步进电机控制器方案目前的进展和问题请教

guoxiong1986 · 发表于 2014-8-13 09:43:07

大家好，我刚开始接触stm32系列的芯片，目前有个项目需求是要控制20个步进电机用在公司的一款医疗设备上，目前用stm32f107做了4轴的控制器，带梯形的加减速，参考的avr的加减速方案资料，以前看过网友的方案，大致有2种，一种是在定时器溢出中断里面反转电平并计算加减速和当前轴位置，另一种是用定时器级联方式来做，说说这两种方案的弊端。

定时器中断方式来做固然简单但是缺点是频繁中断，浪费CPU的资源，若频率高的话会丢步，何况这么多个步进电机同时运作，取消。
级联方式简单，完全硬件来实现，但是计算加减速不方便，而且输出脉冲数大于65535不方便，而且中途若想变速或者反向的话不方便，取消。

DMA的原理就是开辟2个DMA缓冲器，每个3000 short，把加减速的delay计算出来填入到dma buffer中，用dma来传输，传输完3000个数据，dma才会中断，这时候选用另一个buffer，dma和tim继续跑，同时计算新的buffer中的delay，这样的话大大减少了CPU的负担，因为项目最多用60k的速度，我试了下，3轴同时输出60k不丢步。

目前的方案是买现成的驱动器，有没有网友做驱动器有经验，设备需要3个52系列电机，15个42系列电机，3个35系列电机。

还有就是stm32f107的timer最多可以有6个可用，也就是最多可以同时6个步进电机工作，我在想换成stm32f407，主频高，有17个tim可用。

请朋友们提供意见。

谢谢

BrightWang · 发表于 2014-8-13 09:51:40

定时器中断方案不行，我们公司以前试过，CPU开销太大，吃不消。

wqtslove · 发表于 2014-8-13 09:58:53

目前在用第一种方法，已经感觉到mcu频繁中断带来的压力了，尤其是在大细分下，速度不敢太快，还好我带的电机不多。

soos · 发表于 2014-8-13 10:05:57

表示关注

DiaoMao_Huang · 发表于 2014-8-13 10:06:15

这么多电机，完美配合好，那就很不错了，不懂这一行，帮顶

流氓马 · 发表于 2014-8-13 10:17:40

把运动控制功能集成到驱动器里面去吧。
主CPU通过一定的总线协议，发送运动命令到驱动器，这样比较可行

zf12862177 · 发表于 2014-8-13 10:49:18

本帖最后由 zf12862177 于 2014-8-13 10:53 编辑

两种方案：

1：定制驱动器，不需要你控制器进行加减速控制，有很多行业用驱动器发脉冲是直接引出编码器，像这种根本就没有加减速的控制。但是有的步进电机驱动器自带加减速，可以帮你完成加减速。

2：用带总线的驱动器，直接RS232或者Can发送驱动命令，走多少步，多少速度都没问题。当然前提是选的电机有足够的推力

最后做一点生意，我就是做电机控制的，我的驱动器能满足你的应用。你的1个主控芯片，直接发脉冲就行了，不需要加减速控制，能发多少路脉冲，方向信号，就能控制多少路电机驱动器，总线，脉冲都可以。（不过目前我们总线只支持RS232）如果量大可以定制can版。

wkman · 发表于 2014-8-13 11:02:59

前几天去赛格买 L297 ，拆机片都给你报价￥15，，，，神马世道了，，，，

gonboy · 发表于 2014-8-13 11:47:26

配合CPLD应该可行吧！

hxhz123456 · 发表于 2014-8-13 12:42:39

用ＴＩ的8824Ｑ１，具有片上 1/32 微步进分度器（步进/方向控制）的汽车类 1.6A 双极步进电机驱动器

wqtslove · 发表于 2014-8-13 15:05:48

另外，求一份定时器级联方式驱动步进电机的例程

guoxiong1986 · 发表于 2014-8-13 15:35:25

回复7楼，你的建议不错，不过我还是想做成通用的，这样的话成本会低很多，若是用stm32f407做的话可以同时控制15个电机，并且满足要求的话就碉堡了

kaomantou · 发表于 2014-8-13 16:25:29

这么多电机是独立运行的么？没有任何关联么？

jamesyu · 发表于 2014-8-13 16:52:25

基于你的电机很多且用于医疗设备，讲下我的经验。最好分模块设计，每个模块里包含1个或几个电机，这样便于后续生产和现场维护，因为现场维护人员通常是做板级维护的，不要搞成某个电机驱动有故障得将整块主板换掉。每个模块有单独的控制器。各个模块的控制器通过总线和主控制器通信。

guoxiong1986 · 发表于 2014-8-13 17:20:58

14楼说得对，我也是考虑每块主控控制4个步进电机，然后有个中央控制芯片与5个主控通信，这样利于维护和接线。

dongfangjian · 发表于 2014-8-14 08:52:51

步进电机的驱动频率一般都不超过2K，你搞60K有多大的意义？

guoxiong1986 · 发表于 2014-8-14 08:55:20

dongfangjian 发表于 2014-8-14 08:52
步进电机的驱动频率一般都不超过2K，你搞60K有多大的意义？

脉冲外接驱动器，驱动器调成64细分的话，最大的速度能用到40k

myxiaonia · 发表于 2014-8-14 09:02:39

原理你都整理出来了嘛，挺不错的，你的电机都是小电机啊，不需要通用驱动器的，莫大用过A3977就可以了，要便宜的话rohm有款BD63860efv，基本兼容，价格更加便宜去看看吧

guoxiong1986 · 发表于 2014-8-14 11:12:21

myxiaonia 发表于 2014-8-14 09:02
原理你都整理出来了嘛，挺不错的，你的电机都是小电机啊，不需要通用驱动器的，莫大用过A3977就可以了，要 ...

这个支持细分吗，没有细分的话电机噪音很大

myxiaonia · 发表于 2014-8-14 11:16:46

guoxiong1986 发表于 2014-8-14 11:12
这个支持细分吗，没有细分的话电机噪音很大

就这么小的电机噪声也不会太大，最大8细分，网上找找看呗

guoxiong1986 · 发表于 2014-8-14 15:15:05

myxiaonia 发表于 2014-8-14 11:16
就这么小的电机噪声也不会太大，最大8细分，网上找找看呗

我试过，发热好严重，电机有点烫，64细分，不转也发烫

bluelxd · 发表于 2014-8-17 11:13:22

楼主，计算新的buffer值是在dma中断里计算的吗？

nishuizhou · 发表于 2014-8-26 14:37:00

我刚做完个类似的项目，不过我的是用linux ARM9+fpga的方式的。测试后还是很稳定的。

AVR_USER · 发表于 2014-8-26 14:59:10

用一STM32F103R8搞定20个步进电机毫无压力的飘过

AVR_USER · 发表于 2014-8-26 15:00:08

每个电机独立控制，64细分

hellolinux · 发表于 2014-8-26 15:28:02

本帖最后由 hellolinux 于 2014-8-26 15:30 编辑

定时中断为什么不可以？
相对于步进电机步进时间而言，定时器绰绰有余。
定时器+细分驱动板我觉得可以
每个电机定义一个结构体
motoa.switch
motoa.direction
motoa.clock

motob.switch
motob.direction
motob.clock
......
在定时中断中只要做比较就可以
motoa_clock++;
if{motoa.switch==ON}
{
if(motoa.direction==AAA)
\\设置驱动正转
else
\\设置驱动反转

if(motoa_clock>motoa.clock)
{
\\给驱动一个CLOCK
motoa_clock = 0;
}
}

另觉得14楼建议不错

李文翔 · 发表于 2014-8-27 10:52:08

看到一个淘宝店，里面是STM32+THB6128的，可以参考下
http://item.taobao.com/item.htm? ... 240&ns=1#detail

guoxiong1986 · 发表于 2014-9-1 15:40:08

要控制20个步进电机，我在网上找到一个PCI转8串口卡，可以用每个串口和每个主控芯片直接通信，每个芯片控制4个轴，这样的话也方便更换，不需要一个主控控制5个从控，然后主控和PC通信了，大家觉得呢？

hkjabcd · 发表于 2014-9-7 09:24:21

AVR_USER 发表于 2014-8-26 14:59
用一STM32F103R8搞定20个步进电机毫无压力的飘过

大哥，能否给点思路？？！！

a249637628 · 发表于 2014-10-28 16:20:11

AVR_USER 发表于 2014-8-26 14:59
用一STM32F103R8搞定20个步进电机毫无压力的飘过

大神的节奏。。

cnzhoujin · 发表于 2018-2-15 11:38:00

还是用fpga合理

codefish · 发表于 2018-2-15 23:46:18

我也在玩步进电机。顶一下。。。。。

wendajie123 · 发表于 2018-3-19 14:37:16

我也在做

jym20030037 · 发表于 2018-4-1 00:30:53

也在头疼这个多个步进电机的是，我们涉及的是12个步进电机，要有加减速度。哎，有没有比较牛的mcu，发PWM脉冲，同时能自动记录脉冲数的

步进电机控制器方案目前的进展和问题请教

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