CRL|=0x000000a2; //配置PORTB.1為復(fù)用推挽輸出、配置PORTB.0為推挽輸出，輸出最大頻率2MHz 00B000a2
GPIOB->BRR=1<<0;
RCC->APB1ENR|=1<<1; //使能定時(shí)器TIMER3時(shí)鐘
TIM3->CR1|=1<<2; //設(shè)置只有計(jì)數(shù)溢出作為T3更新中斷
TIM3->DIER|=1<<0; //允許定時(shí)器3計(jì)數(shù)溢出中斷
MY_NVIC_Init(1,3,TIM3_IRQn,2);
TIM3->CCMR2&=~(3<<8); //T3_CH4通道配置為輸出模式
TIM3->CCMR2|=7<<12; //T3_CH4為PWM模式2
TIM3->CCER|=1<<12; //T3_CH4通道輸出使能
TIM3->PSC=71;
}
void Pluse_start()
{
RunFlag=ON; //脈沖輸出定位指令執(zhí)行標(biāo)志置ON
StartSave=Current;
LadderOrderNum=0;//加減速級(jí)數(shù)序號(hào)為0
TIM3->ARR=LadderPSC[0];
TIM3->CCR4=TIM3->ARR>>1; //匹配值1等于重裝值一半，是以占空比為50%
//delay_ms(2); //脈沖信號(hào)比方向信號(hào)滯后，以提高可靠性
TIM3->CR1|=1<<0; //啟動(dòng)定時(shí)器TIMER2計(jì)數(shù)
}
/*********************************************************************************
函數(shù)名稱：DRVI
函數(shù)功能：相對(duì)定位
入口參數(shù)：long offset相對(duì)偏移脈沖,u32 frequency最高頻率
返回值：無
*********************************************************************************/
void DRVI(long offset,u32 frequency)
{
u16 h;
u16 i;
u32 j;
if((offset!=0)&&(RunFlag==OFF)&&((GPIOC->IDR&0x01)==0))//相對(duì)偏移值為0則不接受命令，脈沖輸出已執(zhí)行，不接受命令
{
Target=Current+offset; //目標(biāo)值等于當(dāng)前值加上相對(duì)偏移值
if(frequency<StartFreq) //如果設(shè)定目標(biāo)頻率小于啟動(dòng)頻率
{
frequency=StartFreq;
}
else if(frequency>MasterFrequency)//否則如果設(shè)定目標(biāo)頻率高于最高限制頻率
{
frequency=MasterFrequency;
}
LadderNum=UDTimer/10;//加減速級(jí)數(shù)
j=(frequency-StartFreq)/LadderNum;//等差
for(i=0;i<LadderNum;i++)
{
LadderFreq[i]=i*j+StartFreq;//加減速各階梯頻率
LadderPSC[i]=(6000000/LadderFreq[i])-1;//加減速各階梯頻率對(duì)應(yīng)定時(shí)器預(yù)分頻值
}
LadderFreq[LadderNum]=frequency;//目標(biāo)頻率，最高頻率
LadderPSC[LadderNum]=6000000/frequency-1;//目標(biāo)頻率(最高頻率)對(duì)應(yīng)定時(shí)器預(yù)分頻值
if(offset>0)//相對(duì)偏移值為正數(shù)
{
GPIOB->BSRR=1<<0;//相對(duì)偏移值為正數(shù)，方向?yàn)檎较蛐盘?hào)高電平
PlusMinus=ON;//正負(fù)方向標(biāo)志置ON
LadderTarget[0]=Current+StartFreq/100;//加速第一段目標(biāo)脈沖值
for(i=1;i<LadderNum;i++)
{
LadderTarget[i]=LadderTarget[i-1]+LadderFreq[i]/100;//加速各段目標(biāo)脈沖值
}
while(offset<=((LadderTarget[LadderNum-1]-Current)<<1))//如果偏移量小于二倍加速增量
{
LadderNum--;//加速等級(jí)數(shù)減一頻率設(shè)定過高、實(shí)際輸出脈沖數(shù)過少的情況下不必加速至設(shè)定頻率，避免過沖
}
for(i=0,h=LadderNum<<1; i<LadderNum; i++,h--)
{
LadderPSC[h]=LadderPSC[i];//減速各段定時(shí)器重裝值
}
LadderTarget[LadderNum<<1]=Target;//減速最后一段目標(biāo)脈沖值
for(i=(LadderNum<<1)-1,h=0;i>LadderNum;i--,h++)
{
LadderTarget[i]=LadderTarget[i+1]-LadderFreq[h]/100;//減速各段目標(biāo)脈沖值
}
}
else//否則相對(duì)偏移值為負(fù)數(shù)
{
GPIOB->BRR=1<<0;//相對(duì)偏移值為負(fù)數(shù)，方向?yàn)樨?fù)，方向信號(hào)低電平
PlusMinus=OFF;//正負(fù)方向標(biāo)志OFF
LadderTarget[0]=Current-StartFreq/100;//加速第一段目標(biāo)脈沖值
for(i=1;i<LadderNum;i++)
{
LadderTarget[i]=LadderTarget[i-1]-LadderFreq[i]/100;//加速各段目標(biāo)脈沖值
}
while(offset>=((LadderTarget[LadderNum-1]-Current)<<1))//如果偏移量小于二倍加速增量
{
LadderNum--;//加速等級(jí)數(shù)減一頻率設(shè)定過高、實(shí)際輸出脈沖數(shù)過少的情況下不必加速至設(shè)定頻率，避免過沖
}
for(i=0,h=LadderNum<<1; i<LadderNum; i++,h--)
{
LadderPSC[h]=LadderPSC[i];
}
LadderTarget[LadderNum<<1]=Target;//減速最后一段目標(biāo)脈沖值
for(i=(LadderNum<<1)-1,h=0;i>LadderNum;i--,h++)
{
LadderTarget[i]=LadderTarget[i+1]+LadderFreq[h]/100;//減速各段目標(biāo)脈沖值
}
}
LadderTarget[LadderNum]=Target + Current - LadderTarget[LadderNum-1];
Pluse_start();//脈沖輸出正式啟動(dòng)
}
}
/*********************************************************************************
函數(shù)名稱：DRVA
函數(shù)功能：絕對(duì)定位
入口參數(shù)：long target目標(biāo)位置脈沖,u32 frequency最高頻率
返回值：無
*********************************************************************************/
void DRVA(long target,u32 frequency)//3200 2khz
{
u16 h;
u16 i;
u32 j;
long offset=target-Current;//
if((offset!=0)&&(RunFlag==OFF)&&((GPIOC->IDR&0x01)==0)) //目標(biāo)位置等于當(dāng)前位置，則不接受命令
{
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
Target=target; //目標(biāo)位置設(shè)定(等于參數(shù))
if(frequency<StartFreq) //如果設(shè)定目標(biāo)頻率小于啟動(dòng)頻率
{
frequency=StartFreq;
}
else if(frequency>MasterFrequency)//否則如果設(shè)定目標(biāo)頻率高于最高限制頻率
{
frequency=MasterFrequency;
}
LadderNum=UDTimer/10;//加減速級(jí)數(shù) 分成100級(jí)
j=(frequency-StartFreq)/LadderNum;//等差每個(gè)階段所加的頻率數(shù)
for(i=0;i<LadderNum;i++) //獲取每個(gè)階段的速度值
{
LadderFreq[i]=i*j+StartFreq;//加減速各階梯頻率每個(gè)階段的速度等級(jí)到J
LadderPSC[i]=(1000000/LadderFreq[i])-1;//加減速各階梯頻率對(duì)應(yīng)定時(shí)器初值
}
LadderFreq[LadderNum]=frequency;
LadderPSC[LadderNum]=1000000/frequency-1;//
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
if(offset>0)//目標(biāo)位置值大于當(dāng)前位置值
{
GPIOB->BSRR=1<<0;//則方向?yàn)檎较蛐盘?hào)高電平
PlusMinus=ON;//正負(fù)方向標(biāo)志置ON
LadderTarget[0]=Current+StartFreq/100;
for(i=1;i<LadderNum;i++)
{
LadderTarget[i]=LadderTarget[i-1]+LadderFreq[i]/100;
}
while(offset<=((LadderTarget[LadderNum-1]-Current)<<1))//如果偏移量小于二倍加速增量
{
LadderNum--;//加速等級(jí)數(shù)減一頻率設(shè)定過高、實(shí)際輸出脈沖數(shù)過少的情況下不必加速至設(shè)定頻率，避免過沖
}
for(i=0,h=LadderNum<<1; i<LadderNum; i++,h--)
{
LadderPSC[h]=LadderPSC[i];
}
LadderTarget[LadderNum<<1]=Target;//減速最后一段目標(biāo)脈沖值
for(i=(LadderNum<<1)-1,h=0;i>LadderNum;i--,h++)
{
LadderTarget[i]=LadderTarget[i+1]-LadderFreq[h]/100;//減速各段目標(biāo)脈沖值
}
}
else//否則目標(biāo)位置值小于當(dāng)前位置值，
{
GPIOB->BRR=1<<0;//則方向?yàn)樨?fù)，方向信號(hào)低電平
PlusMinus=OFF;//正負(fù)方向標(biāo)志OFF
LadderTarget[0]=Current-StartFreq/100;
for(i=1;i<LadderNum;i++)
{
LadderTarget[i]=LadderTarget[i-1]-LadderFreq[i]/100;
}
while(offset>=((LadderTarget[LadderNum-1]-Current)<<1))//如果偏移量小于二倍加速增量
{
LadderNum--;//加速等級(jí)數(shù)減一頻率設(shè)定過高、實(shí)際輸出脈沖數(shù)過少的情況下不必加速至設(shè)定頻率，避免過沖
}
for(i=0,h=LadderNum<<1; i<LadderNum; i++,h--)
{
LadderPSC[h]=LadderPSC[i];
}
LadderTarget[LadderNum<<1]=Target;//減速最后一段目標(biāo)脈沖值
for(i=(LadderNum<<1)-1,h=0; i>LadderNum; i--,h++)
{
LadderTarget[i]=LadderTarget[i+1]+LadderFreq[h]/100;//減速各段目標(biāo)脈沖值
}
}
LadderTarget[LadderNum]=Target + Current - LadderTarget[LadderNum-1];//勻速段目標(biāo)位置/進(jìn)入減速時(shí)位置數(shù)組元素60
Pluse_start();//脈沖輸出正式啟動(dòng)
}
}
/*********************************************************************************
函數(shù)名稱：SLOPE
函數(shù)功能：斜坡設(shè)置(坡度斜率設(shè)置) 限定啟動(dòng)頻率在100---1000之間限制時(shí)間在50---1000
入口參數(shù)：u32 frequency啟動(dòng)頻率,u32 timer加減速時(shí)間
返回值：無
*********************************************************************************/
void SLOPE(u32 frequency,u32 timer)//200hz 600
{
if(frequency<100)
{
StartFreq=100;
}
else if(frequency>1000)
{
StartFreq=1000;
}
else
{
StartFreq=frequency;
}//啟動(dòng)頻率設(shè)置大于等于100小于等于1000
if(timer<50)
{
UDTimer=50;
}
else if(timer>1000)
{
UDTimer=1000;
}
else
{
UDTimer=(timer/10)*10; //取整數(shù)
}//加減速時(shí)間設(shè)置大于等于50小于等于1000，且為整十?dāng)?shù)
}
void TIM3_IRQHandler() //定時(shí)器3全局中斷函數(shù)
{
long temp;
if(TIM3->SR&0x0001)
{
if(PlusMinus==ON)
{
temp=Current;
//如果方向?yàn)檎?dāng)前值加一
temp++;
Current=temp;
}
else
{
temp=Current;
temp--; //否則方向?yàn)樨?fù)，當(dāng)前值減一
Current=temp;
}
if(Current==LadderTarget[LadderOrderNum])
{
if(LadderOrderNum< (LadderNum<<1))
{
LadderOrderNum++;
TIM3->PSC=LadderPSC[LadderOrderNum];
}
else
{
TIM3->CR1&=~(1<<0);
TIM3->CNT=0x0000;
RunFlag=OFF;
}
}
TIM3->SR=0x0000;
}
}
void Variable_Init()
{
Target=0;//目標(biāo)位置脈沖值
Current=0;//當(dāng)前位置脈沖值
RunFlag=OFF;//脈沖定位指令執(zhí)行標(biāo)志
StopCommand=OFF;//定位指令脈沖輸出停止命令標(biāo)志
}
void PAUSE()
{
while(RunFlag==ON);
}
int main(void)
{
// Stm32_Clock_Init(9);
//delay_init(72);
MyTimer3_Init(); //定時(shí)器2初始化
Variable_Init(); //變量初始化
SLOPE(200,600); //啟動(dòng)頻率200Hz，加減速時(shí)間600毫秒斜率設(shè)置
DRVA(1200,4000);
while(1)
{
//以2KHz頻率前進(jìn)3200脈沖當(dāng)量距離
// //PAUSE(); //等待脈沖輸出執(zhí)行完畢
// delay_ms(500);
// DRVA(0,20000); //以2KHz頻率前進(jìn)3200脈沖當(dāng)量距離
// PAUSE(); //等待脈沖輸出執(zhí)行完畢
// delay_ms(500);
}
}

復(fù)制代碼

所有資料51hei提供下載:

步進(jìn)電機(jī)寄存器版本.zip (698.35 KB, 下載次數(shù): 187)

ID:445569 · 發(fā)表于 2019-2-2 11:08

學(xué)術(shù)型

ID:138247 · 發(fā)表于 2019-9-9 11:34

感謝分享，非常有幫助。。

ID:245179 · 發(fā)表于 2019-10-21 16:56

寫的不錯(cuò)，已分享使用

ID:334838 · 發(fā)表于 2019-10-24 15:11

學(xué)習(xí)下，正好需要做電機(jī)控制

ID:626923 · 發(fā)表于 2019-10-28 22:31

學(xué)習(xí)下

ID:579837 · 發(fā)表于 2019-12-18 00:01

最近正在學(xué)習(xí)電機(jī)控制，謝謝分享

ID:236035 · 發(fā)表于 2019-12-20 10:51

謝謝樓主分享，這是個(gè)弱項(xiàng)，還沒搞過項(xiàng)目。

ID:353855 · 發(fā)表于 2020-2-9 18:19

感謝分享，非常有幫助。。

ID:353855 · 發(fā)表于 2020-2-18 16:21

寫的不錯(cuò)，已分享使用

ID:25103 · 發(fā)表于 2020-7-16 12:12

仿真好像不能用，請(qǐng)教樓主，謝謝！

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