难道不是基于ARM芯片S3C4510的步进电机加减速控制通过can总线通信实现了吗

  • 科研动态
  • 2025年01月26日
  • 随着工业的进步,嵌入式技术得到了广泛的应用和成熟。ARM嵌入式处理器作为一种高性能、低功耗的32位RISC芯片,不仅支持多种操作系统,而且具有高主频、高运算能力,并且兼容8/16位器件,同时能够带来海量低价SDRAM数据存储。因此,它在各行各业中获得了青睐,展现出强大的功能和巨大的商业价值,尤其是在控制领域取得了越来越广泛的应用。 在某些成本要求较低的运动控制系统中,步进电机通常被用作执行元件

难道不是基于ARM芯片S3C4510的步进电机加减速控制通过can总线通信实现了吗

随着工业的进步,嵌入式技术得到了广泛的应用和成熟。ARM嵌入式处理器作为一种高性能、低功耗的32位RISC芯片,不仅支持多种操作系统,而且具有高主频、高运算能力,并且兼容8/16位器件,同时能够带来海量低价SDRAM数据存储。因此,它在各行各业中获得了青睐,展现出强大的功能和巨大的商业价值,尤其是在控制领域取得了越来越广泛的应用。

在某些成本要求较低的运动控制系统中,步进电机通常被用作执行元件。这是因为步进电机可以开环方式控制,而无需反馈就能对位置和速度进行精确控制。但由于负载位置没有反馈给控制电路,如果励磁频率选择不当,则步进电机可能无法正确响应每次励磁变化,从而导致失步或过冲现象。因此,在开环控制系统中防止失步和过冲是保证正常运行的关键。

失步和过冲现象分别发生在启动过程中的极限启动频率限制以及停止时突然停止脉冲发送的情况。在达到终点后立即停止,将会使转子因惯性作用停留于接近终点平衡位置的下一个平衡位置,这样便产生了过冲现象。而加减速控制主要通过软件实现,可以分为加速、匀速、减速三个阶段,如图1所示。

采用微处理器对步进电机进行加减速控制实际上就是改变输出脉冲时间间隔,使得升速时脉冲频率逐渐增加,而降慢时则逐渐减少。使用恒加速度算法易于操作并效果显著,如图2所示,其中阴影部分面积代表了一次完整旋转。

设定第m-1个脉冲到第m个脉沖之間變化完成時,即為電機轉過一步,因此圖2中的陰影部分面積為1。此外,加減速度時有兩個關鍵數據:f0(起始頻率),fmax(最快運行狀態時最高頻率),tran(加減速度過渡時間)及steep(總共執行多少個循環)。結構如下:

void pulse (REG16 f0, REG16 fmax, REG16 tran, REG16 steep){

UINT16 I;

A = ((fmax-f0)*(fmax+f0))/(2*trans);

for(i=0; i<= trans;i++){

f[i] = sqrt_16(2*A*i+f0*f0);

f0 += f[trans-i];

TMOD = 0x00; // disable timer 0 and timer 1

TDATA[TMOD] = (UINT32)50000000/f[trans-i]; // set the counter value for each step

TMOD = 3; // enable timer 3 in interval mode

}

}

其中pulse()函数定义了如何根据输入参数调整输出脉宽以实现加减速度效果。在此基础上,我们还需要考虑到定时器溢出的情况,以确保按预定的节奏发出相应数量的信号。如果我们使用的是ARM芯片S3C4510,那么我们将利用其定时器功能来生成这些信号,并通过软件逻辑来调整它们以适应不同的运动需求。

总结来说,由于ARM芯片S3C4510提供高主频、高指令执行效率以及能够产生较高脉宽,这使得它非常适合用于经济型数控机床中,以替代传统基于PC机的大型数控设备,从而降低成本。此外,当开发嵌入式实时操作系统并与之结合的时候,还要特别注意避免定时中断干扰,以确保整个系统稳定运行。

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