【连载】一个复杂电机系统的设计思考.

1万 · 2013-8-5 17:57

也许吧, CPLD, FPGA 对我来说, 有点陌生. 一直没有机会好好地弄一下.
单片机做也不是问题. 就是要考虑中断时间. 特别是这么多定时中断都会响应. 要好好地计算一下时间.
简单编写了一个定时中断函数, 编译下来一看, 居然要 40多条指令. 应该还可用优化一下. 或者把要紧的判断先做, 缩短运行中的中断响应时间消耗.
通信方面考虑通过串口, 用 485 总线搭上 modbus 协议, RTU 方式, 这个有完整的数据包格式和纠错机制, 另外, 有这方面的经验. 见 https://bbs.21ic.com/blog-5782-68401.html
继续...

只看该作者 · 2013-8-6 22:10

airwill 发表于 2013-8-3 18:29
您的程序执行了一下, 看就是个序列命令执行的动作.
我觉得并不复杂. 实现应该不是问题.
具体动作控制, ...

请还有个问题问下楼主，望楼主能回答。
86BYG手轮步进电机额定电压：3.3（V）额定功率：480W 静力矩12NM ，利用齿轮传动，不知道可以起重多重的物体呢？

1万 · 2013-8-6 22:38

首先不讨论齿轮传动问题。
可以起重多重的物体，归根结底，实际上就是考量电机的驱动扭矩。
86BYG 的步进电机，静力矩12NM 是一个比较常见的参数。但这个力矩其实只是个静态自锁定的力矩，跟驱动力矩并没有什么直接关系。
据本人经验，根据电机内部绕组的不太，以及驱动器因素，86 的电机输出扭矩可以远远超过这个值的。但不同的电机又差别很大。最后建议还是实际测量一下。
至于最终能起重多重，可以电机输出扭矩*减速比*传动效率/ 重物力臂这样计算。

1万 · 2013-8-7 11:48

这个项目应该不太难，但有点繁:lol

1万 · 2013-8-11 20:33

经过多天的扒电脑. 软件和上位机基本有了雏形.
上一个效果图:

这是串口通信, 和控制板脉冲波形图.
控制板根据串口命令要求的频率和脉冲数, 输出规定要求的脉冲.

只看该作者 · 2013-8-12 11:03

本帖最后由 jrcsh 于 2013-8-12 11:06 编辑

.............用.51  MCU  应付步进电机还是很轻松的，还有其它运算就不知了

分时共用一个 PWM "基准量" 就行了这个基础量，占用或与其它程序共用一个定时  ,

状态标记, 多路PWM[/td][td][/td][td]

void Timer0Interrupt(void) interrupt 1
{
TL0 = 0x9C;       //设置定时初值
TH0 = 0xFF;       //设置定时初值
TR0 = 1;       //定时器0开始计时
pwm++;

}

if(pwm>1000)
{
pwm=0;
len=0;
ren=0;
}

if(lpwm>pwm)//  L =======
{
len=1;
}
else
{
len=0;
}

if(rpwm>pwm)  //  R =======
{
ren=1;
}
else
{
ren=0;
}
}

if(pwm<3)
{
len=0;
ren=0;
} //强制死区 /可以不要

1万 · 2013-8-13 09:06

jrcsh 发表于 2013-8-12 11:03
.............用.51 MCU 应付步进电机还是很轻松的，还有其它运算就不知了

楼上的程序给出了一个很好的例子.
解决缺乏定时器资源条件下, 软件产生 PWM 信号的方法.
也是我以前采用过的方法.
对于频率不是很高, 精度要求不高的场合的一个非常简练的解决办法.
TIMER0 可以采用方式 2, 以提高定时器的精度, 简化代码.
感谢楼上的分享.

1万 · 2013-8-18 20:16

本帖最后由 airwill 于 2013-8-18 20:17 编辑

今天调试遇到一个奇怪的问题. 跟上位机通信会莫名其妙地断开.
为此找一个 IO 口在中断里翻转.

这个图上面是串口接收数据波形, 下面是中断的翻转. 中断响应时间很稳定, 但接收着就莫名其妙地停下了. 通过接收超时检测进去看看, RXNE 没有置位, ORE 溢出错误倒是置位了?! RDR 寄存器值是图上的 0x70, 是不是这个芯片又有 BUG?

1万 · 2013-8-19 15:30

版主还在调试串口部分哇:lol

1万 · 2013-8-20 06:12

受不了了发表于 2013-8-19 15:30
版主还在调试串口部分哇

是啊, 折磨人啊, 大有阴沟里翻船的感觉.
经过调试, 发现其实是个软件 BUG. 在这里要还 STM32F051 一个清白.
虽然现在都用 C 编程了, 但发现很多时候, 还需要进入汇编级调试, 才能找到问题

只看该作者 · 2013-8-27 10:57

不知道LZ有没有用驱动器，如果有的话用51也容易，以下是我的一个应用，我把步进脉冲放在定时中断程序里，同时在里面计数，外部程序控制运行速度和正反转等等，多路的话也就多几段代码，程序也不算太长，应该不会影响程序的正常运行。我也刚用步进电机，以下程序供参考。
void timer0()interrupt 1 //提供定时30微秒及产生步进电机驱动脉冲
{
Run_Time++;
Pulse_Timer++;
if(Motor_Run_Flag)
{
if(Pulse_Timer<2)Rotate_Pulse=1;
else
{
Rotate_Pulse=0;
if(Pulse_Timer>Speed_Band)
{
Pulse_Timer=0;
Motor_Step_Count++;
}
}
}
else Rotate_Pulse=0;
}

1万 · 2013-8-27 11:40

51的30微秒处理不了几路脉冲的

1万 · 2013-8-27 18:19

gdszzyq 发表于 2013-8-27 10:57
不知道LZ有没有用驱动器，如果有的话用51也容易，以下是我的一个应用，我把步进脉冲放在定时中断程序里，同 ...

思路不错. 不知道用的什么芯片?
要是 30uS 能处理这些问题, 估计非得 1T 的芯片不可了.
另外还缺零位置检查.
给你个小技巧, 如果用
Rotate_Pulse=!Rotate_Pulse;
可以得到更快的速度.

只看该作者 · 2013-8-28 10:39

本帖最后由 airwill 于 2013-9-10 12:07 编辑

STC的，是用1T的，不过我的时钟才8MHZ，谢谢你的指点，不过我对速度没什么要求，原点检测及速度控制程序在外部。

1万 · 2013-9-10 12:07

gdszzyq 发表于 2013-8-28 10:39
STC的，是用1T的，不过我的时钟才8MHZ，谢谢你的指点，不过我对速度没什么要求，原点检测及速度控制程序在 ...

原点检测及速度控制程序在外部是可以的. 不过原点检测放在外面可能会人为地导致原点检测误差哦.

呀, 我要回复的, 怎么编辑了呢

1万 · 2013-9-16 09:35

零位置检测放在脉冲中断中, 感觉应该可以达到1脉冲的位置精度.
但最近调试中发现电机动作有回滞现象.

1万 · 2013-9-16 13:42

airwill 发表于 2013-9-16 09:35
零位置检测放在脉冲中断中, 感觉应该可以达到1脉冲的位置精度.
但最近调试中发现电机动作有回滞现象. ...

楼主还在弄回零哇。估计是机械松动或者传感器频率不够。经常用到丝杠回零，重复精度至少都是±1个脉冲，大多数时候±0.5个脉冲

只看该作者 · 2013-9-16 20:59

LZ要是有钱又有闲我倒是有两款单片机推荐给你,不过选型始终是第一步,后面的路还长的很.
一个是TI的TIVE TM4C123,6个32bit定时器6个64bit定时器,每个定时器可以拆开成两个用,选择带PWM的型号可以节约更多的定时器资源.
二个是富士通的MB系列CM3单片机.和上面的差不多.
其实这个东西用可编程逻辑器件做,是最划算也最可靠的.