项目14工业机床控制-步进电机

工业机床控制—步进电机舒松CONTENTS目录1项目场景说明23步进电机介绍

项目实践

项目场景随着技术的不断进步，要求的机床性能也越来越高，从粗加工逐渐向精加工转变，有最初的几何构建逐渐向更加复杂的成品转变，这样的进步离不开高性能的步进电机和精细化的工业计算机控制。任务目标机床生产企业要生产一款小型数控机床，要求通过STM32处理器输出脉冲控制步进电机的停止、运动、方向。通过按键实现步进电机的运动和停止，另一个按键控制步进电机的运动方向。步进电机介绍步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机，是现代数字程序控制系统中的主要执行元件，应用极为广泛。步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。步进电机的基本原理通常电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。单相脉冲节拍双向脉冲节拍单双相脉冲节拍项目分析本项目设计中主要是步进电机的控制使用，硬件结构主要由STM32、步进电机、串口和LCD屏幕组成。通过STM32控制步进电机实现电机旋转角度的变化。STM32串口步进电机LCD屏项目硬件图步进电机原理图步进电机控制程序逻辑项目实现voidstepmotor_init(void){GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;//定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStructure;//定时器配置TIM_OCInitTypeDefTIM_OCInitStructure;RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB,ENABLE);//开启步进电机相关的GPIO外设时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource8,GPIO_AF_TIM4);//PB10复用为定时器2GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_11;//选择要控制的GPIO引脚GPIO_InitStructure.GPIO_OType=GPIO_OType_PP;//设置引脚的输出类型为推挽GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_OUT;//设置引脚模式为输出模式GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_DOWN;//设置引脚为下拉模式GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_2MHz;//设置引脚速率为2MHz步进电机传感器初始化项目实现GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);//初始化GPIO配置GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_11);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_8;//PB10GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF;//复用功能GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_100MHz; //速度100MHzGPIO_InitStructure.GPIO_OType=GPIO_OType_PP;//推挽复用输出GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_UP;//上拉GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);//初始化PB10TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=999;//计数器重装值TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=83;//预分频值TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//时钟分割TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//计数模式TIM_TimeBaseInit(TIM4,&TIM_TimeBaseStructure);//按上述配置初始化TIM4步进电机传感器初始化项目实现

//初始化TIM4Channel3PWM模式TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;//选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式2TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;//比较输出使能TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_Low;//输出极性:TIM输出比较极性低TIM_OC3Init(TIM4,&TIM_OCInitStructure);//根据T指定的参数初始化外设TIM43OCTIM_OC3PreloadConfig(TIM4,TIM_OCPreload_Enable);//使能TIM4在CCR3上的预装载寄存器TIM_ARRPreloadConfig(TIM4,ENABLE);//ARPE使能TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);//使能TIM4TIM_SetCompare3(TIM4,0);}步进电机传感器初始化项目实现voidstepmotor_control(unsignedcharcmd){if(cmd&0x01){GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_11);if(cmd&0x02){GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO