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  • STM32控制电机梯形加减速的较为简单的实现方案
    2021-12-15 16:23:05

      写这个的目的,主要是想给同是第一次做这方面功能,但网上看了很多例子,却还是无从下手编写程序的你分享一下我的经验,因为我当时也对这方面不了解,网上看了很多,但感觉不太适合。

        我接触到电机控制也是因为我目前的公司是一家国产PLC公司,需要仿照三菱的高速脉冲输出指令,我来此公司之前,公司这一块功能一直做的不是很好,原先的实现方式是使用STM32的定时器更新中断处理中去改变脉冲频率,会出现以下问题

    1. 当PLC功能指令中出现带加减速功能时,脉冲加减速脉冲不符合设定的加减速时间,脉冲输出个数不准确。

    2. 当加速的频率过大,由于使用定时器更新中断改变脉冲频率的方式,会导致主定时器频繁产生中断,导致主程序长时间被中断打断,导致主程序不能正常运行。

    3. 占用的定时器过多

        解决上述问题的方案

    1. 最早考虑牺牲存储减少计算的查表方式去实现,经过验证,软件实现相对复杂,脉冲输出实现效果不好,并没有原先想的那么简单,之后还是采用了边计算边填充DMA双缓存的方式去实现。

    2. 方案:TIM+DMA双缓存,此方式能尽可能的减少CPU的压力,CPU计算需要改变的脉冲对应的数值,通过DMA将数值传入TIM的CCR达到改变脉冲频率的功能。

    3. 由于使用了DMA,可以清楚的知道当前传输了多少个数值,查阅STM32F407手册可知,TIM2和TIM5两个定时器是32位的,每个定时器有4个通道,但需要注意的是TIM2只有3个通道可以使用DMA,原因是有两个通道不能同时使用DMA,TIM5可以实现4个通道的DMA模式。正常使用的情况下,是由DMA去改变每个通道的CCR寄存器,改变脉冲的占空比,而且输出的频率是固定的。

    接下来讲如何通过改变CCR的值去实现不同频率的脉冲

        通过下图可以看出,首先TIM_OC设置为翻转模式,然后将TIM的PSC设置为不分频,TIM的ARR设置成0xFFFFFFFF,TIM的计数器从0计数到0xFFFFFFFF,在CNT计数的过程中我们去改变CCR的值,每当CNT计数到CCR值便会翻转,然后通过DMA填入新值,当CNT计数到新的CCR值再次翻转就可实现脉冲的输出。

    图片

    软件设计的流程

    主要介绍了整一个实现脉冲输出的CCR值计算,并说明双缓存填装CCR数值是如何操作的,下图可以看出带有加减速的脉冲分了四段做处理分别为加速处理段,匀速处理段,减速处理段和停止。

    图片

    DMA双缓存处理过程

    下图黑色箭头在脉冲功能指令开始过程中只会执行一次,黄色箭头一直循环处理缓存1或缓存2,直到脉冲输出停止处理双缓存。

    图片


    相关定义

    图片

    图片

    具体实现方式工程文件链接地址:

    https://download.csdn.net/download/qq_34571528/20157629

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