控制步进电机到指定的位置, 大学生毕业设计

plut***

使用STC15，IAPW4K58S4单片机，
通过输入0~99mm的距离, 控制pwm脉冲数量驱动控制步进电机到指定的位置，
请问各位大佬，这样的程序该怎么写
{:5_270:}

神***

步进电机控制，您跟指导老师打个招呼，
改成 STC8H8K64U, STC32G12K128 这样技术支持多


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【新提醒】51开源 STC步进电机驱动 程序, 直接驱动, 或驱动步进电机驱动器 一共8个程序 - BLDC/144MHz-PWM-硬件移相/45路PWM+3路CCP/7组不同周期的PWM/DAC 国芯技术交流网站 - STC全球32位8051爱好者互助交流社区 (stcaimcu.com)


STC15W4K系列的 PWM 和 STC8G2K64S4的PWM高度相似

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angm***

要使用STC15IAPW4K58S4单片机通过输入0~99毫米的距离控制PWM脉冲数量，驱动步进电机到指定位置，可以参考以下步骤进行程序设计：

1. 确定步进电机的参数
首先，你需要知道步进电机的参数，比如每步的角度，以及步进电机的驱动模式（全步、半步或微步）。

假设步进电机每步角度为1.8度（即200步/圈），如果每个PWM脉冲让电机前进一步，则每转一圈需要200个PWM脉冲。

2. 确定每毫米需要多少步
假设步进电机的传动机构是螺杆传动，步进电机每转一圈（200步）对应的线性移动距离为x毫米。

则每毫米所需的步数为 200 / x。

3. 编写程序
以下是一个示例程序，用来根据输入的距离值，产生相应数量的PWM脉冲：

*/
#include <STC15F2K60S2.H>

// 假设传动机构每圈移动1毫米
#define STEPS_PER_MM 200  // 200步/毫米

// 定义步进电机引脚
sbit STEP_PIN = P1^0;
sbit DIR_PIN = P1^1;

// 延时函数，模拟PWM频率
void delay(unsigned int ms) {
    unsigned int i, j;
    for (i = ms; i > 0; i--)
        for (j = 110; j > 0; j--);
}

// 产生PWM脉冲
void generate_pwm_pulse(unsigned int num_pulses) {
    unsigned int i;
    for (i = 0; i < num_pulses; i++) {
        STEP_PIN = 1;
        delay(1);  // 调整延时时间以改变PWM频率
        STEP_PIN = 0;
        delay(1);
    }
}

// 输入距离控制函数
void move_stepper_to_position(unsigned int distance_mm) {
    unsigned int steps = distance_mm * STEPS_PER_MM;
    generate_pwm_pulse(steps);
}

// 主函数
void main() {
    unsigned int distance_mm = 50;  // 设定目标距离为50毫米
   
    // 配置方向引脚，假设高电平为正转，低电平为反转
    DIR_PIN = 1;
   
    // 产生PWM脉冲，驱动步进电机
    move_stepper_to_position(distance_mm);
   
    while (1);
}
/*
4. 输入处理
如果你需要根据输入（比如通过键盘或串口输入）来控制距离，可以在主函数中加入输入处理的代码。

例如，通过串口输入控制距离：

*/
#include <stdio.h>
#include <STC15F2K60S2.H>

// 假设传动机构每圈移动1毫米
#define STEPS_PER_MM 200  // 200步/毫米

// 定义步进电机引脚
sbit STEP_PIN = P1^0;
sbit DIR_PIN = P1^1;

// 串口初始化函数
void uart_init(void) {
    SCON = 0x50;  // 配置串口工作模式1
    TMOD |= 0x20;  // 配置定时器1为8位自动重装载模式
    TH1 = 0xFD;  // 波特率9600
    TR1 = 1;  // 启动定时器1
    ES = 1;  // 使能串口中断
    EA = 1;  // 使能全局中断
}

// 串口接收中断服务程序
void uart_isr(void) interrupt 4 {
    if (RI) {
        unsigned char received_data = SBUF;  // 读取接收到的数据
        RI = 0;  // 清除接收中断标志
        // 将接收到的数据转换为距离值
        unsigned int distance_mm = received_data - '0';  // 简单的字符到数字转换
        // 移动步进电机到指定位置
        move_stepper_to_position(distance_mm);
    }
}

// 延时函数，模拟PWM频率
void delay(unsigned int ms) {
    unsigned int i, j;
    for (i = ms; i > 0; i--)
        for (j = 110; j > 0; j--);
}

// 产生PWM脉冲
void generate_pwm_pulse(unsigned int num_pulses) {
    unsigned int i;
    for (i = 0; i < num_pulses; i++) {
        STEP_PIN = 1;
        delay(1);  // 调整延时时间以改变PWM频率
        STEP_PIN = 0;
        delay(1);
    }
}

// 输入距离控制函数
void move_stepper_to_position(unsigned int distance_mm) {
    unsigned int steps = distance_mm * STEPS_PER_MM;
    generate_pwm_pulse(steps);
}

// 主函数
void main() {
    uart_init();  // 初始化串口
   
    // 配置方向引脚，假设高电平为正转，低电平为反转
    DIR_PIN = 1;
   
    while (1);
}
/*
这个程序通过串口接收输入距离，然后控制步进电机移动到指定位置。根据你的具体硬件配置和需求，可以进一步调整和优化代码。



*/

嵌入***

angm*** 发表于 2024-5-18 20:56
要使用STC15IAPW4K58S4单片机通过输入0~99毫米的距离控制PWM脉冲数量，驱动步进电机到指定位置，可以参考以 ...

佬，我有个问题， 像 5v单片机驱动大功率电机的时候， 这个该怎么接线？

xiangz***

嵌入*** 发表于 2024-5-18 22:57
佬，我有个问题， 像 5v单片机驱动大功率电机的时候， 这个该怎么接线？

直接控制话,你要自己外接mos管,做H桥,然后PWM驱动
要求不高可以不细分,直接按照三相六拍(三相) 两相四拍(两相)去开启管子
不过简单的方式就是购置独立的驱动器,你只负责方向,脉冲就好了

本坛子里梁工写的步进电机驱动可以参考:
51开源 STC步进电机驱动 程序, 直接驱动, 或驱动步进电机驱动器 一共8个程序
https://www.stcaimcu.com/forum.php?mod=viewthread&tid=2160
(出处: 国芯技术交流网站)

angm***

嵌入*** 发表于 2024-5-18 22:57
佬，我有个问题， 像 5v单片机驱动大功率电机的时候， 这个该怎么接线？

简单一点，可以用这种接法。

jw***

一般外接驱动器，单片机负责发脉冲就行

嵌入***

angm*** 发表于 2024-5-19 08:19
简单一点，可以用这种接法。

我明白了大佬， 这个还是偏硬件 很多我都看不懂。 我去看看模电吧

五五***

angmall 发表于 2024-5-18 20:56
要使用STC15IAPW4K58S4单片机通过输入0~99毫米的距离控制PWM脉冲数量，驱动步进电机到指定位置，可以参考以 ...

#include <STC8A8K64D4.H>
#include<intrins.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
// 假设传动机构每圈移动1毫米
#define STEPS_PER_MM 216// 200步/毫米

// 定义步进电机引脚
sbit STEP = P2^6;
sbit DIR = P2^7;

void Delay1ms(void)        //@24.000MHz
{
        unsigned char data i, j;

        _nop_();
        i = 32;
        j = 40;
        do
        {
                while (--j);
        } while (--i);
}



// 产生PWM脉冲
void generate_pwm_pulse(uint num_pulses)
{
         uint i;
        for (i = 0; i < num_pulses; i++)
{
        STEP = 1;
        Delay1ms();// 调整延时时间以改变PWM频率
        STEP = 0;
        Delay1ms();
}
}
// 输入距离控制函数
void move_stepper_to_position(uint distance_mm)
{
        uint steps = distance_mm * STEPS_PER_MM;
// 产生PWM脉冲
        generate_pwm_pulse(steps);
}

// 主函数
void main()
{
         uint distance_mm = 1;// 设定目标距离为1毫米
             P2M0 |= 0xc0;
                 P2M1 &= ~0xc0;

         // 配置方向引脚，假设高电平为正转，低电平为反转
         DIR = 0;
       
         // 产生PWM脉冲，驱动步进电机
         move_stepper_to_position(distance_mm);

while (1);
}
请教大佬 这个200步 转不了一圈 需要215/218
左右 因为没有刻度盘 每次复位 转动的位置都有细微偏差  这问题具体出在哪里
驱动细分也检查了 200脉冲一圈

angm***

五五*** 发表于 2024-6-19 20:35
#include
#include
#define uchar unsigned char

在使用步进电机控制时，如果你已经确认步进电机的步数是200步每转，并且驱动器也设置正确，那么问题可能出在以下几个方面：


1. **步进电机的细分设置**：即使你已经检查了驱动器的细分设置，确保它确实被正确配置为200步每转（全步模式）。不同的驱动器有不同的配置方法，确保设置正确。


2. **机械结构误差**：在实际应用中，传动机构和机械结构可能会引入一些误差。即使步进电机步数和驱动器设置正确，机械传动部分的误差也会影响最终位置。


3. **电机和驱动器的兼容性**：确保步进电机和驱动器的规格和设置是匹配的。如果电机和驱动器不兼容，可能会导致控制精度的问题。


4. **电源电压和电流设置**：确保给步进电机和驱动器提供合适的电源电压和电流。电源不足或者电流设置不当会导致步进电机的转动不稳定。


下面是一些调试和改进的建议：


### 调试步骤


1. **检查驱动器细分设置**：
   - 确保驱动器细分设置正确，按照手册检查并配置为全步模式（200步每转）。


2. **确认步进电机参数**：
   - 确认步进电机的步数为200步每转。


3. **机械结构检查**：
   - 检查传动机构是否有松动或者磨损，确保机械传动部分的精度。


4. **电源和电流设置**：
   - 确保电源电压和电流符合步进电机和驱动器的要求。


### 代码调整


如果确认硬件没有问题，试着在软件中做一些微调。比如，在生成PWM脉冲时，可以增加一个微调延时来校正细微的偏差：

#include <STC8A8K64D4.H>
#include<intrins.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
// 假设传动机构每圈移动1毫米
#define STEPS_PER_MM 216 // 尝试调整这个值，找到合适的步数

// 定义步进电机引脚
sbit STEP = P2^6;
sbit DIR = P2^7;

void Delay1ms(void)        //@24.000MHz
{
        unsigned char data i, j;

        _nop_();
        i = 32;
        j = 40;
        do
        {
                while (--j);
        } while (--i);
}

// 产生PWM脉冲
void generate_pwm_pulse(uint num_pulses)
{
         uint i;
        for (i = 0; i < num_pulses; i++)
{
        STEP = 1;
        Delay1ms(); // 调整延时时间以改变PWM频率
        STEP = 0;
        Delay1ms();
}
}

// 输入距离控制函数
void move_stepper_to_position(uint distance_mm)
{
        uint steps = distance_mm * STEPS_PER_MM;
        // 产生PWM脉冲
        generate_pwm_pulse(steps);
}

// 主函数
void main()
{
         uint distance_mm = 1; // 设定目标距离为1毫米
         P2M0 |= 0xc0;
         P2M1 &= ~0xc0;

         // 配置方向引脚，假设高电平为正转，低电平为反转
         DIR = 0;
       
         // 产生PWM脉冲，驱动步进电机
         move_stepper_to_position(distance_mm);

         while (1);
}
复制代码

在上述代码中，可以尝试调整`STEPS_PER_MM`的值以找到一个适合你机械系统的值。此外，确保每次复位后，机械位置都尽量一致。如果可能，可以增加一个位置传感器来辅助校正初始位置。