Arduino多軸步進電機聯動進行直線圓弧插補源程序

ID:276685 · 發表于 2022-4-28 23:45

電機驅動兼容市面上大多數脈沖控制器。

這個程序的初衷是用來學習3d打印機的運動原理，理論上可以實現n軸聯動，通過bresenham實現直線插補再采用直線來逼近圓弧，
更多細節大家可以自行百度科普，程序主要思路如下，通過定時器1來實現步進電機發送脈沖，主程序實現緩沖區寫入，這樣后臺的電機可以不間斷運動，且少量阻塞主程序。速度控制可以通過改變定時器頻率，目前程序中未實現。

實驗結論：

bresenham對于小內存芯片非常友好，但會造成步進脈沖不均勻，還有一個辦法就是求脈沖的最小被公倍數然后進行時間的插補。

向其他芯片移植只需更改io操作命令即可->

#ifndef _BUFFER_HPP_
#define _BUFFER_HPP_
#include <Arduino.h>
#include "motor.hpp"
#define BLOCK_BUFFER_SIZE 18
#define N_ARC_CORRECTION 25
#define MM_PER_ARC_SEGMENT 2
#define N_AXIS 4
#define E_AXIS 1
#define X_AXIS 0
#define Y_AXIS 1
#define Z_AXIS 2
#define E0_AXIS 3
typedef struct
{
unsigned long step_event_count; //完成這個block所需走的步數，steps_x, steps_y, steps_z, steps_e的最大值
long accelerate_until; //梯形曲線中的加速距離，單位steps
long decelerate_after; //加速和勻速的距離，單位steps
long acceleration_rate; //加速率，用來計算加速度
long steps[N_AXIS]; //每個坐標軸所需走的步數
bool motor_dir[N_AXIS]; //這個block的方向位，“1”反向，“0”正向，每一個位代表一個軸的方向
unsigned char active_extruder; //所用到的有效的擠出頭
float nominal_speed; //額定速度，即梯形曲線的勻速階段的速度
float entry_speed; //進入速度，即從上一個block進入到這個block的速度
float max_entry_speed; //最大進入速度，進入速度不能超過這個值
float millimeters; //總路程，單位mm
float acceleration; //加速度，單位mm/sec^2
unsigned char recalculate_flag; //連接處重新計算梯形速度曲線的標志
unsigned char nominal_length_flag; //能達到額定速度的標志
// Settings for the trapezoid generator梯形速度曲線產生器的設置參數
unsigned long nominal_rate; //這個block的單位為steps/sec的額定速度
unsigned long initial_rate; //梯形曲線的初始速度/進入速度，單位steps/sec
unsigned long final_rate; //梯形曲線的退出速度，單位steps/sec
unsigned long acceleration_st; //單位為steps/sec^2的加速度
unsigned long fan_speed; //風扇速度
//volatile char busy;//正在處理這個block的標志位，“1”表示正在執行這個block
} block_t;
uint8_t plan_next_block_index(uint8_t block_index);
uint8_t plan_check_full_buffer();
bool plan_can_read();
void plan_reset();
void plan_write_block(double *target, long fan_speed);
void plan_read_block();
#endif