STM32 步进电机程序 包括加减速 位置模式速度模式力矩模式

/*作者：曹备*/ /*最后修改日期：2015-04-05*/ /*创建日期： 2015-04-05*/ /*基于STM32的单轴简易运动控制器/脉冲发生器*/ /*脉冲+方向控制步进伺服电机*/ /* 优化记录: 增加急停GPIOC.0、正向极限GPIOC.1、负向极限GPIOC.2等输入IO接点 中断修改TIMx_PSC一个寄存器的值，而不是修改TIMx_ARR预加载寄存器+TIMx_CCRx比较值寄存器两个值，缩短中断处理时间 定位指令DRVI/DRVA中，目标频率设定过高、而实际输出脉冲数过少时，则不必加速到目标频率即进入减速区 */ /* DRVI(A)；相对定位，输出A(A取绝对值)个脉冲 A不能为0 若A为正数，则方向为正、GPIOB.0为高电平 若A为负数，则方向为负、GPIOB.0为低电平 DRVA(A) 绝对定位，输出脉冲，运行至A个脉冲的位置 若目标位置A等于当前位置D，则不执行脉冲输出 若A大于D 则方向为正GPIOB.5为高电平 若A小于D 则方向为负GPIOB.5为低电平 GPIOB.1为脉冲输出 GPIOB.0为方向输出 占空比为50% GPIOC.0急停 GPIOC.1正向极限 GPIOC.2反向极限 GPIOC.3 GPIOC.4 GPIOC.5 GPIOC.6 GPIOC.7启动 阶梯曲线形式加减速 加减速时间以10毫秒为基本单位 加减速以每10毫秒为一级 例如 加减速时间为50毫秒，则加减速级数为50/10=5 加减速时间为100毫秒，则加减速级数为100/10=10 加减速时间为150毫秒，则加减速级数为150/10=15 */ #include "stm32reg.h" #include "system_stm32.h" #include "stm32_gpio.h" #define MasterFrequency 0x100000//最高频率限制100K long Current; //当前位置脉冲数 long Target; //目标位置脉冲数 long StartSave; //定位指令刚开始启动时的当前值 long DownStartSave; //开始进入减速时的当前值 STATUS_Type RunFlag; //定位指令脉冲输出执行标志 STATUS_Type StopCommand;//定位指令脉冲输出停止命令标志 STATUS_Type PlusMinus; //正负方向标志 u32 StartFreq; //启动频率 u32 TargetFreq; //目标频率 u32 UDTimer; //加减速时间 u32 LadderFreq[102]; u16 LadderPSC[202]; //加减速0至9级速度/频率预分频值 u16 LadderNum; //加减速速度级数 u16 LadderOrderNum; //加减速速度编号 long LadderTarget[202]; //各速度等级目标值 void MyTimer3_Init()//定时器3初始化 { RCC_APB2ENR|=(1<<3)|(1<<0); //使能AFIO、GPIOB时钟 GPIOB_CRL&=0xffffff00; GPIOB_CRL|=0x000000a2; //配置PORTB.1为复用推挽输出、配置PORTB.0为推挽输出，输出最大频率2MHz GPIOB_BRR=1<<0; RCC_APB1ENR|=1<<1; //使能定时器TIMER3时钟 TIM3_CR1|=1<<2; //设置只有计数溢出作为T3更新中断 TIM3_DIER|=1<<0; //允许定时器3计数溢出中断 Interrupt_Priority(29,2,2); //使能第29号中断(即定时器3全局中断)，抢占2响应2，中断分组2 TIM3_CCMR2&=~(3<<8); //T3_CH4通道配置为输出模式 TIM3_CCMR2|=7<<12; //T3_CH4为PWM模式2 TIM3_CCER|=1<<12; //T3_CH4通道输出使能 TIM3_ARR=11; // TIM3_CCR4=6; //匹配值1等于重装值一半，是以占空比为50% } void Pluse_start() { RunFlag=ON; //脉冲输出定位指令执行标志置ON StartSave=Current; LadderOrderNum=0;//加减速级数序号为0 TIM3_PSC=LadderPSC[0]; MyDelay(2,ms); //脉冲信号比方向信号滞后，以提高可靠性 TIM3_CR1|=1<<0; //启动定时器TIMER2计数 } /********************************************************************************* 函数名称：DRVI 函数功能：相对定位 入口参数：long offset相对偏移脉冲,u32 frequency最高频率 返回值：无 *********************************************************************************/ void DRVI(long offset,u32 frequency) { u16 h; u16 i; u32 j; if((offset!=0)&&(RunFlag==OFF)&&((GPIOC_IDR&0x01)==0))//相对偏移值为0则不接受命令，脉冲输出已执行，不接受命令 { Target=Current+offset; //目标值等于当前值加上相对偏移值 if(frequency<StartFreq) //如果设定目标频率小于启动频率 { frequency=StartFreq; } else if(frequency>MasterFrequency)//否则如果设定目标频率高于最高限制频率 { frequency=MasterFrequency; } LadderNum=UDTimer/10;//加减速级数 j=(frequency-StartFreq)/LadderNum;//等差 for(i=0;i<LadderNum;i++) { LadderFreq[i]=i*j+StartFreq;//加减速各阶梯频率 LadderPSC[i]=(6000000/LadderFreq[i])-1;//加减速各阶梯频率对应定时器预分频值 } LadderFreq[LadderNum]=frequency;//目标频率，最高频率 LadderPSC[LadderNum]=6000000/frequency-1;//目标频率(最高频率)对应定时器预分频值 if(offset>0)//相对偏移值为正数 { GPIOB_BSRR=1<<0;//相对偏移值为正数，方向为正，方向信号高电平 PlusMinus=ON;//正负方向标志置ON LadderTarget[0]=Current+StartFreq/100;//加速第一段目标脉冲值 for(i=1;i<LadderNum;i++) { LadderTarget[i]=LadderTarget[i-1]+LadderFreq[i]/100;//加速各段目标脉冲值 } while(offset<=((LadderTarget[LadderNum-1]-Current)<<1))//如果偏移量小于二倍加速增量 { LadderNum--;//加速等级数减一 频率设定过高、实际输出脉冲数过少的情况下不必加速至设定频率，避免过冲 } for(i=0,h=LadderNum<<1; i<LadderNum; i++,h--) { LadderPSC[h]=LadderPSC[i];//减速各段定时器重装值 } LadderTarget[LadderNum<<1]=Target;//减速最后一段目标脉冲值 for(i=(LadderNum<<1)-1,h=0;i>LadderNum;i--,h++) { LadderTarget[i]=LadderTarget[i+1]-LadderFreq[h]/100;//减速各段目标脉冲值 } } else//否则相对偏移值为负数 { GPIOB_BRR=1<<0;//相对偏移值为负数，方向为负，方向信号低电平 PlusMinus=OFF;//正负方向标志OFF LadderTarget[0]=Current-StartFreq/100;//加速第一段目标脉冲值 for(i=1;i<LadderNum;i++) { LadderTarget[i]=LadderTarget[i-1]-LadderFreq[i]/100;//加速各段目标脉冲值 } while(offset>=((LadderTarget[LadderNum-1]-Current)<<1))//如果偏移量小于二倍加速增量 { LadderNum--;//加速等级数减一 频率设定过高、实际输出脉冲数过少的情况下不必加速至设定频率，避免过冲 } for(i=0,h=LadderNum<<1; i<LadderNum; i++,h--) { LadderPSC[h]=LadderPSC[i]; } LadderTarget[LadderNum<<1]=Target;//减速最后一段目标脉冲值 for(i=(LadderNum<<1)-1,h=0;i>LadderNum;i--,h++) { LadderTarget[i]=LadderTarget[i+1]+LadderFreq[h]/100;//减速各段目标脉冲值 } } LadderTarget[LadderNum]=Target + Current - LadderTarget[LadderNum-1]; Pluse_start();//脉冲输出正式启动 } } /********************************************************************************* 函数名称：DRVA 函数功能：绝对定位 入口参数：long target目标位置脉冲,u32 frequency最高频率 返回值：无 *********************************************************************************/ void DRVA(long target,u32 frequency) { u16 h; u16 i; u32 j; long offset=target-Current; if((offset!=0)&&(RunFlag==OFF)&&((GPIOC_IDR&0x01)==0)) //目标位置等于当前位置，则不接受命令 { Target=target; //目标位置设定(等于参数) if(frequency<StartFreq) //如果设定目标频率小于启动频率 { frequency=StartFreq; } else if(frequency>MasterFrequency)//否则如果设定目标频率高于最高限制频率 { frequency=MasterFrequency; } LadderNum=UDTimer/10;//加减速级数 j=(frequency-StartFreq)/LadderNum;//等差 for(i=0;i<LadderNum;i++) { LadderFreq[i]=i*j+StartFreq;//加减速各阶梯频率 LadderPSC[i]=(6000000/LadderFreq[i])-1;//加减速各阶梯频率对应定时器初值 } LadderFreq[LadderNum]=frequency; LadderPSC[LadderNum]=6000000/frequency-1; if(offset>0)//目标位置值大于当前位置值 { GPIOB_BSRR=1<<0;//则方向为正，方向信号高电平 PlusMinus=ON;//正负方向标志置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--;//加速等级数减一 频率设定过高、实际输出脉冲数过少的情况下不必加速至设定频率，避免过冲 } for(i=0,h=LadderNum<<1; i<LadderNum; i++,h--) { LadderPSC[h]=LadderPSC[i]; } LadderTarget[LadderNum<<1]=Target;//减速最后一段目标脉冲值 for(i=(LadderNum<<1)-1,h=0;i>LadderNum;i--,h++) { LadderTarget[i]=LadderTarget[i+1]-LadderFreq[h]/100;//减速各段目标脉冲值 } } else//否则目标位置值小于当前位置值， { GPIOB_BR