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該設(shè)計(jì)以STM32F103T8U6作為主控制器，以A4988步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備
設(shè)計(jì)了一種微型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器，通過上位機(jī)界面修改步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)角度、細(xì)分系數(shù)。該設(shè)計(jì)以STM32F103T8U6作為主控制器，以A4988步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備，上位機(jī)串口界面作為人機(jī)接口界面，詳細(xì)分析步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的工作原理、各部分接口電路以及控制器設(shè)計(jì)方案。通過實(shí)物設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速、正反轉(zhuǎn)任意角度和細(xì)分系數(shù)的控制，并通過精確計(jì)算步進(jìn)脈沖個(gè)數(shù)實(shí)現(xiàn)了任意旋轉(zhuǎn)角度的精確控制，該驅(qū)動(dòng)控制器步進(jìn)角度精度高達(dá)0.112 5度。
通過系統(tǒng)對(duì)軟硬件進(jìn)行調(diào)試，該控制器實(shí)現(xiàn)了對(duì)步進(jìn)電機(jī)速度、細(xì)分系數(shù)、任意角度的設(shè)置，并達(dá)到了預(yù)期設(shè)定的目標(biāo)。此控制器可以應(yīng)用在相對(duì)比較精細(xì)的項(xiàng)目控制中，加快項(xiàng)目研發(fā)周期。該模塊的主要缺陷就是輸出驅(qū)動(dòng)電流不夠大，無法應(yīng)用在扭力比較大的場(chǎng)合中，因此，通過上述對(duì)A4988模塊的分析，可以再對(duì)A4988芯片進(jìn)行改進(jìn)，更換導(dǎo)通電阻小、驅(qū)動(dòng)電流大的MOS管，實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)。
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（1）實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)細(xì)分控制
細(xì)分控制只需控制MS1、MS2、MS3三個(gè)引腳即可得到相應(yīng)的細(xì)分結(jié)果。細(xì)分角度值等于步進(jìn)角度乘以細(xì)分系數(shù)，細(xì)分系數(shù)通過上位機(jī)發(fā)送命令得到，初始細(xì)分值為1，即全步進(jìn)方式運(yùn)行。
�。�2）實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)速度控制
通過測(cè)試，影響步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的主要因素有步進(jìn)脈沖頻率和細(xì)分系數(shù)。步進(jìn)脈沖頻率過高會(huì)造成步進(jìn)電機(jī)失步，經(jīng)過測(cè)試400 Hz時(shí)步進(jìn)電機(jī)不會(huì)失步，且經(jīng)過細(xì)分之后步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)不會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的震動(dòng)和聲音。當(dāng)細(xì)分系數(shù)越來越小時(shí)，步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度也會(huì)隨之越來越小。此原因之一就是當(dāng)細(xì)分系數(shù)不變時(shí)，每進(jìn)一個(gè)脈沖走一步，脈沖頻率越高，步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度越快；原因之二就是當(dāng)步進(jìn)電機(jī)輸入脈沖頻率不變時(shí)，每1/2細(xì)分步進(jìn)電機(jī)的進(jìn)角度就變?yōu)樵瓉淼?/2度，因此脈沖個(gè)數(shù)就增加了一倍，自然速度就降低為原來的1/2。
�。�3）實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)任意角度旋轉(zhuǎn)控制
步進(jìn)電機(jī)任意角度旋轉(zhuǎn)控制是相對(duì)于A4988驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)最小角度（0.1125度）而言，且A4988是通過脈沖驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，通過計(jì)算脈沖個(gè)數(shù)乘以細(xì)分角度即可得旋轉(zhuǎn)角度值。A4988輸入脈沖個(gè)數(shù)可通過微控制器外部中斷I/O口計(jì)算PWM波個(gè)數(shù)得到。
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基于STM32的微型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器設(shè)計(jì).docx
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