2相步进电机PWM控制研究和分享

2相步进电机PWM控制研究和分享
本人做步进电机的控制，只有2个月左右。

没有任何代码和完整资料可以参考，但因为市场不等人，必须做出来。

可以说是想破头白发都多了很多根。

最后还是勉强做出来了，但感觉不够好，这里分享一下，也希望有经验的高手能分享一下自己的经验甚至指点一下小弟。

控制芯片AVRMEGA168
电机 2相步进电机1.8度，200步，4线制
驱动芯片，保密。

（原因不是因为什么，是不想被某些人知道在什么行业工作甚至知道是什么厂家的，他们挺小心不愿透漏技术）
芯片性能，主要是有8位PWM定时器0,16位PWM定时器1,8位PWM定时器2.每个定时器都有2个脚能直接输出PWM波形。

正好能控制3个步进电机。

步进电机每组一头接一个pwm的脚，另一个脚用普通IO口。

这样通过控制普通IO的高低，还有PWM的脚，就能控制电机运行。

目前，我只需要控制2个电机。

用了定时器0和1，定时器2刚好用来定时用。

有些设备3个都用上，要用普通定时功能的话，计数到顶，就进入中断，也可以做到定时。

当然这样就不能非常精确的定时，但一般来说也没问题。

步进电机，太基础的就不说了，反正一个脉冲就是一步。

这样是我没法用的。

必须用细分。

没有细分驱动器，全靠cpu搞定。

用256细分。

正好8位PWM都用上了。

在直角坐标系，画一个圆圈。

x轴和y轴分别代表电机两个线圈，把一个象限的1/4圆，分成256等份。

每一条等分线和圈相交的点，对应的xy坐标，就是这些细分角度对应的力大小，还有方向。

也就是，圆半径乘以正弦，余弦。

这样自己做个excel表格，就能算出256细分对应的pwm电流数据,要改变力大小，改圆半径即可。

有了细分表，事情就解决了一半。

那么说说电机运行的要求：
要从转很慢（目前最慢是0.026圈/秒）到3.4圈/秒，开环控制，不能丢步，要平滑加减速不震荡，而且反应要很快，要在2秒内从0加速到最高，或者减速到0，或者掉头。

当然不是只有电机自己在转，他带动一个比较重的东西。

控制电机转速，只能控制每步走的间隔。

时间间隔，或者每次走步数不同（256细分，一次可以走任意步，但不能超过256）
搞了很久终于有2套方案：
第一个就是，每次都走一细分步，每步之间通过修改时间来产生加减速的效果第二个就是，每次走的时间一样，但每次走的步数不同，也能达到加减速效果还有个方案，两个同时修改，太复杂没认真想过算法。

还有个更变态的，时间，步数，连电流也即时改变，更复杂从没想过要去研究。

方案1的优点是，容易控制，但是，要控制时间，必须用定时器，如果只有一个定时器，就很难同时控制2个甚至3个电机。

定时器可以把定时值搞很小，
通过累加的办法，同时控制3个电机。

但这样做也有问题。

当定时值很小的时候，运动曲线会很硬，电机很容易丢步.而且电机速度达不到要求.3.4圈每秒，256细分。

等于174080步每秒，一步之间只有5.74微妙。

还是2个电机。

而且mcu不是只处理电机转动那么简单，还有通讯接收。

这个方案花了几乎一个月时间，否决了。

方案2，控制步数。

固定定时器值。

这样就能一个定时器同时控制很多个电机。

但也有个问题，因为每次走的步数不同，必须算每次走多少步。

加速，匀速，减速，要对加速部分进行积分（累加），达到最高速时就匀速运动，即将到达就要减速。

问题就是，快到时，减速距离不一定等于加速距离。

于是造成不能到达目标位置马上停下，有一点来回震荡。

这方法速度有了，反应也OK，就是不够平顺。

于是我把减速距离变成加速距离的3倍，加速很快，减速较慢，勉强能通过应用。

但是也有一个严重缺陷，就是当速度很慢的时候，会抖得厉害。