ARM9能同时驱动10个步进电机？

只看该作者 · 2009-7-2 19:51

之前做的都是别人做的差不多的产品，硬件平台软件平台都基本确定，只是修改而已。

现在要做一个新产品，需要我评估系统需求，我还没有做过系统需求评估类的工作。大家看看以下系统是否可行。

用一个ARM控制20多个电机，可能有10个电机以40kHz的微步频率同时运动。

1、考虑到133M SDRAM的存取速度，设ARM9实际上每秒等效执行的指令条数为150M。
2、电机以40kHz的8细分微步频率运行，整步频率为5kHz，电机每运行一个微步，就要做相应的处理，如码盘检测、加减速，结果处理等等，大概相当于执行500ARM条指令的工作量。
3、通过定时器来控制步进电机的旋转，40kHz的话，也就是25uS一个中断。如果10个电机同时以40kHz运行，也就是25uS内处理10个电机的中断，每个电机每转一个微步需要大概500条指令处理相应的转动结果。但是25uS内ARM总共才执行3750条指令，最多也只能驱动7个电机同时以40kHz运动。
4、系统其他需求：运行uCOS，通过USB与PC通信。

以上情况CPU会不会太繁重？

另一个方案是：每个模块用独立的CPU控制，大概有10个模块，电机微步频率也是40kHz，这些CPU之间通过CAN总线和主控CPU通信。主控CPU负责接收PC机命令和分派，以及将结果返回给PC机。

只看该作者 · 2009-7-3 08:43

速度快，实时性高，最重要的是可靠性高，我做过一个项目用FPGA控制10个步进电机在很强的电磁环境下从来没有出过控制上的问题，用一个CPU控制这么多电机而且又要检测码盘，稳定性不容易保证，用模块的方案增加了系统的复杂性，又要通信又要控制，根据我的经验一个项目我们用得是SJA1000，这个芯片在强磁场下都会死机，所以你用10几个CPU难免出现各种问题，不建议采用，综合来说FPGA是最佳的方案。

只看该作者 · 2009-7-3 10:27

优点可靠性高，实时性好，稳定性好缺点：比较需要经验，如果没有这方面的经验需要的开发周期比较长，FPGA本身成本应该不是问题，lz几十个电机的系统肯定不会在乎FPGA这一百来块钱的

只看该作者 · 2009-7-3 10:41

单轴运行100条指令足够了。
如果各轴之间相互关联的话，10个轴做到100K都富富有余。
不过做这个之前最好能合理T调配ARM9的DCACHE和ICACHE资源
仅在SDRAM内运行这些功能的相关指令显然太吃力了
另：步进电机还要检测码盘？同步运行吗？

只看该作者 · 2009-7-3 11:17

其实很多项目用FPGA控制，特别是需要很多IO口而且都是数字量的项目用FPGA控制比用ARM容易的多，像LZ这种控制20多个电机而且还有码盘检测升降速的控制用FPGA是很合适的

只看该作者 · 2009-7-3 16:37

谢谢！

我们做生化分析仪，就是医院里面**、验尿液、验乙肝之类的机器。

有加样针、试剂针、搅拌杆，这3个部件分别需要2个电机，1个控制水平旋转，另1个控制上下运动，共6个。可能这些针分别有2根左右，就要12个电机了。

还要加上注射器，用来吸排液体，也用电机控制的

还有清洗机构

还有两个试剂盘、一个样本盘，共3个电机。

这里已经有将近20个电机了。

可能还有更多他部件，也许用到电机，一大堆。哈哈！

今天上午讨论ARM方案的时候，也讨论到用FPGA来控制，经理会进一步预研“FPGA的方案”。