步进电机控制输出比较与PWM优缺点

凌凌漆 · 发表于 2020-4-8 21:05:55

想请教一下各位大侠，控制步进电机，用的是定时器的输出比较模式还是PWM模式，两者有什么优缺点

xsx127 · 发表于 2020-4-8 22:43:04

都没用，在定时器中断里面控制io，这样可实现无限个电机控制，

凌凌漆 · 发表于 2020-4-9 10:02:13

xsx127 发表于 2020-4-8 22:43
都没用，在定时器中断里面控制io，这样可实现无限个电机控制，

老大似乎说的很有道理，相当于通过定时器中断来控制外部接口的电平翻转，这样就人为的产生了脉冲输出，是不是这样理解呢？还有如果在一个定时器里，添加无数个变量比如变量一个定时器中断+1，这样的话就相当于拥有了无数个定时器来使用对吧？如果把这些变量做成全局变量，就可以在不同的地方对定时器清零或其他处理对吧？

凌凌漆 · 发表于 2020-4-9 10:03:31

我现在想要问的是，定时器比较输出模式，与PWM模式的区别是什么呢？是脉宽调整方便还是频率的调整方便呢？

xsx127 · 发表于 2020-4-9 11:02:12

凌凌漆发表于 2020-4-9 10:02
老大似乎说的很有道理，相当于通过定时器中断来控制外部接口的电平翻转，这样就人为的产生了脉冲输出，是 ...

你说这是把定时器当成基准时钟了，freertos有软件定时器组，很好用，不用自己实现

凌凌漆 · 发表于 2020-4-9 11:11:53

xsx127 发表于 2020-4-9 11:02
你说这是把定时器当成基准时钟了，freertos有软件定时器组，很好用，不用自己实现

还没有学系统，现在就是单纯的跑裸机呢，

a3748622 · 发表于 2020-4-9 11:33:50

都没用
步进电机的控制没这么简单的

你试试能不能输出一系列波形，周期越来越小的
频率可调，周期变化速率可调
能做到这个就比较好控制了

凌凌漆 · 发表于 2020-4-9 12:25:51

a3748622 发表于 2020-4-9 11:33
都没用
步进电机的控制没这么简单的

嗯，正在学呢，我现在也想做成这样的，主要是速度可控，时间或者步数可以控制

d1z1y2 · 发表于 2020-4-9 12:33:37

哪有那么简单，128细分的情况下你试试看

凌凌漆 · 发表于 2020-4-9 15:28:27

d1z1y2 发表于 2020-4-9 12:33
哪有那么简单，128细分的情况下你试试看

话说128细分有什么意义啊？是要做精确控制吗？还是说步进电机+编码器实现闭环控制呢？

a3748622 · 发表于 2020-4-10 08:54:30

凌凌漆发表于 2020-4-9 15:28
话说128细分有什么意义啊？是要做精确控制吗？还是说步进电机+编码器实现闭环控制呢？

他的意思是，需要输出的频率比较高，这时候你用定时器中断改变IO电平，很难做到。一般都是要硬件定时器了

d1z1y2 · 发表于 2020-4-14 22:07:38

a3748622 发表于 2020-4-10 08:54
他的意思是，需要输出的频率比较高，这时候你用定时器中断改变IO电平，很难做到。一般都是要硬件定时器了

是这意思，频率上不去，中断会占用大量CPU时间，更别说加减速了

nonoxy2019 · 发表于 2020-4-15 22:23:24

xsx127 发表于 2020-4-8 22:43
都没用，在定时器中断里面控制io，这样可实现无限个电机控制，

定时器翻转的话怎么控制方向和不熟的人的？

好像是 · 发表于 2020-4-22 14:12:54

请问步进电机用什么测速比较好编码器还是槽形红外对射管？

孤心寒 · 发表于 2020-4-22 18:30:12

本帖最后由孤心寒于 2020-4-22 18:38 编辑

1、PWM是需要频率可调，因为电机需要做加减速，最好是S型的
2、最好PWM占空比是50%
3、用定时器翻转肯定是不行的，电机多了程序一大，频繁进中断肯定不行的
4、可以使用定时器捕获+定时器PWM

凌凌漆 · 发表于 2020-4-28 14:19:49

a3748622 发表于 2020-4-10 08:54
他的意思是，需要输出的频率比较高，这时候你用定时器中断改变IO电平，很难做到。一般都是要硬件定时器了

硬件定时器，是不是就是说用stm32自带的定时器功能了

凌凌漆 · 发表于 2020-4-28 14:20:34

d1z1y2 发表于 2020-4-14 22:07
是这意思，频率上不去，中断会占用大量CPU时间，更别说加减速了

哦哦，这样啊，那加减速的话用什么方式比较好呢？

凌凌漆 · 发表于 2020-4-28 14:21:18

孤心寒发表于 2020-4-22 18:30
1、PWM是需要频率可调，因为电机需要做加减速，最好是S型的
2、最好PWM占空比是50%
3、用定时器翻转肯定 ...

大神啊，您那有没有例程啊，学习一下啊(*^▽^*)

孤心寒 · 发表于 2020-4-28 19:47:51

凌凌漆发表于 2020-4-28 14:21
大神啊，您那有没有例程啊，学习一下啊(*^▽^*)

例程不是很方便，但是可以给你思路，加速，你可以分成10断，比如第一段是需要100个脉冲，捕获的定时器再100个脉冲之后中断，重新装载，PWM的定时器频率改变，然后以此类推。你可以加速10断，匀速是1断，减速是10断，总共就产生21个中断就可以了

凌凌漆 · 发表于 2020-4-29 13:42:51

孤心寒发表于 2020-4-28 19:47
例程不是很方便，但是可以给你思路，加速，你可以分成10断，比如第一段是需要100个脉冲，捕获的定时器再1 ...

嗯，好的谢谢

凌凌漆 · 发表于 2020-5-2 07:37:33

孤心寒发表于 2020-4-28 19:47
例程不是很方便，但是可以给你思路，加速，你可以分成10断，比如第一段是需要100个脉冲，捕获的定时器再1 ...

还有一点想咨询一下，步进电机的话启动速度是多大合适呢？比如我设置成300转/分钟，没有问题，可是我如果设置成70转的话就会卡卡卡的响而且也不转

淡然若梦 · 发表于 2020-5-9 08:51:07

凌凌漆发表于 2020-5-2 07:37
还有一点想咨询一下，步进电机的话启动速度是多大合适呢？比如我设置成300转/分钟，没有问题，可是我如果 ...

这个跟电机本身特性、驱动器性能有关看说明

Electronic · 发表于 2020-7-12 08:13:08

有控制器的，输出一定频率的脉冲波可以驱动步进电机，至于需要什么速度，加减速控制就是控制脉冲波的周期。与PWM毫无关系，PWM最大的作用是调整占空比。

175891641 · 发表于 2020-8-1 17:29:26

PWM+ＤＭＡ　方案　优点：不占用CPU时间，频率做的可以到１Ｍhz，缺点　１中途不太好控制．比如转了一半突然需要减速等情况．２脉冲口为固定的，硬件设计会麻烦，轴数也做不上去，纯定时器方案：优点是例程多，好理解. 缺点是　频率做不上去，一个电机一个定时器,假如6轴,那么需要6个定时器,浪费定时器资源不说,最关键的是,进出定时器需要．１.５us的时间,在这段时间内,CPU不产生任何
效率.假如每轴都以100Ｋ运行，那么浪费的时间是　１０００００＊１.５＊６＝９０００００ＵＳ　＝　９００ＭＳ　＝０.９秒，剩下只有0.1秒供中断和　main程序
假如算上中断服务内消耗的时间，那么main函数中就得不到任何CPU 资源(死机了)，而且中断频率也不可能到达１００Ｋ，因此采用传统的办法，单轴最高理论上
只能到５００K ,实际上应用单轴估计可以到300Ｋ，６轴联动　ＣＰＵ利用率急剧下降，　估计　不会超过２０Ｋ，因此降低中断次数是提高速度的关键

zm123 · 发表于 2020-8-1 17:47:45

楼主实现了吗？有没有例程呢，我是初学者，有点懵

zml13917492379 · 发表于 2020-8-4 22:13:21

本帖最后由 zml13917492379 于 2021-4-9 11:27 编辑

我们用的是定时器方式：

GDF103C8T6源码，程序含步进电机丢步及死区补偿
功能，详细见:
http://www.openedv.com/forum.php ... D%BD%F8%B5%E7%BB%FA

自然而然 · 发表于 2020-8-20 20:52:10

步进电机的控制脉冲生成，要考虑的因素至少有
1）是单轴运动的还是多轴联动的
2）如果是多轴联动的，那么要考虑多轴插补运算算法的实现，如：逐点比较法，DDA法，Bresenham法
3）速度规划：确定各轴每一个运行段的进场速度，名义速度，最大交汇速度等等
4）在速度规划的基础上对各轴的速度进行加减速控：一般用梯形加减速算法即可；如果要求高的，可以用S型加减速算法。

如果是单轴的或者各轴直接不要联动的，那么用PWM或脉冲输出比较都是可行的。
如果是多轴联动的，那么步进电机的脉冲控制机制是复杂而灵活的，用PWM或脉冲比较都难以胜任。比较可行的是在定时器更新中断中来控制步进电机的脉冲输出。

1枝独秀 · 发表于 2020-9-2 20:23:58

xsx127 发表于 2020-4-8 22:43
都没用，在定时器中断里面控制io，这样可实现无限个电机控制，

老大说的有一些道理，但是一个定时器一般是自动重装载寄存器周期的值，当然也可以改变预装载周期值，但是再下一个周期。而且io口电平改变一个周期，预装载周期值要改变两次，还必须执行中断服务函数，复杂化程序和增加单片机执行难度。

xsx127 · 发表于 2020-9-3 11:12:23

1枝独秀发表于 2020-9-2 20:23
老大说的有一些道理，但是一个定时器一般是自动重装载寄存器周期的值，当然也可以改变预装载周期值，但是 ...

那看你怎么写程序了，我就一个定时器，溢出中断50us，每个电机的时基就是50us，各个电机自己计数，想要几个50us高，几个50us低都可以任意控制

Darkwang · 发表于 2020-9-9 10:16:26

孤心寒发表于 2020-4-22 18:30
1、PWM是需要频率可调，因为电机需要做加减速，最好是S型的
2、最好PWM占空比是50%
3、用定时器翻转肯定 ...

占空比有什么讲究呀，为什么是50%

q164129345 · 发表于 2020-9-9 13:34:45

我刚做完一个步进项目。使用STM32F407控制两个步进电机(同时运动）。
硬件：STM32F407+DRV8889-Q1(步进驱动芯片，该芯片不含运动算法）
运动模型：梯形加减速曲线（算法直接参考AVR446)
控制控制参数: 位置，加速度，减速度，加速度

632469047 · 发表于 2020-9-10 14:59:31

步进电机

1枝独秀 · 发表于 2020-10-24 11:03:14

PWM相比输出比较方式控制步进电机，前者更方便调参数，如占空比，频率等。

ColeSofCJ · 发表于 2020-12-21 10:13:20

本帖最后由 ColeSofCJ 于 2020-12-21 10:25 编辑

175891641 发表于 2020-8-1 17:29
PWM+ＤＭＡ　方案　优点：不占用CPU时间，频率做的可以到１Ｍhz，缺点　１中途不太好控制．比如转了一半突 ...

一般多轴步进电机控制器6轴左右不用纯定时器方案，可以用输出比较中断做，一般一个定时器有四路输出比较，6轴占用两路定时器就够了，进出中断时如果是一个定时器的输出比较中断同时来2个及以上，只需要进出中断一次就可以了，因此效率没有你算得那么低，但也没多高，用stm32F407做的话应该4路100-200k没有问题，再高就需要更高主频的单片机了！
通常步进电机要不了100-200K那么高的速率，所以通常stm32F103就够用了，不过要是控制伺服电机的话就有点勉强（伺服电机转速高，需要的脉冲速率也高）。用输出比较中断做的话，如果是比较平滑的S加减速的话，需要一个记忆加减速数据的数组，这个比较占RAM空间，因此需要比较多的RAM，stm32F103只是刚刚够，要ＲＡＭ比较宽松的话可以考虑stm32F407或更高主频更大RAM的单片机。

ColeSofCJ · 发表于 2020-12-21 10:21:04

孤心寒发表于 2020-4-22 18:30
1、PWM是需要频率可调，因为电机需要做加减速，最好是S型的
2、最好PWM占空比是50%
3、用定时器翻转肯定 ...

定时器的比较翻转是比较好的方案，至于电机多了中断频繁这个问题是因为单片机资源有限引起的，通常通过增加主频或者增加单片机来解决，总不可能一个单片机带1个电机跑的很顺畅，带10个20个电机还要求它做平滑S加减速，这时候通常就需要多单片机通过通讯方式联合了。

wsy123456 · 发表于 2021-1-3 17:32:18

孤心寒发表于 2020-4-28 19:47
例程不是很方便，但是可以给你思路，加速，你可以分成10断，比如第一段是需要100个脉冲，捕获的定时器再1 ...

大佬能不能给个简单一点的例程，就两三断就可以，新手再弄这个东西。

吃指针的猫 · 发表于 2021-1-14 09:04:54

感觉还有一大段路要走。

glenxu · 发表于 2021-3-2 16:43:02

最好用TIM1/8高级定时器的PWM，实用RCR完成分段计数，这样MPU资源最省。

wdmvw · 发表于 2021-3-31 22:30:36

定时器会伴有杂波，pwm好

charrijon · 发表于 2021-10-4 14:28:23

关键是步进电机人家都是来计步的，你靠中断来计数吗

lang113114 · 发表于 2021-12-24 17:10:02

a3748622 发表于 2020-4-9 11:33
都没用
步进电机的控制没这么简单的

S型曲线加速没毛病

电子控2021 · 发表于 2022-6-5 20:57:41

我想问一下定时器比较输出模式和放在定时器里面翻转IO有什么区别?

电子控2021 · 发表于 2022-6-6 14:16:28

xsx127 发表于 2020-4-8 22:43
都没用，在定时器中断里面控制io，这样可实现无限个电机控制，

想问一下,这样做的话梯形算法该怎么写?
我目前是直接改ARR的值

ColeSofCJ · 发表于 2022-9-16 13:23:58

电子控2021 发表于 2022-6-6 14:16
想问一下,这样做的话梯形算法该怎么写?
我目前是直接改ARR的值

一般不改ARR而是ARR定值，改CCR1~CCR4.

yychun · 发表于 2023-1-11 17:04:21

凌凌漆发表于 2020-4-9 12:25
嗯，正在学呢，我现在也想做成这样的，主要是速度可控，时间或者步数可以控制

用定时器控制引脚反转脉冲频率控制转速，用外部中断检测电机转动的角度参数的脉冲个数控制跑的距离

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步进电机控制输出比较与PWM优缺点

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