基于DRV8825驱动芯片的步进电机

需要控制步进电机，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。

1.需要实现的功能

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

2.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：

1.ENABLE/：使能引脚，高电平停止工作，低电平正常工作；

2.M0-M2：代表细分，最大可以达到32细分，这部分可以参考datasheet；

3.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；

4.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；

5.DIR：0和1控制电机方向；

6.VMOT：供电引脚，一般用12-20V就可以了；

7.B2-A1：接电机四根线；

8.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，他取决于系数的取值，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）

// 加减速实现部分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个周期进入定时后，对time进行清零，然后重新进行累加

if（jiasu==1） //加速状态

{

n=n+1;

fre=freq［n］;

}

if（jiasu==0） //减速状态，检测到下端的限位后进行减速，此时的n应该等于加速之后的最大值，也就是频率最大的时候，接下来进行递减，速度降低

{

n=n-1;

fre=freq［n］;

}

if（n》=38）//

{

n=38;

}

if（n《=0） //根据前面速度递减，当减到第一个数时，速度已经降到了1k，可以让电机开始停止然后转向

{

GPIO_SetBits（GPIOC，GPIO_Pin_6）; // 拉高步进电机的enable，停止运动

DIR0=！DIR0; //转向

delay_ms（100）;

n=0;

fre=freq［n］;

jiasu=1;

GPIO_ResetBits（GPIOC，GPIO_Pin_6）; // 转向之后拉低电机的enable，开始运动

}

TIM3_PWM_Init（fre，9）;

TIM_SetCompare4（TIM3，fre/2）;// 改变TIM3的输出频率，从而改变电机的速度

}

}

}