在S3C4510 ARM芯片的引导下步进电机是如何通过can总线通信原理实现加减速控制的呢

  • 学术交流
  • 2025年01月26日
  • 随着工业的进步,嵌入式技术日益普及并成熟。ARM嵌入式处理器作为一种高性能、低功耗的RISC芯片,其支持多种操作系统、主频高且运算能力强,并能兼容8/16位器件,同时带来海量低价SDRAM数据存储。这种芯片已被各行各业广泛青睐,展现出强大的功能和巨大的商业价值,尤其在控制领域取得了显著应用。在运动控制系统中,利用以ARM为核心的嵌入式微处理器开发,有着广阔的发展前景。

在S3C4510 ARM芯片的引导下步进电机是如何通过can总线通信原理实现加减速控制的呢

随着工业的进步,嵌入式技术日益普及并成熟。ARM嵌入式处理器作为一种高性能、低功耗的RISC芯片,其支持多种操作系统、主频高且运算能力强,并能兼容8/16位器件,同时带来海量低价SDRAM数据存储。这种芯片已被各行各业广泛青睐,展现出强大的功能和巨大的商业价值,尤其在控制领域取得了显著应用。在运动控制系统中,利用以ARM为核心的嵌入式微处理器开发,有着广阔的发展前景。

在一些要求成本效益较高的运动控制系统中,步进电机经常作为执行元件使用。步进电机最大的优势是可以开环方式控制,而无需反馈就能对位置和速度进行精确控制。不过,由于负载位置对控制电路没有反馈,如果励磁频率选择不当,就可能导致失步或过冲现象,因此如何防止失步和过冲成为开环控制系统正常运行的关键。

失步和过冲通常发生在启动或停止时。当系统达到极限启动频率而不能正常启动时,即可能出现丢步或无法启动的问题。而在停止时,如果直接将脉冲发送终止,则由于惯性作用会使转子转到接近终点平衡位置后的下一个平衡位置,从而产生过冲现象。在加减速过程中,为了避免这些问题,我们需要通过软件实现加减速策略,这包括加速、匀速和减速三个阶段。

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,以升慢或者降快脉冲频率。通过恒加速度算法,可以实现简单易操作且效果良好的调节。在一定时间内相邻两个脉冲变化完成后,即可完成一步旋转,所以阴影部分面积等于1,如图2所示。

设定m-1至m之间第m个脉动为Fm,其前一刻为Fm-1,加速度a=(Fm-Fm-1)/Δtm;同时有(F+F-1)Δtm/2=1;由此得A=((fmax-f0)(fmax+f0))/(2*trans)。

软件实现主要依赖定时器中断方式来调整输出脉动周期。当ARM芯片S3C4510上的定时器溢出,它会发出下一个脉动。如果我们想要保持特定的二倍频率,则定时器溢出的次数应该是该二倍频率的一半。这意味着我们需要根据起始与目标状态,以及所需过渡数值来调整每次中的计数值,并通过设置合适的计数值来触发正确数量次中的超标事件(即产生一次有效中的突变)。

结论:

由于其高速指令执行能力以及能够输出较高连续波幅度,因此以ARM为核心的微处理单元非常适合用于经济型数控机床代替传统基于PC平台之设备,以此降低成本。此外,在开发嵌入式实时操作系统及其移植过程中,我们必须小心考虑定时中断与硬件同步,以避免潜在干扰问题影响整个工程项目成功实施。

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