基于ARMCortex_M3的步进电机线性速度控制的实现

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基于CORTEX—M3ARM的变频调速节能控制器设计

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２１００Ｎｏ１．
第１期
基于ＣＯＲＴＸ—Ｍ３ＡＥＲＭ的变频调速节能控制器设计
高守玮，邵勇，全振，新岗黄蔡
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述了整体系统设计、核心ＣＵ选型，Ｐ并重点设计了具有可靠保护的压力信号采集模块、强抗干扰能力的变频器控制信号

基于ARM的步进电机控制课程设计讲解

ARM课程设计专业：电子信息工程班级：姓名：学号：指导教师：目录一、设计的目的与要求 (2)二、方案的设计与论证 (2)三、结构和基本原理 (3)四、软件设计 (9)五、调试 (10)六、课程设计体会 (11)七、参考文献 (12)基于ARM的步进电机控制一、设计的目的与要求1.1 设计目的（1）本次课程设计是在学习了《深入浅出ARM7——LPC213X/214X》课程之后综合利用所学知识完成一个计算机应用系统设计并在实验室实现。

（2）通过课程设计，巩固和加深了对“微机原理与接口技术”课程中所学的理论知识和实验能力，基本掌握计算机接口应用电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力。

（3）加深对计算机软硬知识的理解，获得初步的应用经验，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。

1.2 设计要求（1）设计一个步进电机的控制系统。

（2）用LPC2134+L298+L297使用中断方式以及串口方式进行控制。

（3）可通过按键设定转速和方向。

二、方案的设计与论证2.1 设计分析步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。

电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。

本次课程设计所设计的步进电机的控制系统可通过键盘设定转速和方向，并能显示转速。

2.2 方案论证方案一：采用ARM7的脉宽调制器PWM产生脉冲对步进电机进行控制。

方案二：利用定时器定时中断进行步进电机的控制。

2.3 方案选择第一种方案中PWM技术是采用脉宽调制技术，即占空比不同的方波电压产生不同的平均电流使步进电机转动，通过调节占空比即可调节电机转速。

虽然很精确，但设置较繁琐。

第二种方案中采用定时器定时中断的方式，只需要几条简单的指令就可以产生具有一定频率和数目的脉冲信号，而且在整个脉冲产生过程中，CPU 可用来处理其他工作，大大提高了系统的实时处理能力。

基于ARM Cortex-M3的运动控制系统与算法设计

基于ARM Cortex-M3的运动控制系统与算法设计摘要：提出一种基于ARM Cortex-M3为核心的运动控制器的新运动控制方案，并给出关键算法。

控制系统采用“ARM运动控制器+PC机”的结构。

PC机实现界面功能以及部分预处理功能，运动控制器则完成关键的算法与处理。

在数控冲孔机控制上进行的应用表明，该系统具有较高的可行性。

关键词： ARM Cortex-M3；运动控制系统；算法在现代工业控制领域中，基于专用运动控制芯片或者DSP控制器的运动控制系统应用较为广泛[1]，但成本较高。

新兴的ARM Cortex系列具有低功耗、低成本、高性能和开发环境优秀的特点，不仅在功能上能够满足工控领域对速度及功能的要求，更具有很好的成本优势。

本文采用ARM Cortxe-M3处理器为运动控制器设计开放式运动控制系统[2-3]，并在此硬件平台上研究运动控制策略与关键算法，实现运动控制处理功能。

1 控制系统1.1 控制系统硬件结构系统采用“运动控制器+PC机”的开放式结构，。

系统以ARM Cortex-M3微处理器作为核心处理芯片的运动控制器，与PC机构成的多处理器结构，实现多轴步进电机的控制。

运动控制器主要由ARM Cortex-M3微处理器、存储芯片、接口芯片以及外围接口等构成，。

处理器芯片选用ST公司的STM32F103VCT6，其具有高性能、低成本、低功耗的特点，时钟频率最高能够达到72 MHz，并拥有丰富的外围设备和功能强大的定时器[4]。

ARM Cortex-M3处理器主要实现数据处理、系统控制及中断处理等。

数据处理：对PC机下载的加工数据进行进一步处理，主要是如何将微小线段的端点坐标、速度等信息通过特定算法转变为驱动步进电机驱动器的脉冲信号和方向信号。

系统控制：按照要求完成模块功能的分配与处理。

中断处理：完成定时器中断、串口通信中断、急停中断、位置控制等。

基于Cortex M3的电机驱动SoC设计

基于 Cortex M3的电机驱动 SoC设计摘要：本设计实现了一种基于Cortex M3内核的SoC，将ARM微控制器控制灵活方便的优点与FPGA硬件并行处理的速度优势相结合，舍去与电机驱动控制无关部分，设计出一种完全面向永磁电机驱动的片上系统。

该片上系统将FOC等较为复杂的控制算法通过FPGA来进行并行加速，具备了比传统单片机快几十倍的处理速度。

关键词：Cortex M3；FPGA；SoC0引言由于疫情的影响，全球芯片市场供给严重不足，大量主控、电源、MOSFET芯片极度缺货。

目前，FPGA的集成度越来越高，价格也越来越便宜，而且FPGA的架构和片上外设都可以根据具体的应用情况随时做出更改，所以可以以较低的成本来构建专用的片上系统。

本设计能够从一定程度上缓解这一芯片短缺的问题，为电机驱动控制器提供一种新的解决思路，并在一定程度上提高现有驱动器的性能，同时，研究SoC的设计方法和工程应用对于未来单片机应用领域的革新具有深刻的意义。

1.系统结构本设计把系统精简为Single Master结构，省去了复杂的仲裁逻辑单元，提高了数据的传输效率，降低了系统的复杂程度。

整个系统分为两部分，第一部分是用于Cortex核程序启动和烧录所必须的Instruction CODE和Data CODE，第二部分主要是AHB总线串连起来的各个功能外设。

其中RAM、GPIO、LCD以及FOC加速器是直接挂载在AHB总线上。

而ADC的读取，RS485位置解码，PWM生成模块则由一个APB桥接在AHB总线上。

整体系统简洁明了，易于实现，如图1所示。

图1 系统结构框图2.硬件设计Cortex M3的寻找空间大小是4GB，代码段和数据段在存储空间上是分开的，外设相关的寄存器也有相应的地址段，内核操作相关的寄存器也占据部分地址空间。

本设计把程序放到代码区，从而使取指和数据访问操作使用自己的总线。

在Cortex M3预定义的存储器地址映射中，Code区的地址从0x00000000到0x1FFFFFFF,本系统使用的地址空间从0x00000000开始，结束地址是0x0000FFFF，大小为64KB。

数控毕业设计基于ARM CortexM3芯片的数控系统设计

数控毕业设计：基于ARM Cortex-M3芯片的数控系统设计摘要：本文介绍了一种基于ARM Cortex-M3芯片的数控系统设计，该系统具有高精度、高速度、高稳定性和易开发等特点。

首先介绍了数控系统的概念和发展历史，接着详细介绍了ARM Cortex-M3芯片的架构和特点，然后分析了数控系统的要求和功能，提出了数控系统的设计方案和实现方法，最后给出了实验结果和验证。

关键词：数控系统；ARM Cortex-M3芯片；高精度；高速度；高稳定性；易开发1. 引言计算机数控技术是现代制造业的重要支撑技术之一，其应用范围涵盖机械加工、机器人、航天航空等领域。

随着计算机技术和数字信号处理技术的发展，数控技术得到了进一步的发展和应用。

本文介绍了一种基于ARM Cortex-M3芯片的数控系统设计，该系统具有高精度、高速度、高稳定性和易开发等特点，对数控技术的发展和应用具有重要的指导意义。

2. 数控系统的概念和发展历史数控系统是一种通过计算机控制机床运动的技术，其目的是取代人工操作，提高生产效率和产品质量。

数控系统经历了从简单的闭环控制到开放式系统、网络化、智能化的演变过程。

近年来，随着嵌入式技术的发展和应用，数控系统也呈现出多种不同的设计方案和实现方法。

3. ARM Cortex-M3芯片的架构和特点ARM Cortex-M3芯片是一种基于ARMv7-M架构的32位微处理器，其具有低功耗、高性能、可靠性强和易开发等特点。

该芯片最大频率可达120MHz，集成了多种标准外设，如GPIO、SPI、USART、ADC等，可满足不同应用的需求。

4. 数控系统的要求和功能数控系统的主要功能是将CAD/CAM的数据转换为机床的控制信号，实现机床在空间内的直线、圆弧等复杂轨迹的运动控制。

数控系统的要求包括高精度、高速度、高稳定性、易操作和易开发等方面，需要采取灵活多变的设计方案并遵循一定的原则。

5. 数控系统的设计方案和实现方法基于ARM Cortex-M3芯片的数控系统，首先选择了适合该系统的数控芯片、电机和卡尺等硬件，并采用了嵌入式操作系统和C语言编程技术实现了系统级设计。

基于ARM的步进电机控制系统开发

前言 (1)摘要 (1)1 系统总体方案设计 (2)1.1步进电机单八拍通电方式工作原理 (2)1.2总体设计思路 (3)2 GPIO口的设置 (3)2.1 GPIO端口的应用 (3)2.2 STM32中GPIO端口的功能 (4)2.3 GPIO端口的配置 (4)3 系统的延时函数 (7)4 电机的驱动电路 (8)参考文献 (9)附录1 主程序 (10)附录2 总体原理图 (13)一般，电动机都是连续旋转，而步进电动机却是一步一步转动的，故叫步进电动机。

每输入一个脉冲信号，该电动机就转过一定的角度（有的步进电动机可以直接输出线位移，称为直线电动机）。

因此步进电动机是一种把脉冲变为角度位移（或直线位移）的执行元件。

它有两个工作：其一是传递转矩，其二是传递信息。

步进电动机的转子为多极分布，定子上嵌有多相星形连接的控制绕组，由专门电源输入电脉冲信号，每输入一个脉冲信号，步进电动机的转子就前进一步。

由于输入的是脉冲信号，输出的角位移是断续的，所以又称为脉冲电动机。

随着数字控制系统的发展，步进电动机的应用将逐渐扩大。

步进电动机的种类很多，按结构可分为反应式和激励式两种；按相数分则可分为单相、两相和多相三种。

摘要嵌入式系统（Embedded system）是一种“完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”，根据英国电器工程师协会的定义，嵌入式系统为控制，监视或辅助设备，机器或用于工厂运作的设备。

与个人计算机这样的通用计算机系统不同，嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务。

嵌入式系统的核心是由一个或几个预先编程好以用来执行少数几项任务的微处理器或者单片机组成，与通用计算机能够运行用户选择的软件不同，嵌入式系统上的软件通常是暂时不变的，所以经常称为“固件”。

本文的主要工作是基于STM32步进电机控制系统的设计，随着越来越多的高科技产品逐渐融入到日常生活中，步进电机控制系统发生了巨大的变化。

基于Cortex-M3处理器的步进电机控制系统

基于Cortex-M3处理器的步进电机控制系统Cortex-M3 是ARM 公司最新推出的基于ARMv7 体系架构的处理核。

步进电机已被广泛的应用于位置、速度等控制领域。

文中基于Cortex-M3 核设计了具有人机交互界面的步进电机控制系统。

整个系统以片上外设丰富的Cortex-M3 核ARM 芯片为核心，对人机交互界面、电机模块的设计进行了详细分析。

在软件上给出了系统的主程序流程步进电机的控制方式是将电脉冲信号转换为角位移，在未超载的情况下，步进电机的速度和位置分别取决于脉冲频率以及脉冲个数。

步进电机控制方便，在众多行业都得到广泛的使用，诸如数控机床、机械包装等机械行业、机器人等电子行业、还有医疗设备等众多领域。

在实际的工程应用中，由步进电机控制器发送脉冲和方向信号，通过控制脉冲信号的个数来实现角位移量的大小，按照方向信号的指示转动角度，从而通过驱动器实现和完成步进电机的复杂运动。

步进电机控制器也可采用PLC 系统。

PLC 具有易操作、可靠性高的优点，但成本较高。

随着研究的不断深入和技术的不断优化，单片机的片上外设更加丰富，实际应用的可靠性和保障性不断增强，且价格也相对于PLC 便宜。

因此，对步进电机的控制正逐步由单片机实现。

ARM CortexM3 处理器专为低功耗、小尺寸、短的中断延时和优越的确定性而设计，它的价格与8 位和16 位器件相同，却具有32 位器件的性能，且所有器件都以小型封装形式提供。

1 系统硬件设计1.1 总体设计系统主要由STM32 主控制器、电机模块和触摸屏模块3 部分组成。

系统主控制器选用STM32F103VBT6 来对电机进行控制，通过I/O 口与电机模块连接，通过UART 与触摸屏模块连接，主控制器通过采集触摸屏的按键信息实。

基于ARM单片机的步进电机控制系统设计

关键词：控制系统；单片机；ＡＲＭ；步进电机
中图分类号：ＴＰ２７３
文献标识码：Ａ文章编号：１００９－９４９２（２００７）０６－００７１－０３
１引言
步进电机是数字控制系统中的一种重要执行元件，广泛应用在各种自动化控制系统和机电一体化设备中。目前打印机、绘图仪、机器人、数控机床等设备都以步进电机为动力核心。随着步进电机在工业控制系统中的应用不断增加，对步进电机的控制系统提出越来越高的要求。
综上所述，系统对电机驱动和控制步骤如下：（１）系统首先由ＡＤＳ１．２作为软件开发工具，在线开发出对步进电机的控制程序，调试运行成功以后，再把代码写到Ｓ３Ｃ４４Ｂ０Ｘ开发板的ＦＬＡＳＨ上。（２）ＡＲＭＳ３Ｃ４４Ｂ０Ｘ发出脉冲信号后，再由ＣＰＬＤ分配脉冲信号，ＣＰＬＤ分配后的信号输出到Ｌ２９８，由Ｌ２９８芯片来驱动和控制电机，其电路原理如图２。
（３）所要用到的表格有以下几种 ①查询表：是预先建好的静态数据文件，供编译程序查询数据，其目的是将程序与数据文件分离，便于系统扩展，包括指令格式表和中间代码格式表［６］； ②指令格式表：是按ＰＬＣ指令的语法特点分别存储指令操作码、操作数代码和操作数范围，并建立它们间的索引关系； ③生成表：是编译过程中产生的动态数据文件包括逻辑出错表和中间文件数据表； ④逻辑出错表：随源程序错误类型的不同而变化，编译完成后要将逻辑出错表生成系统错误文件。
步进电机的主要特性如下。（１）步进电机步距角与脉冲数成严格的正比线性关系，而不受负载变化的影响。（２）步进电机只有周期性的误差，步进电机运转一周后没有累积误差。

毕业论文-基于ARM-Cortex-M3控制器的直流电机驱动技术研究

基于ARM-Cortex-M3控制器的直流电机驱动技术研究摘要近年来，直流电机做为通用驱动器件广泛应用于光电系统中。

它具有启动快、制动及时、可在大范围内平滑地调速等优点，常用于光电调制、变焦调焦、扫描机构等光电领域。

ARM既是英国全球著名的32位嵌入式RISC芯片内核的设计公司，也是ARM的产品商标，其产品ARM嵌入式内核已被全球各大芯片厂商采用，基于ARM的开发技术席卷了全球嵌入式市场，已成为嵌入式系统主流技术之一。

最新发布的Cortex-M3处理器尤为适用于高性能、极其低成本需求的嵌入式应用，如：微控制器、汽车系统、大型家用电器、网络装置等。

本文即在上述背景的情况下，提出了一个基于ARM Cortex M3控制器的直流电机控制系统。

在直流电机控制系统的硬件设计方面，电路以ARM Cortex M3最小系统为核心，主要包括PWM控制输出模块，基于PCF8576芯片的显示模块，基于FT2232芯片的USB转JTAG口模块，LMD18200驱动模块。

在软件设计方面，充分利用Luminary公司提供的ARM Cotex M3驱动库，采用十分简易的方法对Cortex进行编程，以控制电机的运转。

最后对ARM进行了软件与硬件结合的综合测试。

该控制系统的研制为直流电机在高精度光电技术的应用提供了良好的实验平台。

经过试验，验证了系统的可行性，系统的各项功能及控制精度满足设计要求。

关键词：ARM Cortex M3；PWM；LMD18200驱动模块；Faulhaber2342直流电机；FT2232；USB转JTAG；PCF8576；背极接法；AbstractIn recent years, the general-purpose BLDC motors are widely used in optoelectronic devices drive system. It has features including starting fast, braking in time, may be in the range of advantages such as smooth speed control, commonly used in optoelectronic modulation, zoom in, scanning the field of institutions, such as photovoltaic.ARM is the United Kingdom the world's leading 32-bit embedded RISC core chip design companies, is also a trademark of ARM products, and its embedded ARM core products has been the world's major chip manufacturers to use, based on the development of ARM technology swept the world of embedded market, has become one of the mainstream embedded systems. The latest release of Cortex-M3 processor is particularly applicable to high-performance, extremely low-cost requirements of embedded applications, such as: micro-controllers, automotive systems, large home appliances, network devices. This paper, in the case of the above background, raises an ARM Cortex M3-based DC motor controller control system.In the hardware design of the BLDC motor control system, the core of the system is ARM Cortex M3, including control PWM output module, based on the PCF8576 chip modules, chip FT2232-based JTAG port to the USB module, LMD18200 driver modules. In software design, the system makes full use of Luminary provided ARM Cotex M3 driver library, using a very simple method of Cortex programmed to control the operation of the motor. Finally, the control system has pass through a combination of software and hardware test.The development of the BLDC motor control system provides a good experimental platform for performance testing of photoelectricity technology, and its feasibility has been proved by experiments，the test results indicate that all parameters and functions of the system satisfy the design requirement.Key Words: ARM Cortex M3; PWM; LMD18200; Faulhaber2342 BLDC motor; FT2232; USB TO JTAG; PCF8576; Backpanel目录摘要 (1)Abstract (2)目录 (3)第1章引言 (5)1.1应用背景 (5)1.1.1无刷电机的发展 (5)1.1.2微控制器的发展 (6)1.2 无刷直流电机的介绍 (8)1.2.1无刷直流电机特点 (9)1.2.2无刷直流电机应用 (9)1.3 直流电机控制器的介绍 (12)1.3.1 直流电机控制器的分类 (12)1.3.2 ARM的分类 (12)1.3.3 ARM的应用 (14)第2章系统总体方案设计 (16)2.1 方案论证 (16)2.2 核心部件选型 (17)2.2.1 Luminary ARM Cortex M3 (17)2.2.2 功率控制器件LMD18200 (18)2.2.3 显示驱动芯片PCF8576 (20)2.2.4 USB转JATG口芯片FT2232 (21)2.3 硬件框架图与实验设计 (22)2.4 软件实验设计 (24)2.5 系统总体方案定型 (25)2.6 系统开发环境 (25)第3章系统硬件设计与实现 (26)3.1 硬件开发环境简介 (26)3.2 ARM Cortex最小系统 (27)3.3 LMD18200驱动模块 (29)3.4 PCF8576显示模块 (33)3.5 FT2232 USB转JTAG和串口模块 (36)第4章系统软件设计与实现 (39)4.1 ARM Cortex M3软件开发概述 (39)4.2 软件开发环境简介 (39)4.3 系统软件流程图 (40)4.3.1概述 (40)4.3.2主程序设计及流程图 (40)4.3.3中断程序设计及流程图 (46)第5章系统调试 (49)5.1 检查PCB电路板 (49)5.2 焊接基本元件 (50)5.3 分模块调试系统 (50)第6章总结与展望 (52)6.1总结 (52)6.2技术展望 (52)致谢.................................................................................... 错误！未定义书签。

基于Cortex-M3处理器的步进电机控制系统

步进电机的控制方式是将电脉冲信号转换为角位
移，在未超载的情况下，步进电机的速度和位置分别取
器件都以小型封装形式提供。
决于脉冲频率以及脉冲个数。步进电机控制方便，在众多行业都得到广泛的使用，诸如数控机床、机械包装
ｍｏｔｏｒｍｏｄｕｌｅａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｏｎｔｈｅｓｙｓｔｅｍｍａｉｎｌｏｆｗｃｈａｒｔ．Ｃｏｍｐｒｅａｄｗｉｔｈｏｔｈｅｒ
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ａ叶哉２０１４年第２７卷第１０期
ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉ．＆Ｔｅｃｈ．／Ｏｃｔ．１５．２０１４
基于Ｃｏｒｔｅｘ．ＩＶ１３处理器的步进电机控制系统

基于Cortex-M3的STM32微控制器处理先进电机控制方法

频率和电压之间保持一个恒比。对于入门级电机驱动器，这是一个非常主流的控制方法，合负载特性适非常普通且控制带宽要求不高的应用（功率非常如小的电泵和风扇）不幸地是，。并不是所有的应用都
图１ＳＭ２１３Ｄ可以同时处理双电机控制简单控制任务和数据处使Ｐ
理；其次连接芯片的其余部件（中断请求、ＭＡＤ请求、触发输入）最后，ＳＭ３；使Ｔ２的多路转换
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作者：ｉｃｎｎｅＶｎｅｔＯｄ，意法半导体
变频器的问世和先进的电机控制方法让三相无刷电机（流感应电机或永磁同步电机）交曾经在调速应用领域取得巨大成功。这些高性能的电机驱动器过去主要用于工厂自动化系统和机器人。十年来，电子元器件的大幅降价使得这些电机驱动器能够进
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毕业设计(论文)-基于arm的步进电机细分驱动控制设计[管理资料]

基于ARM的步进电机细分驱动控制设计引言随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，它广泛用于打印机、电动玩具等消费类产品以及数控机床、工业机器人、医疗器械等机电产品中，其在各个国民经济领域都有应用。

研究步进电机的控制系统，对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。

本控制系统的设计，由硬件设计和软件设计两部分组成。

其中，硬件设计主要包括ARM最小系统、控制模块、步进电机驱动模块、数码显示模块等功能模块的设计，以及硬件电路在电路板上的实现。

软件设计包括主程序以及各个模块的控制程序，最终实现对步进电机转动方向及转动速度的控制，并且将步进电机的转动速度动态显示在LED数码管上。

本系统具有智能性、实用性及可靠性的特点。

一、 ARM的简介;ARM（Advanced RISC Machines）处理器是Acorn计算机有限公司面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器。

更早称作Acorn RISC Machine。

ARM处理器本身是32位设计，但也配备16位指令集。

一般来讲比等价32位代码节省达35%，却能保留32位系统的所有优势。

ARM的Jazelle技术使Java加速得到比基于软件的Java虚拟机(JVM)高得多的性能，和同等的非Java加速核相比功耗降低80%。

CPU 功能上增加DSP指令集提供增强的16位和32位算术运算能力，提高了性能和灵活性。

ARM还提供两个前沿特性来辅助带深嵌入处理器的高集成SoC器件的调试，它们是嵌入式ICE-RT逻辑和嵌入式跟踪宏核(ETMS)系列。

：ARM处理器的三大特点是：耗电少功能强、16位/32位双指令集和合作伙伴众多。

1、体积小、低功耗、低成本、高性能；2、支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，能很好的兼容8位/16位器件；3、大量使用寄存器，指令执行速度更快；4、大多数数据操作都在寄存器中完成；5、寻址方式灵活简单，执行效率高；6、指令长度固定。

基于ARMCortex—M3内核的光机电一体化系统的设计

基于ARMCortex—M3内核的光机电一体化系统的设计【摘要】本项目主要针对以往在电脑鼠比赛中所发现的电脑鼠硬件及软件存在的种种问题，采用高性能低功耗32位ARM处理器芯片STM32为核心，以新型的伺服直流电机、红外探测模块、无线模块以及陀螺仪等为基础，研制一款速度更快、稳定性能好，更加准确的电脑鼠。

【关键词】电脑鼠；Cortex-M3；电机；红外；陀螺仪；测速；上位机1.概述人类在科技的发展史上，一直在尝试着想要创造出一个具有肢体、感官、脑力等综合一体的智能机器人，而电脑鼠就是一个很能够用来诠释肢体、感官及脑力综合工作的基本实例，这也是当初电脑鼠被发明的理由，希望能够借助电脑鼠的创作来进而研究与发明更加复杂的机械。

21世纪是一个科技化、智能化的世界，对智能化进行更加深入的研究也是我们自动化专业将来发展的一个方向。

这一年来，通过对电脑鼠的不断改进和研究，我们研发了一款新型的电脑鼠，该电脑鼠以ARM_CortexM3为核心，包括电源模块、伺服电机模块、红外测距模块、陀螺仪模块以及蓝牙通信模块。

以下针对研发步骤以及在研发过程中遇到的问题进行一些说明。

2.系统硬件设计2.1 电源模块电压模块我们采用了开关稳压电源以及线性稳压电源，在设计电源时，我们把每个模块都分开来处理，开关稳压电源采用TPS5430芯片，主要给红外发射模块供电，线性稳压电源TPS77301以及TPS76033均输出3.3V，分别给单片机、陀螺仪，电机及红外驱动等供电。

开关稳压电源主要是给红外发射管提供足够大的电流，满足其对发射功率的要求。

同时，选择了7.4V的可充电锂电池，一方面，体积小、容量较大，另一方面，可以为电机直接提供电源，无需转换。

2.2 伺服直流电机模块电机是电脑鼠的一个核心部分，以往的电机是采用步进电机，比较好控制，但不能提高速度，本系统选择的电机为FAULHABER1524B-009SR直流伺服电机，该电机自带编码器与减速环，通过两路编码器输出，我们可以很快测出电机的转速以及电机转动的方向。

基于单片机控制的步进电机调速系统的设计

基于单片机控制的步进电机调速系统的设计步进电机是一种常用的电机类型，它通常用来实现精确定位和控制运动。

步进电机的控制需要一个精确的调速系统来确保稳定的运行和准确的位置控制。

本文将基于单片机控制的步进电机调速系统进行设计。

首先，我们需要选择合适的硬件以及编程平台。

本设计选择使用Arduino Uno作为单片机控制器，它具有易用性和强大的控制功能。

步进电机选择了NEMA 17型号，它具有较高的分辨率和扭矩输出。

接下来，进行电路设计与连接。

将步进电机的四个线圈连接到单片机的GPIO引脚上，并使用电流驱动模块控制电机的供电。

通过连接外部电源，电流驱动器将为步进电机提供稳定的电流，以确保电机能够正常工作。

在编程方面，首先需要编写初始化代码，配置单片机的GPIO引脚以及串口通信功能。

然后，可以使用Arduino提供的步进电机库来控制电机的旋转。

该库提供了简单的命令来控制步进电机的转动方向和转速。

为了设计调速系统，我们可以使用一个旋转编码器来实时监测电机的转速。

旋转编码器将会测量电机的转动次数，从而计算出电机的转速。

在单片机的程序中，我们可以设置一个目标转速，并根据旋转编码器的数据来调整电机的驱动频率。

为了实现平滑的调速过程，我们可以使用PID控制算法来调整电机的驱动频率。

PID控制算法是一种经典的反馈控制算法，它可以根据目标值和实际值之间的差异来调整控制信号。

通过不断地比较电机的实际速度与目标速度，PID控制算法可以动态地调整电机的驱动频率，以达到稳定的调速效果。

最后，我们可以设计一个用户界面来设置目标速度和监控电机的运行状态。

通过串口通信功能，单片机可以与上位机进行数据交互，用户可以通过上位机发送指令来设置目标速度，并且可以实时监测电机的转速和运行状态。

总结起来，基于单片机控制的步进电机调速系统设计需要进行硬件选择与连接、软件编程以及用户界面设计。

通过合理地选择硬件和软件方案，以及使用PID控制算法，我们可以实现一个稳定且准确的步进电机调速系统。

基于ARM Cortex-M3的运动控制系统与算法设计

ＴｈｅｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍａｎｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｄｅｓｉｇｎｂａｓｅｄｏｎＡＲＭＣｏｒｔｅｘ－Ｍ３
ＺｈｕＧｅ，ＺｈｅｎｇＬｉｘｉｎ，ＬｉｎＸｉａｏｈａｉ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，ＨｕａｑｉａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｍｅｎ３６１０２１，Ｃｈｉｎａ）
摘要：提出一种基于ＡＲＭＣｏｄｅｘ — Ｍ３为核心的运动控制器的新运动控制方案，并给出关键算法。控制系统采用 “ ＡＲＭ运动控制器＋ＰＣ机 ” 的结构。ＰＣ机实现界面功能以及部分预处理功能，运动
ｔｈｅｋｅｙａｌｇｏｒｉｔｈｍｓａｒｅｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｅｄ．ＴｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｕｓｅｓｔｈｅｓｔｍｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅＡＲＭｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒａｎｄＰＣｍａｃｈｉｎｅｓ．ＰＣｃａｎｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄａｐａｒｔｏｆｔｈｅｐｒｅ－ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎｓ，ａｎｄｔｈｅｋｅｙａｌｇｏｒｉｔｈｍｓａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｒｅｃｏｍｐｌｅｔｅｄｂｙｔｈｅｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ．ＴｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｎＣＮＣｐｕｎｃｈｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｃｏｎｔｒｏｌｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｈａｓｔｈｅｈｉｇｈｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ．

基于ARM(Cortex-M3)的智能车控制

基于ARM(Cortex-M3)的智能车控制【摘要】本文设计并实现了一种以ARM芯片（基于Cortex-M3内核）为控制器的智能模型车的硬件与软件设计方案。

该车充分利用ARM Contex-M3多中断，高分辨率计数器的特点，通过灰度传感器采集路况信息，实现快速、安全行驶。

【关键词】ARM；Cortex-M3；智能车；灰度传感器0.引言本文设计并实现了一种基于ARM Cortex-M3控制的智能模型车的硬件与软件设计方案，在特定的黑白车道上实现自主循迹，在智能车大赛中，通过计算机模拟，计算出比赛的最优路径，出色的完成了比赛。

1.总体设计该控制系统以LM3S1607处理器为核心，以直流减速电机为执行器，通过前向与后向灰度传感器采集到的不同灰度值来控制电机速度和转向，进而控制小车的速度与方向。

此小车控制器模块主要包括微处理器、与传感器系统通讯电路、PWM驱动电路、电源供电电路等；执行模块主要包括四个直流减速电机；检测模块包括2向共8路灰度传感器，可以检测前向行驶、后向行驶时的灰度值。

因此智能车整个系统的设计便可分为硬件系统设计和软件系统设计。

硬件系统的设计是做好系统的各个功能模块，完成相应的信号处理功能，而软件系统设计总体上便是构造良好的控制算法，产生和车模当前运行状态对应的不同占空比的PWM 输出来控制电机和舵机。

整个系统由电源模块，控制木块，电机模块，传感器模块，路口检测模块组成[1-2]。

2.具体设计模块2.1控制器模块本设计采用了由Luminary Micro公司Stellaris提供的基于ARM Cortex-M3的系列控制器LM3S1607，要特性包括工业标准的ARM架构，处理速度提高35%，代码量减少45%，嵌入式快速中断控制器支持延时操作和实时性能。

LM3S1607是Stellaris系列的增强型产品，使用高性能的ARM Cortex-M3 32位的RISC内核，工作频率为50MHz，内置高速处理器（高达128 KB单周期Flash 以及32 KB单周期SRAM），包含ARM嵌套向量中断控制器（NVIC），增强I/O 接口以及较低的能耗。

基于Cortex-M3的 STM32微控制器处理先进电机控制方法

基于Cortex-M3 的STM32 微控制器处理先进电机控制
方法
变频器的问世和先进的电机控制方法让三相无刷电机（交流感应电机或永磁同步电机）曾经在调速应用领域取得巨大成功。

这些高性能的电机驱动器过去主要用于工厂自动化系统和机器人。

十年来，电子元器件的大幅降价使得这些电机驱动器能够进入对成本敏感的市场，例如：家电、空调或个人医疗设备。

本文将探讨基于ARM 的标准微控制器如何在一个被DSP 和FPGA 长期垄断的市场上打破复杂的控制模式，我们将以意法半导体的基于Cortex-M3 内核的STM32 系列微控制器为例论述这个过程。

图3：STM32:强固的增长基础
首先，我们回顾一下电机控制的基本原理。

在电机控制系统内，为什么处
理器非常重要？我们为什么需要非常好的计算性能？毕竟，Nicolas Tesla 在一个世纪前发明交流电机时不需要编译器。

只要需要调速，人们无法回避使用逆变器驱动一个性能不错的3 相电机，控制一个永磁同步电机(PMSM)运转更离
不开逆变器，这个复杂的功率电子系统的核心是一个直流转交流的3 相逆变器，其中微控制器起到管理作用，以全数字方式执行普通的三位一体的控制功能：检测（电流、转速、角度）、处理（算法、内务管理）、控制功率开关（最低的配置也至少有6 个开关）。

采用标量控制是一个三相交流电机实现变速运转的最简单方式。

标量控制原理是在施加到电机的频率和电压之间保持一个恒比。

对于入门级电机驱动器，这是一个非常主流的控制方法，适合负载特性非常普通且控制带宽要求不高的应用（如功率非常小的电泵和风扇）。

不幸地是，并。

基于ARMCortex的同步电机控制系统.

基于ARM Cortex的同步电机控制系统随着微型计算机控制技术、电子电力技术、电机控制理论的迅速发展,永磁同步电动机因其优良的性能和多样的结构,在工农业生产、日常生活、航空航天和国防等各个领域中得到广泛应用。

因而,对永磁同步电动机调速控制系统的研究具有重要的理论意义和实用价值。

本文以专用电机控制芯片STM32为控制器,其内核为Cortex-M3,采用矢量控制型的变频调速装置,实现永磁同步电动机的调速控制。

本文主要的研究工作有以下几个方面。

首先查阅国内外相关资料,系统地学习永磁同步电动机相关知识。

依据克拉克和帕克矢量坐标变换规律,得出永磁同步电动机在dq旋转坐标系下的数学模型。

设计基于矢量控制技术的永磁同步电机调速系统。

深入分析采用id=0矢量控制技术和SPWM调制技术的永磁同步电动机调速系统的工作原理,并且详细阐述了系统中速度环和电流环的设计。

本文分别介绍了永磁同步电动机矢量控制系统的硬件和软件设计。

详细地介绍了以STM32为控制核心的控制电路,主回路由脉宽调制逆变器、永磁同步电动机、电流检测电路、速度检测电路组成的永磁同步电机调速控制系统的硬件电路。

细致地阐述了文中的软件设计思路,包括系统的主程序、中断控制程序以及各项子程序的软件设计。

依据永磁同步电动机在dq旋转坐标系下的数学模型,在MATLAB/Simulink仿真工具下建立了永磁同步电机矢量控制系统的仿真模型。

仿真模型是基于三角波比较跟踪的电流滞环控制方式,产生PWM信号控制逆变器。

通过对仿真结果的分析,验证所采用的控制算法的可行性和正确性。

同主题文章【关键词相关文档搜索】：通信与信息系统; 永磁同步电动机; 矢量控制; ARM; 正弦脉冲宽度调制【作者相关信息搜索】：武汉理工大学;通信与信息系统;刘皓春;苏许兵;。

基于cortexM3和步进电机的数字钟控制及其语音播报系统设计

论文格式***********************************************************注意：此为封面格式***********************************************************2011-2012德州仪器C2000及MCU创新设计大赛项目报告题目：基于cortexM3和步进电机的数字钟控制及其语音播报系统设计学校：鲁东大学组别：本科组应用类别：控制系统类平台：C ortex-M3基于cortexM3和步进电机的数字钟控制及其语音播报系统设计摘要（中英文）利用cortexM3单片机，通过串口连接上位机PC，由上位机PC对单片机内的参数进行修改，并实时监控系统的运行状态。

单片机控制系统在整点时间（指定时间）到时，控制单片机进行语音播报以及灯光照明等。

1.引言ARM Cortex™- M3 处理器是行业领先的32 位处理器，适用于具有高确定性的实时应用，已专门开发为允许合作伙伴为范围广泛的设备（包括微控制器、汽车车体系统、工业控制系统以及无线网络和传感器）开发高性能低成本的平台。

该处理器提供出色的计算性能和对事件的卓越系统响应，同时可以应对低动态和静态功率限制的挑战。

该处理器是高度可配置的，可以支持范围广泛的实现（从那些需要内存保护和强大跟踪技术的实现到那些需要极小面积的对成本非常敏感的设备）。

2.系统方案利用cortexM3单片机，通过串口连接上位机PC，由上位机PC对单片机内的参数进行修改，并实时监控系统的运行状态。

单片机控制系统在整点时间（指定时间）到时，控制单片机进行语音播报以及灯光照明等。

3.系统硬件设计原理图及PCB图见附件一******************************************************************** *项目简介项目名称: 基于cortexM3和步进电机的数字钟控制及其语音播报系统设计芯片型号: _____LM3S811_________________一、设计概要利用cortexM3单片机，通过串口连接上位机PC，由上位机PC对单片机内的参数进行修改，并实时监控系统的运行状态。

基于Cortex-M3处理器的步进电机控制系统

基于Cortex-M3处理器的步进电机控制系统
白玉;刘冰;李智
【期刊名称】《电子科技》
【年(卷),期】2014(27)10
【摘要】Cortex-M3是ARM公司最新推出的基于ARMy7体系架构的处理核.步进电机已被广泛的应用于位置、速度等控制领域.文中基于Cortex-M3核设计了具有人机交互界面的步进电机控制系统.整个系统以片上外设丰富的Cortex-M3核ARM芯片为核心,对人机交互界面、电机模块的设计进行了详细分析.在软件上给出了系统的主程序流程图.与其他电机控制系统相比,该设计系统具有操作简单、控制精度高等优点.
【总页数】3页(P43-45)
【作者】白玉;刘冰;李智
【作者单位】沈阳航空航天大学电子信息工程学院,辽宁沈阳110136;沈阳航空航天大学电子信息工程学院,辽宁沈阳110136;沈阳航空航天大学电子信息工程学院,辽宁沈阳110136
【正文语种】中文
【中图分类】TP271+4;TM383.6
【相关文献】
1.基于ARM Cortex-M3的步进电机线性速度控制的实现 [J], 罗鑫;张峰
2.基于Cortex-M3处理器的多旋翼控制系统设计 [J], 刘毅;石瑜;汪琳阁;钟倩;江海
峰;张方
3.采用微处理器的步进电机控制系统 [J], 雷春元
4.基于Cortex-M3处理器的交通监控图像处理系统的设计与应用 [J], 杨磊
5.基于Cortex-M3处理器的交通监控图像处理系统的设计与应用 [J], 杨磊
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