在S3C4510 ARM芯片的引导下步进电机能否实现can现场总线加减速控制
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，支持多种操作系统、高主频、强运算能力，并可兼容8/16位器件，同时具有海量低价SDRAM数据存储器。它因其功能和商业价值而受到各行各业青睐，尤其在控制领域取得了显著成就。在运动控制系统中，以ARM为内核的嵌入式微处理器展现出巨大的发展潜力。
在成本有限的运动控制系统中，步进电机经常作为执行元件使用，其优势在于开环方式控制无需反馈即可对位置和速度进行精确控制。不过，由于负载位置没有反馈给控制电路，如果励磁频率不当，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关键。
失步和过冲通常发生在启动或停止时。如果直接以要求运行速度启动，而该速度超过极限启动频率，则可能出现丢步甚至不能启动。此外，当达到终点后立即停止脉冲发送会产生惯性作用，使转子到达接近终点平衡位置，然后停下，这便是过冲现象。因此，加减速控制至关重要，其中加速、匀速和减速阶段通过软件实现。
采用微处理器对步进电机进行加减速时，就是改变输出脉冲时间间隔，即升级时脉冲频率逐渐增加，降级时逐渐减少。这可以通过恒加速度算法来实现，如图2所示，该方法易于操作且效果优异。
为了软件实现定时器中断方式，我们需要不断调整定时器装载值大小。当使用ARM芯片S3C4510中的定时器发出脉冲，我们应该将定时器溢出频率设置为二倍的控端脉隆频率。一段具体实现函数如下：
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);
}
// ...省略代码...
}
其中f0为起始脉波频率，fmax为到达匀速状态后的最大脉波频率，tran为加/减速过程中的过渡数目，而steep则代表程序段总数目。结论显示，以ARM核心微处理器主宰高速运行，加上有效加减速策略，可以适用于经济型数控机床，用以取代传统基于PC平台的设备，从而降低成本。此外，在开发实时操作系统与选择合适计数事件源方面须谨慎考虑，以免引发全局崩溃问题。