STM32 电机控制 简介
基于stm32的28byj步进电机的控制设计原理
基于stm32的28byj步进电机的控制设计原理
基于STM32的28BYJ步进电机的控制设计原理主要包括以下几个步骤:
1.确定步进电机的型号:28BYJ步进电机是一种减速型永磁式步进电机,其有效最大
外径为28毫米,有四相八拍的工作方式。
2.确定步进电机的工作原理:五线四相步进电机,不同相位得电会让步进电机的转子
转动一个角度,按一定规律给不同的相位通电,就可以让步进电机连续转动。
通电的顺序一般有固定的规律。
3.编写控制程序:通过STM32的IO口和电机四条相线连接,按照顺序给不同的相位
通电,以控制电机的转动。
调换得电的顺序,就可以控制电机的转向。
4.通过改变延时的时间,就可以控制电机的转速,不能太慢,也不要太快,不断调试
到合理范围就行。
5.调试程序:在程序编写完成后,需要进行测试和调试,确保电机能够按照预期工作。
stm32控制步进电机速度算法_解释说明
stm32控制步进电机速度算法解释说明1. 引言1.1 概述在现代工业领域中,步进电机广泛应用于各种自动控制系统中,其具有精确定位、易于控制等优点。
对步进电机进行速度控制是其中的一项重要任务,因为精确控制速度可以使步进电机在工作过程中稳定可靠。
为了实现步进电机的速度控制,本文将介绍一种基于STM32的步进电机速度算法。
通过该算法,可以实时监测步进电机的当前速度,并根据需要进行调整。
这样可以保证步进电机在不同工作负载下都能保持稳定的运行效果。
本文将首先对步进电机原理进行简要介绍,包括其结构和工作原理。
接着,将详细讲解步进电机速度控制的原理和方法。
最后,我们将详细阐述如何使用STM32微控制器来实现这一算法,并给出相应的硬件连接与配置说明。
1.2 文章结构本文主要分为五个部分:引言、步进电机速度控制算法、算法设计与实现、实验结果与分析以及结论与展望。
引言部分主要对整篇文章进行了概述,并明确了文章的目的和结构。
步进电机速度控制算法部分将详细介绍步进电机的原理和速度控制方法。
算法设计与实现部分将讲解如何设计步进电机驱动模块,并进行硬件连接与配置。
同时还将重点介绍软件算法的设计和调试过程。
实验结果与分析部分将说明实验环境和参数设置,以及对实验测量数据进行详细分析。
最后,结论与展望部分总结了整个研究工作的成果,并提出了改进方向和未来的发展建议。
1.3 目的本文旨在介绍一种有效且可靠的STM32控制步进电机速度算法。
通过该算法,可以准确地控制步进电机的转速并保证其在不同负载下运行稳定。
同时,本文还希望能够为步进电机速度控制领域的研究提供参考,并为相关工程应用提供技术支持。
2. 步进电机速度控制算法:2.1 步进电机原理简介:步进电机是一种特殊的直流电动机,它通过逐步驱动来控制旋转角度。
步进电机由固定数量的磁极组成,每一次收到脉冲信号时,它会前进一个固定的角度(步数)。
步进电机通常用于需要精确位置和速度控制的应用。
stm32步进电机控制教程
本教程介绍步进电机驱动和细分的工作原理,以及stm32103为主控芯片制作的一套自平衡的两轮车系统,附带原理图pcb图和源代码,有兴趣的同学一起来吧.本系统还有一些小问题,不当之处希望得到大家的指正.一.混合式步进电机的结构和驱动原理电机原理这部分不想讲的太复杂了,拆开一台电机看看就明白了。
电机的转子是一个永磁体,它的上面有若干个磁极SN组成,这些磁极固定的摆放成一定角度。
电机的定子是几个串联的线圈构成的磁体。
出线一般是四条线标记为A+,A-,B+,B-。
A相与B相是不通的,用万用表很容易区分出来,至于各相的+-出线实际是不用考虑的,任意一相正负对调电机将反转。
另外一种出线是六条线的只是在A相和B相的中间点做两条引出线别的没什么差别,六出线的电机通过中间出线到A+或A-的电流来模拟正向或负向的电流,可以在没有负相电流控制的电路中实现电机驱动,从而简化驱动电路,但是这种做法任意时刻只有半相有电流,对电机的力矩是有损失的。
步进电机的转动也是电磁极与永磁极作用力的结果,只不过电磁极的极性是由驱动电路控制实现的。
我们做这样的一个实验就可以让步进电机转动起来。
1找一节电池正负随意接入到A相两端;然后断开;(记为A正向)2再将电池接入到B相两端; 然后断开;(记为B正向)3电池正负对调再次接入A相; 然后断开;(记为A负向)4保持正负对调接入B 相;然后断开;(记为B负向)…如此循环你会看到步进电机在缓慢转动。
注意电机的相电阻是很小的接通时近乎短路。
我们将相电流的方向记录下来应该为:A+B+A-B-A+…,如果我们更换接线顺序使得相电流顺序为A+B-A-B+A+…这时我们会看到电机向反方向运动。
这里每切换一次相电流电机都会转动一个很小的角度,这个角度就是电机的步距角。
步距角是步进电机的一个固有参数,一般两相电机步距角为1.8度即切换200次可以让电机转动一圈。
这里我们比较正反转的电流顺序可以看出A+和A-;B+和B-的交换后的顺序和正反顺序是一致的,也就是前面所说的”任意一相正负对调电机将反转”。
STM32如何实现电机控制
STM32如何实现电机控制STM32是一款广泛应用于嵌入式系统中的微控制器,它提供了强大的控制能力和丰富的外设接口,可以方便地实现电机控制。
下面将从电机的种类、电机控制原理、STM32的外设接口和编程方法等方面来介绍如何使用STM32实现电机控制。
第一部分:电机种类与控制原理电机广泛应用于各个领域,常见的电机包括直流电机(DC Motor)、步进电机(Stepper Motor)和无刷直流电机(Brushless DC Motor,简称BLDC Motor)等。
不同类型的电机有不同的控制原理。
直流电机控制原理:直流电机通过改变电压的极性和大小来实现控制。
可以通过改变电源的正负极性实现不同的转向,通过改变电压的大小来实现不同的转速。
步进电机控制原理:步进电机通过依次激励不同的线圈来实现控制。
可以通过改变线圈的激励顺序和频率来控制步进角度和转速。
无刷直流电机控制原理:无刷直流电机通过依次激励不同的相位来实现控制。
通常需要使用传感器或者反馈信号来确定转子的位置,然后根据转子位置来控制电流的方向和大小。
第二部分:STM32的外设接口通用定时器(General Purpose Timer):STM32的通用定时器具有多个独立的计数器和比较模块,可以用来生成各种频率和占空比的PWM信号,用于控制电机的速度和方向。
通用输入输出(General Purpose Input/Output,简称GPIO):STM32的GPIO可以用来控制电机的使能端、方向端、步进端等。
通过配置GPIO的工作模式和输出状态,可以实现电机的控制。
模拟输入输出(Analog Input/Output):STM32的模拟输入接口可以用来检测电机的位置和速度等信息,可以通过模拟输出接口来控制电机的电压和电流等。
第三部分:STM32的编程方法标准外设库:标准外设库是由ST提供的一套用于STM32编程的库。
它提供了丰富的函数和接口,可以方便地使用STM32的外设进行编程。
STM32_马达控制套件介绍
STM32_马达控制套件介绍STM32马达控制套件是一款专为电动机控制设计的开发板。
它采用了STMicroelectronics的STM32微控制器,提供了丰富的功能和灵活的接口,使得用户可以轻松地对电动机进行控制和监测。
在本文中,我们将介绍STM32马达控制套件的主要特点和优势。
首先,STM32马达控制套件具有低功耗和高性能的特点。
它使用了STMicroelectronics的低功耗微控制器系列,其中包括了Cortex-M0, Cortex-M3和Cortex-M4架构的产品。
这些微控制器具有高性能的处理能力和低功耗的特点,能够满足对于电动机控制的高要求。
其次,STM32马达控制套件具有丰富的接口和功能。
它提供了多种不同类型的接口,包括UART、SPI、I2C、CAN等,以便于与其他设备进行通信。
此外,它还内置了用于电机控制的专用接口,如PWM输出、编码器输入等,方便用户对电机进行精确控制和监测。
另外,STM32马达控制套件还具有丰富的软件支持。
它提供了一套完整的驱动程序和库函数,可以方便地进行开发和调试。
用户只需要简单地调用这些函数,就可以实现电动机的控制、监测和自诊断等功能。
此外,STMicroelectronics还提供了一些开发工具和示例代码,方便用户快速上手开发。
除此之外,STM32马达控制套件还具有很好的可扩展性。
它的硬件设计采用了模块化的结构,用户可以根据自己的需求选择不同的模块进行组合。
例如,用户可以选择不同类型的电机控制芯片、驱动器芯片或传感器芯片来扩展功能。
这种模块化的设计使得STM32马达控制套件具有很好的灵活性,能够适应不同应用场景的需求。
总结起来,STM32马达控制套件是一款功能丰富、易于使用和高性能的开发板。
它提供了低功耗和高性能的微控制器、丰富的接口和功能、完善的软件支持以及良好的可扩展性。
这些特点使得它非常适合用于电动机控制和监测应用。
无论是对于初学者还是专业开发者来说,STM32马达控制套件都是一个非常好的选择。
基于STM32直流电机控制程序
STM32 直流减速电机控制直流减速电机控制中,最常用的方法就是通过PWM来控制直流电机的转速。
在控制小车走直线的过程中,需要两者的转速一置(如果要走得很直,还需要在短时间内保证两者的行程大致相当,这可以用PID算法来控制,以后的文章中会专门叙述)。
因此,在检测到两者转速不一样时,需要动态调整其中一个或两个轮子的PWM的点空比(简单点的就以一个轮为基准,调整另外一个轮子即可;如果以一个固定的标准的话,需要调整两个轮子的PWM占空比)。
程序第一步:设置GPIO,略(输出PWM的管脚用Mode_AF_PP即可)程序第二步:设置定时器,(保证产生两路PWM即可,我用的是TIM4)void TIM4_Configuration(void){TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;//时间基初始化TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=144; //18K/144=125Hz,这个是电机PWM的频率TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=4000; //72000000/4000=18KTIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0x0000;TIM_TimeBaseInit(TIM4,&TIM_TimeBaseInitStructure);//输出比较模式设置,用于4路PWM输出TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM2; //输出PWMTIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable; //使能正向通道TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState=TIM_OutputState_Disable; //失能反向通道TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=PWM_L; //左轮DIR的占空比TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_Low; //输出极性为低电平TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity=TIM_OCPolarity_High;//互补输出极性为高电平TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState=TIM_OCIdleState_Set;TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState=TIM_OCNIdleState_Reset;TIM_OC1Init(TIM4,&TIM_OCInitStructure); //PWM_L初始化TIM_OC1PreloadConfig(TIM4,TIM_OCPreload_Disable); //改变点空比后,立即产生效应TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=PWM_R; //左轮PWM的占空比TIM_OC2Init(TIM4,&TIM_OCInitStructure); //PWM_R初始化TIM_OC2PreloadConfig(TIM4,TIM_OCPreload_Disable); //改变点空比后,立即产生效应//使能定时器4TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);TIM_CtrlPWMOutputs(TIM4,ENABLE);}程序第三步:在SysTick中断中,读取两个轮子的速(具体的方法是:每0.1秒读一次,并以此人作为速度的依据),并比较,如果以右轮为基准,则调整左轮的PWM占空比。
STM32实现电机的PID控制
PID控制应该算是非常古老而且应用非常广泛的控制算法了,小到热水壶温度控制,大到控制无人机的飞行姿态和飞行速度等等。
在电机控制中,PID算法用得尤为常见。
一、位置式PID1.计算公式在电机控制中,我们给电机输出的是一个PWM占空比的数值。
话不多说,直接上位置式PID基本公式:控制流程图如下:上图中的目标位置一般我们可以通过按键或者开关等方式编程实现改变目标值,测量位置就是通过stm32 去采集编码器的数据。
目标位置和测量位置之间作差就是目前系统的偏差。
送入PID 控制器进行计算输出,然后再经过电机驱动的功率放大控制电机的转动去减小偏差,最终达到目标位置的过程。
2.C语言实现如何把我们以上的理论分析和控制原理图使用C 语言写出来呢,这是一个有趣且实用的过程。
位置式PID 具体通过C 语言实现的代码如下:int Position_PID (int Encoder,int Target){static float Bias,Pwm,Integral_bias,Last_Bias;Bias=Target- Encoder; //计算偏差Integral_bias+=Bias; //求出偏差的积分//PID基本公式Pwm=Position_KP*Bias+Position_KI*Integral_bias+Position_KD*(Bias-Last_Bias);Last_Bias=Bias; //保存上一次偏差return Pwm; //输出}入口参数为编码器的位置测量值和位置控制的目标值,返回值为电机控制PWM(现在再看一下上面的控制框图是不是更加容易明白了)。
第一行是相关内部变量的定义。
第二行是求出位置偏差,由测量值减去目标值。
第三行通过累加求出偏差的积分。
第四行使用位置式PID 控制器求出电机PWM。
第五行保存上一次偏差,便于下次调用。
最后一行是返回。
二、增量式PID1.计算公式速度闭环控制就是根据单位时间获取的脉冲数(这里使用了M 法测速)测量电机的速度信息,并与目标值进行比较,得到控制偏差,然后通过对偏差的比例、积分、微分进行控制,使偏差趋向于零的过程。
stm32驱动电机的工作原理
stm32驱动电机的工作原理一、引言电机作为现代工业中不可或缺的设备之一,其驱动方式多种多样,其中一种常见的驱动方式是使用stm32单片机来驱动电机。
本文将详细介绍stm32驱动电机的工作原理。
二、stm32驱动电机的基本原理stm32单片机作为一种高性能、低功耗的微控制器,具有丰富的外设和强大的计算能力。
在驱动电机时,stm32通过引脚控制电机的正反转、速度和位置等参数。
具体的工作原理如下:1. 电机的正反转控制stm32通过控制引脚的电平可以实现电机的正反转。
通过将引脚设置为高电平或低电平,可以改变电机的转向。
通常情况下,将引脚设置为高电平表示正转,低电平表示反转。
2. 电机的速度控制stm32通过PWM(脉冲宽度调制)信号可以实现对电机速度的控制。
通过改变PWM信号的占空比,可以调整电机的转速。
占空比越大,电机转速越快;占空比越小,电机转速越慢。
3. 电机的位置控制stm32可以通过编码器等传感器获取电机的位置信息,并根据设定的目标位置来控制电机的运动。
通过不断地检测电机的位置,并进行反馈控制,stm32可以精准地控制电机的运动,实现各种复杂的运动轨迹。
三、stm32驱动电机的具体实现步骤stm32驱动电机的具体实现步骤如下:1. 初始化引脚和外设需要初始化stm32的GPIO引脚和定时器等外设。
GPIO引脚用来控制电机的正反转,定时器用来生成PWM信号。
2. 设置引脚电平根据所需的转向,设置GPIO引脚的电平。
通过改变引脚的输出电平,可以实现电机的正反转。
3. 设置PWM信号根据所需的转速,设置定时器的计数值和占空比。
通过改变计数值和占空比,可以实现不同的转速控制。
4. 控制电机运动根据需要控制电机的位置,可以通过编码器等传感器获取电机的实际位置,并与目标位置进行比较。
根据比较结果,调整PWM信号和引脚电平,控制电机的运动,使其逐渐接近目标位置。
四、总结通过stm32驱动电机的工作原理可以看出,stm32单片机作为一种强大的微控制器,具有丰富的外设和灵活的控制方式,可以实现对电机的精确控制。
stm32控制步进电机加减速
stm32控制步进电机加减速 实习公司项⽬需要控制步进电机,电机⽅⾯主要包括控制运动、加减速、限位。
下⾯介绍⼀下在电机控制⽅⾯的⼼得,由于对于电机的控制不需要很精确,并且⾃⾝能⼒有限,相⽐于⼤⽜有很⼤的差距。
1.需要实现的功能 主要是控制滑块的运动,开始运动时需要加速,当稳定在最⾼速度时匀速运动,检测到下端限位信号时,开始减速直到停⽌,然后进⾏反向加速,匀速,检测到上端限位时停⽌运动。
加速——匀速——减速——停⽌——反向——加速——匀速——停⽌2.硬件部分 本次电机为两相四线步进电机,两相:电机有两个线圈(绕组),四线:电机有四根线,⼀般是A+ A- B+ B-。
有些电机不会标注出线的极性,其实可以⽤万⽤表测,短接的就是同⼀个绕组,或者短接之后电机转动很费⼒,也代表是同⼀个绕组。
驱动 电机的运动需要较⼤的电流,这取决于电机本⾝和负载,所以通常需要驱动芯⽚。
⽽且驱动芯⽚可以实现许多附加的功能,包括细分、休眠、保护等。
本次采⽤的是DRV8825驱动芯⽚模块。
模块的介绍图如图所⽰: 引脚介绍: 1.ENABLE/:使能引脚,⾼电平停⽌⼯作,低电平正常⼯作; 2.M0-M2:代表细分,最⼤可以达到32细分,这部分可以参考datasheet; 3.RESET/ 、SLEEP/:低电平会休眠和复位,因此电机正常⼯作时,两个引脚接⾼电平; 4.STEP:最重要的引脚,通过单⽚机给这个引脚PWM信号,控制电机运动; 5.DIR:0和1控制电机⽅向; 6.VMOT:供电引脚,⼀般⽤12-20V就可以了; 7.B2-A1:接电机四根线; 8.FAULT/:接⾼电平⼯作;光电限位 光电限位采⽤的反射型,型号为sy1200,感应距离为1-4mm,当没有遮挡时,输出低电平;有遮挡时,代表有光反射回来,输出⾼电平;测试过程中,发现最好采⽤⽩⾊的平⾯反射,效果更好。
3.软件部分 软件主要就是通过stm32输出PWM脉冲,脉冲的频率决定了电机的速度。
stm32高级定时器 多通道控制步进电机 标准函数
标题:STM32高级定时器多通道控制步进电机标准函数一、STM32高级定时器简介1.1 STM32高级定时器的概念STM32系列微控制器中的高级定时器是一种功能强大的定时器,可以实现多通道控制、高精度定时等功能。
1.2 高级定时器的特点高级定时器具有多通道控制、PWM波形发生、编码器接口、定时周期计数等特点,非常适合用于控制步进电机。
二、多通道控制步进电机2.1 步进电机控制原理步进电机是一种将电能转化为机械能的设备,通过对电流的控制来驱动电机旋转。
多通道控制可以实现单步控制、微步控制等功能。
2.2 高级定时器在步进电机控制中的应用高级定时器的多通道控制功能可以实现对步进电机的精确控制,通过定时器的定时周期和占空比设置,可以实现步进电机的旋转角度控制。
三、标准函数的应用3.1 标准函数库的介绍STM32标准函数库是由ST公司提供的一套功能丰富的软件库,其中包含了丰富的功能函数和驱动程序,可以大大简化开发者的开发流程。
3.2 标准函数在高级定时器中的应用开发者可以通过调用标准函数库中提供的函数来实现对高级定时器的初始化、配置和控制,从而实现对步进电机的精确控制。
结语:通过本文对STM32高级定时器多通道控制步进电机标准函数的介绍,可以看出高级定时器在步进电机控制中具有重要的应用价值。
通过合理的设置定时器参数和调用标准函数库中的函数,开发者可以实现对步进电机的精确控制,为实际应用提供了便利。
希望本文能够帮助读者更深入地了解高级定时器多通道控制步进电机标准函数的应用,并且在实际开发中加以应用。
很抱歉,我似乎在给出的回复中存在了重复。
以下是补充的新内容:四、高级定时器的多通道控制方式4.1 多通道控制原理STM32的高级定时器可以实现多通道控制,将一个定时器的计时和控制功能分配给多个通道,实现多个功能的控制。
4.2 多通道控制的优势通过多通道控制,可以实现对多个外设设备的并行控制,减少了对多个定时器的占用,提高了系统资源的利用效率。
基于STM32的永磁同步电机的控制共3篇
基于STM32的永磁同步电机的控制共3篇基于STM32的永磁同步电机的控制1永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)是一种极具应用前景的高性能电机,被广泛应用于交通工具、家电、机械设备等领域。
随着电动汽车、新能源等产业的发展,PMSM的控制技术也越来越受到关注。
本文将基于STM32单片机,介绍PMSM的控制过程和相关技术。
一、PMSM的基本原理PMSM的基本原理是将定子上的三相绕组和转子上的永磁体之间的电磁作用力转化为机械转矩。
其中,定子上的三相绕组通过交流电源得到三相交流电,产生旋转磁场。
转子上的永磁体则产生磁动势,与旋转磁场作用产生转矩。
为了使PMSM能够实现精确的控制,需要知道其电磁状态,即定子电流、转子位置等信息。
接下来,我们将介绍PMSM的控制过程和所需技术。
二、PMSM的控制过程1. 传感器获取PMSM的控制需要准确的电磁状态信息,因此需要安装传感器获取定子电流、转子位置等信息。
一般来说,采用霍尔传感器或编码器获取转子位置信息,采用霍尔电流传感器或电阻分压电路获取定子电流信息。
2. 位置估算针对没有安装位置传感器的情况,可以采用磁场观测器或滑模观测器等算法来实现位置估算。
3. 控制算法选择对于PMSM的控制算法,可以选择基于直流型或交流型控制的空间矢量调制(Space Vector Modulation,简称SVPWM)或PI控制等算法。
其中,基于直流型控制的SVPWM由于计算量小、实现简单,更适合嵌入式单片机平台。
4. 控制器的设计与实现选择STM32单片机作为PMSM控制器,需要进行硬件和软件的设计与实现。
在硬件设计方面,需要选择合适的器件如功率MOS管、光耦、保险丝等;在软件实现方面,需要编写电机控制程序,实现数据采集、控制算法等功能。
5. 闭环控制系统搭建为了保证PMSM控制精度,需要建立闭环控制系统。
一般由电流环、速度环、位置环组成。
stm32控制步进电机原理
stm32控制步进电机原理
STM32控制步进电机的原理是通过数字信号控制步进电机的
运动。
步进电机是一种电动机,可将电能转换成机械能,其特点是可以精确地控制旋转角度和位置。
在STM32开发板上,通常会使用GPIO(通用输入输出)引
脚来控制步进电机。
首先,需要设置GPIO引脚为输出模式。
然后,通过更改GPIO输出的高低电平来控制步进电机的转动。
具体来说,步进电机通常有两相或四相,每相对应一个线圈。
通过控制线圈的电流,可以使步进电机旋转到特定的角度。
在控制步进电机时,需要按照一定的顺序依次激活不同线圈,以实现步进电机的转动。
在STM32的程序中,可以使用定时器来生成脉冲信号,控制
步进电机的转动。
通过编写程序,使用定时器以特定的频率产生脉冲信号,并按照预定的顺序依次改变GPIO输出的状态,
从而控制步进电机转动的步数和方向。
在具体的应用中,可以根据步进电机的型号和工作要求,调整定时器的配置参数,如频率和占空比,以实现步进电机的精确控制。
需要注意的是,在控制步进电机时,还需要考虑到电机的驱动电流和供电电压,以及保护电路的设计,以确保步进电机的正常运行和保护电子设备安全。
总结起来,STM32控制步进电机的原理是通过数字信号控制步进电机的运动,使用GPIO引脚和定时器生成脉冲信号,依次改变线圈的电流激活顺序,从而控制步进电机的转动。
STM32通过ULN2003对步进电机进行控制
STM32通过ULN2003对步进电机进⾏控制1 前⾔本实验是基于STM32103芯⽚和ULN2003进⾏对步进电机的控制。
2 ULN2003的基本介绍2.1 ULN2003的概述ULN2003是⾼耐压、⼤电流复合晶体管阵列,由七个硅NPN 复合晶体管组成。
⼀般采⽤DIP—16 或SOP—16 塑料封装。
ULN2003的主要特点:ULN2003 的每⼀对达林顿都串联⼀个2.7K 的基极电阻,在5V 的⼯作电压下它能与TTL 和CMOS 电路直接相连,可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。
ULN2003 ⼯作电压⾼,⼯作电流⼤,灌电流可达500mA,并且能够在关态时承受50V 的电压,输出还可以在⾼负载电流并⾏运⾏。
2.2 ULN2003的作⽤ULN2003是⼤电流驱动阵列,多⽤于单⽚机、智能仪表、PLC、数字量输出卡等控制电路中,可直接驱动继电器等负载。
输⼊5VTTL电平,输出可达500mA/50V。
简单地说,ULN2003其实就是⽤来放⼤电流的,增加驱动能⼒。
⽐如说单⽚机输出引脚⼀般输出就⼏mA,是⽆法驱动电机、继电器或者电磁阀的,像要让直流电机转需要500mA,⽽⽤ULN2003放⼤后,可以通过单⽚机的输出引脚直接控制这些设备。
⽽我们⽂章的⽬的是使⽤ULN2003芯⽚来增⼤单⽚机的输出电流使得单⽚机的输出电流可以驱动步进电机。
2.3 ULN2003的引脚图和功能引脚1:CPU脉冲输⼊端,端⼝对应⼀个信号输出端;引脚2:CPU脉冲输⼊端;引脚3:CPU脉冲输⼊端;引脚4:CPU脉冲输⼊端;引脚5:CPU脉冲输⼊端;引脚6:CPU脉冲输⼊端;引脚7:CPU脉冲输⼊端;引脚8:接地;引脚9:该脚是内部7个续流⼆极管负极的公共端,各⼆极管的正极分别接各达林顿管的集电极。
⽤于感性负载时,该脚接负载电源正极,实现续流作⽤。
如果该脚接地,实际上就是达林顿管的集电极对地接通;引脚10:脉冲信号输出端,对应7脚信号输⼊端;引脚11:脉冲信号输出端,对应6脚信号输⼊端;引脚12:脉冲信号输出端,对应5脚信号输⼊端;引脚13:脉冲信号输出端,对应4脚信号输⼊端;引脚14:脉冲信号输出端,对应3脚信号输⼊端;引脚15:脉冲信号输出端,对应2脚信号输⼊端;引脚16:脉冲信号输出端,对应1脚信号输⼊端。
基于stm32103的步进电机控制系统设计
基于stm32103的步进电机控制系统设计步进电机是一类常用的电机,广泛应用于控制系统中。
本文旨在介绍步进电机及其在控制系统中的应用,并概述本文的研究目的和重要性。
步进电机是一种将电脉冲信号转换为旋转运动的电机。
构成和工作方式步进电机由定子、转子和驱动电路组成。
定子是电磁铁,可以根据输入的电流控制电磁铁产生磁场。
转子是由磁性材料制成的旋转部分,定子的磁场会使得转子受到磁力的作用而旋转。
步进电机的工作方式是通过不断输入脉冲信号来控制电机的运动。
每一次输入一个脉冲信号,步进电机就会转动一定的步进角度。
步进角度取决于步进电机的类型和驱动电路的设置,常见的步进角度有1.8度和0.9度。
输入脉冲信号旋转的步进角度输入脉冲信号的频率和方向决定了步进电机的转动速度和方向。
每一个脉冲信号的到来,步进电机会按照预定的步进角度旋转。
例如,若步进电机的步进角度为1.8度,那么每接收一个脉冲信号,步进电机就会旋转1.8度的角度。
综上所述,步进电机通过输入脉冲信号实现了精确而可控的旋转运动。
本文将阐述基于STM单片机的步进电机控制系统设计。
该设计包括硬件电路设计和软件程序设计。
本文将介绍如何通过STM与步进电机进行通信和控制,以实现预定的步进运动。
步进电机控制系统的硬件电路设计主要包括以下部分:步进电机驱动电路:通过STM的GPIO口控制步进电机驱动电路,实现电机的正转、反转和停止等操作。
电源电路:为步进电机提供稳定的电源供电,保证系统正常工作。
外设接口:设计相应的接口电路,实现STM与外部设备的连接。
步进电机控制系统的软件程序设计主要涉及以下方面:初始化设置:在程序开始运行时,对STM进行初始化设置,包括引脚配置、时钟设置等。
步进电机驱动程序:编写相应的程序代码,通过GPIO口控制步进电机的驱动电路,实现电机的正转、反转和停止等操作。
运动控制程序:编写相应的程序代码,通过控制步进电机的驱动电路,实现预定的步进运动,包括移动一定的步数、以特定的速度旋转等。
基于STM32无位置传感器无刷直流电机控制器设计
基于STM32无位置传感器无刷直流电机控制器设计一、本文概述本文主要探讨了基于STM32无位置传感器无刷直流电机控制器的设计。
随着现代科技的不断进步,电机控制技术也在日益成熟。
无刷直流电机(Brushless DC Motor, BLDC)作为一种高效、低噪音的电机类型,被广泛应用于各种工业和消费电子产品中。
然而,传统的无刷直流电机控制器通常需要位置传感器来监测电机的运行状态,这不仅增加了系统的复杂性和成本,还可能因为传感器的故障或误差影响电机的控制效果。
针对这一问题,本文提出了一种基于STM32的无位置传感器无刷直流电机控制器设计方案。
该方案利用STM32微控制器强大的处理能力和灵活的编程接口,结合先进的电机控制算法,实现了对无刷直流电机的无位置传感器控制。
文章首先介绍了无刷直流电机的基本原理和控制方法,然后详细阐述了基于STM32的无位置传感器控制器的硬件和软件设计,包括电机驱动电路、电流采样电路、控制算法等关键部分。
通过实验验证了所设计的无位置传感器无刷直流电机控制器的有效性和可靠性,为无刷直流电机的无位置传感器控制提供了一种新的解决方案。
本文的研究不仅有助于推动无刷直流电机控制技术的发展,还可为相关领域的研究人员和工程师提供有益的参考和借鉴。
通过深入研究和不断优化无位置传感器无刷直流电机控制器的设计,有望进一步提高电机的控制精度和效率,降低系统成本和维护难度,推动无刷直流电机在更多领域的应用。
二、无刷直流电机基本原理无刷直流电机(Brushless Direct Current,简称BLDC)是一种采用电子换向器替代传统机械换向器的直流电机。
它利用电子换向技术,实现了电机的高效、低噪音、长寿命运行。
无刷直流电机通常由永磁体、定子、转子和电子控制器四部分组成。
无刷直流电机的基本工作原理是电磁感应和换向控制。
当电机定子上的线圈通电时,会产生一个旋转磁场。
这个旋转磁场会与转子上的永磁体相互作用,从而使转子产生旋转力矩。
基于stm32控制的步进电机程序代码
基于stm32控制的步进电机程序代码本文将介绍如何使用STM32控制步进电机,并提供相应的程序代码供参考。
步进电机是一种常用的电动机,其运动是通过控制电流来实现的。
通过STM32微控制器,我们可以灵活地控制步进电机的转动速度、方向和步数。
步进电机简介步进电机是一种特殊的电动机,可以将固定的角度转动称为步进角。
它由多个电磁线圈和齿轮组成,通过不同的相序控制电流的通断,从而实现转动。
步进电机通常有两种工作方式:全步进和半步进。
全步进模式下,步进电机按照一定的相序依次通断电流,从而实现转动。
半步进模式下,步进电机可以在每个全步进之间以半个步进的方式运行。
全步进模式有较高的转动精度,半步进模式有更高的分辨率。
STM32控制步进电机STM32是意法半导体(STMicroelectronics)公司开发的一款高性能32位单片机。
它具有丰富的外设和强大的处理能力,适合于使用步进电机的应用。
步进电机可以通过动态控制电流和相序来实现精确的转动。
对于STM32来说,我们可以使用GPIO来控制步进电机的相序,通过PWM输出来控制步进电机的电流大小。
以下是一个实现步进电机控制的示例代码:#include "stm32f1xx.h"#include "stm32f1xx_nucleo.h"// 定义步进电机的相序uint8_t sequence[] = {0x0C, 0x06, 0x03, 0x09};// 定义当前相序的索引uint8_t sequence_index = 0;// 定义当前步进的方向uint8_t direction = 0;// 定义每个相序的持续时间(单位:毫秒)uint16_t sequence_delay = 10;// 初始化GPIO和PWMvoid init_GPIO_PWM() {// 初始化GPIO口GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3; GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);// 初始化PWMRCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 999;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 0;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseInitStruct);TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStruct;TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = 500;TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStruct);TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);}// 控制步进电机的转动void step_motor_control() {// 设置当前相序GPIO_Write(GPIOA, sequence[sequence_index]);// 切换方向if (direction == 0) {sequence_index++;if (sequence_index >= 4) {sequence_index = 0;}} else {sequence_index--;if (sequence_index < 0) {sequence_index = 3;}}// 延时一段时间HAL_Delay(sequence_delay);}int main(void) {// 初始化GPIO和PWMinit_GPIO_PWM();while (1) {// 控制步进电机的转动step_motor_control();}}以上示例代码通过包含STM32 HAL库(HAL库是ST公司提供的一套可移植的硬件抽象层)来实现GPIO和PWM的初始化。
STM32电机控制【重量级库函数】解析
STM32电机控制【重量级库函数】解析STM32电机控制重量级库函数解析Foc_svpwm.c归属组:arithmetic描述:PWM配置和SVPWM计算函数:函数功能描述输⼊参数输出参数调⽤函数在何处被调⽤SvpwmLMotorConfig(void) 对左电机⽤到外设进⾏配置⽆⽆⽆foc_port.c/ FOCPortPeripheralConfig() SvpwmRMotorConfig(void) 对右电机⽤到外设进⾏配置⽆⽆⽆foc_port.c/ FOCPortPeripheralConfig()SvpwmTimerSynchConfig(void) 双电机pwm控制时钟源Timer1、8同步,配置TIM1、TIM8、TIM5进⾏时钟同步⽆⽆⽆foc_port.c/FOCPortInit()SvpwmCalcDutyCycles(STATOR_VOLTAGE,u8) ⼜Valpha、Vbeta输⼊⽣成SVPWM波形typedef struct //Valpha Vbeta{s16 V alfa;s16 Vbeta;}STATOR_VOLTAGE;U8 mc_ch //电机通道,左电机or右电机⽆⽆foc_encoder.c/FOCEncoderStartUp(u8 mc_ch)foc_port.c/FOCPortArithmeticModel(u8 mc_ch)Foc_port.c归属组:arithmetic描述:FOC配置和算法接⼝模块函数:函数功能描述输⼊参数输出参数调⽤函数在何处被调⽤SvpwmRMotorConfig()InjectADCConfig()InjectADCRegularDMAConfig()Foc_port.c/FOCPortInit()FOCPortInit(void) 电机控制配置,外设和变量的初始化⽆⽆FOCCurrentPIDInit()FOCPortPeripheralConfig()InjectADCReadEn()SvpwmTimerSynchConfig()InjectADCPhaseCaliPend()App_main.c/App_TaskStart()SysDetectErrLED()FOCPortSwitchMotorCtrlChannel(void) 切换电机控制通道,在T1溢出中断中被调⽤,切换FOC电机控制通道⽆⽆InjectADCSwitchADCTriSource() InjectADCSwitchADCSampleCH()Stm32f10x_it.c/TIM1_UP_IRQHandlerFOCPort_CalcCurrentDerr(u8 mc_ch) 计算电流⽮量Iq的加速度,其实就是计算在⼀定间隔时间内的差值U8 mc_ch //电机通道,左电机or 右电机⽆⽆Foc_port.c/FOCPortArithmeticModel(u8mc_ch)FOCPortArithmeticModel(u8 mc_ch) FOC模型函数的调⽤,clark--park--Id/Iq控制--逆park--svpwm U8 mc_ch //电机通道,左电机or 右电机⽆InjectADCGetPhaseCurrValues()FOCCoordTransClark()FOCCoordTransPark()FOCCoordTransRevParkCircleLimitation()FOCCoordTransRevPark()CALC_SVPWM()FOCPort_CalcCurrentDerr()Stm32f10x_it.c/ADC1_2_IRQHandler()在ADC转换结束中被调⽤Foc_inject_adc.c归属组:arithmetic描述:三相电流采样ADC配置和注⼊式触发采样等的处理函数函数:函数功能描述输⼊参数输出参数调⽤函数在何处被调⽤InjectADC_PhaseCurrentCaliEn(void) 关闭pwm输出,使能相电流校准开关⽆⽆⽆Foc_inject_adc.c/InjectADCPhaseCaliPend()InjectADCReadEn(FunctionalState cmd) 使能三相注⼊式采样电流读取Cmd (ENABLE orDISALBE)⽆⽆Foc_port.c/FOCPortInit()Bool InjectADCPhaseCaliPend(u8 sw) 相电流ADC初始值校准U8 sw bool InjectADC_PhaseCurrentCaliEn ()Foc_port.c/ FOCPortInit()InjectADC_ConvConfig(void) 三相注⼊式ADC配置,配置注⼊式ADC的寄存器⽆⽆⽆Foc_inject_adc.c/InjectADC_PhaseCurrReadCali()InjectADC_PhaseCurrReadCali() 三相ADC读取值校准⽆⽆InjectADC_ConvConfig(void) Foc_inject_adc.c/ InjectADCConfig()InjectADCRegularDMAConfig() 常规ADC通道DMA配置,DMA寄存器的配置⽆⽆⽆Foc_port.c/FOCPortPeripheralConfig()InjectADCConfig() 注⼊式ADc的配置⽆⽆InjectADC_PhaseCurrReadCali()Foc_port.c/ FOCPortPeripheralConfig()InjectADCSwitchADCTriSource(u8 mc_ch) 切换左右电机ADC注⼊式采样的时钟源u8 mc_ch //电机通道,左电⽆⽆foc_port.c/FOCPortSwitchMotorCtrlChannel()InjectADCSwitchADCSampleCH(u8 mc_ch) 切换左右电机ADC注⼊式采⽤通道u8 mc_ch //电机通道,左电机or 右电机⽆⽆foc_port.c/FOCPortSwitchMotorCtrlChannel()InjectADCGetPhaseZeroOffset(u8 mc_ch , PHASE_OFFSET *phase_zero)获取相电流初始值u8 mc_ch //电机通道typedef struct //相电流{s32 a;s32 b;s32 c;}PHASE_OFFSET; ⽆⽆stm32f10x_it.c/ADC1_2_IRQHandler()在ADC转换结束中断中被调⽤,并且是电机状态:MotorCtrlState = CALICURR时PHASE_CURRENT InjectADCGetPhaseCurrValues(u8 mc_ch) 三相电流值计算出⽮量电流Ia、Ibu8 mc_ch //电机通道,左电机or 右电机typedef struct //相电流{s32 a;s32 b;s32 c;}PHASE_OFFSET;⽆foc_port.c/FOCPortArithmeticModel(u8 mc_ch)foc_encoder.c/FOCEncoderStartUp (u8 mc_ch)ADC1_2_IRQHandler (u8 mc_ch)在ADC转换结束中断中被调⽤,⽽且是在电机状态处于IDLE时被调⽤InjectADCEnableADCTri(void) 注⼊式ADC采样使能⽆⽆⽆stm32f10x_it.c/TIM1_UP_IRQHandler()T1上溢中断InjectADCDisableADCTri(void) 关闭ADC触发源出发采样⽆⽆⽆stm32f10x_it.c/ADC1_2_IRQHandler ()ADC转换结束中断foc_coord_transform.c归属组:arithmetic描述:FOC坐标变换,该⽂件内包含正弦表、最⼤调制表#define SIN_COS_TABLE {……}static const s16 CoordSinCosTable[256] = SIN_COS_TABLE;函数:函数功能描述输⼊参数输出参数调⽤函数在何处被调⽤STATOR_CURRENT FOCCoordTransClark(PHASE_CURRENTCurr_Input) Clark变换,定⼦电流Ia、Ib转换成Ialpha和Iβtypedef struct//定⼦相电流{s16 Ia;s16 Ib;}PHASE_CURRENT;typedef struct//α、β电流{s16 Ialfa;s16 Ibeta;}STATOR_CURRENT;⽆Foc_port.c/FOCPortArithmeticModel () (在ADC转换完成被调⽤)Foc_encoder.c/FOCEncoderStartUp () (在电机启动对准时被调⽤)ROTOR_CURRENT FOCCoordTransPark(STA TOR_CURRENT Curr_Input, s16 Theta) Park变换,Iα和Iβ变换成Ids16 Theta //转⼦⾓度typedef struct{typedef struct{s16 Iq;⽆s16 Ialfa;s16 Ibeta;}STATOR_CURRENT;s16 Id;}ROTOR_CURRENT;FOCCoordTransRevParkCircleLimitation(u8 mc_ch)输出调制⽐限幅的函数u8 mc_ch //电机通道⽆⽆STATOR_VOLTAGE FOCCoordTransRevPark (ROTOR_VOLTAGE V olt_Input) 逆park变换,该函数理应有电机⾓度作为输⼊参数,但由于该函数在调⽤时处在正park变换之后,正park变换已经将转⼦⾓度计算在结构体中,所以在这个函数中就不⽤计算了。
stm32 电机 阻抗控制 算法
stm32 电机阻抗控制算法STM32是一种常用的微控制器,广泛应用于各种电机控制系统中。
在电机控制中,阻抗控制算法是一种常见的控制方法。
本文将介绍STM32电机阻抗控制算法的原理和应用。
一、阻抗控制算法的原理阻抗控制是一种通过改变电机的输出阻抗来实现电机控制的方法。
在传统的电机控制中,通常使用速度环和位置环来控制电机。
而阻抗控制算法则更加注重电机与外界环境的交互。
阻抗控制算法的核心思想是将电机视为一个阻抗,通过改变电机的输出阻抗来实现对负载的控制。
阻抗可以理解为电机对外界输入的响应,包括力、位置、速度等。
通过调整电机的输出阻抗,可以控制电机对外界输入的响应方式,从而实现对负载的控制。
二、STM32电机阻抗控制算法的实现STM32作为一种强大的微控制器,提供了丰富的外设和功能,使得电机阻抗控制算法的实现变得简单高效。
下面将介绍一种基于STM32的电机阻抗控制算法的实现步骤。
1. 硬件连接:将STM32与电机连接,包括电源、编码器、驱动器等。
确保硬件连接正确无误。
2. 初始化:在STM32中,需要初始化各个外设和功能模块,包括GPIO、定时器、PWM等。
根据具体的电机和控制要求,进行相应的初始化设置。
3. 参数设置:根据实际需求,设置电机的阻抗参数。
阻抗参数包括阻抗值、阻抗类型(力、位置、速度等)等。
根据具体的应用场景和控制目标,设置合适的阻抗参数。
4. 控制策略:根据电机的阻抗参数和外界输入,制定相应的控制策略。
控制策略可以包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等。
根据具体的应用场景和控制要求,选择合适的控制策略。
5. 控制实现:根据控制策略,编写STM32的控制程序。
在程序中,通过读取编码器的反馈信号,计算电机的输出阻抗,并将计算结果输出给驱动器,控制电机的运动。
同时,根据外界输入的变化,动态调整电机的输出阻抗,实现对负载的控制。
三、STM32电机阻抗控制算法的应用STM32电机阻抗控制算法可以应用于各种电机控制系统中,包括机器人、自动化设备、电动车等。
STM32直流电机控制程序简明教程
STM32直流电机控制程序简明教程
STM32是一款功能强大的微控制器,可以用于控制各种外设,例如直流电机。
在本教程中,我们将介绍如何使用STM32控制直流电机。
本教程面向有一定STM32开发经验的开发者。
以下是实现电机控制的基本步骤:
1.硬件连接:首先,将STM32与直流电机连接起来。
一般来说,直流电机有两个引脚,一正一负,以控制运动的方向。
将这两个引脚与STM32的GPIO引脚连接,并确保引脚的方向正确。
2. 配置GPIO引脚:使用STM32的开发工具,如Keil或
STM32CubeIDE,配置GPIO引脚。
将引脚配置为输出模式,并设置为默认状态下关闭电机。
3.配置定时器:使用STM32的定时器来生成PWM信号以控制电机的速度。
配置定时器的时基和计数值,以获得所需的PWM频率。
4.生成PWM信号:设置定时器的通道和占空比,以生成PWM信号。
根据电机的要求,设置合适的占空比来控制电机的转速。
5.控制电机方向:根据需要,将GPIO引脚设置为高电平或低电平,以确定电机的运动方向。
6.启动电机:启动定时器,开始生成PWM信号。
此时,电机将按照所设定的方向和速度运动。
7.监控电机状态:使用STM32的输入捕获功能,可以读取电机的实际转速或电流等信息。
根据需要,可以对电机进行实时监控和调整。
8.程序优化:通过调整PWM频率、占空比和电机控制算法等参数,对电机控制程序进行优化,以实现更好的控制效果。
stm32 foc park理解
一、介绍STM32 FOC Park理解STM32 FOC Park是一种用于交流电机控制的技术,其核心原理是通过矢量控制实现对电机的精准控制。
它通常应用于高性能电机控制系统中,能够实现高效、低噪音的电机运行。
了解STM32 FOC Park的原理对于电机控制领域的工程师和爱好者来说具有重要意义。
在本文中,我们将深入介绍STM32 FOC Park的相关知识,帮助大家更好地理解和应用这一技术。
二、STM32 FOC Park的基本概念1. FOC (Field-Oriented Control)是一种电机控制技术,它能够基于电机定子和转子磁场的方向实现对电机的精准控制。
FOC可以将交流电机转换为直流电机进行控制,从而提高电机的效率和响应速度。
2. Park变换是FOC的一种重要数学工具,它可以将电机定子坐标系和电机转子坐标系进行变换,使得电机的数学模型更加简洁和易于控制。
3. STM32是一种由意法半导体公司推出的32位微控制器,它在工业控制和电机驱动领域具有广泛的应用。
STM32 FOC Park则是基于STM32微控制器实现的FOC技术,能够帮助工程师和开发者快速实现高性能的电机控制系统。
三、理解FOC控制的基本原理1. FOC控制的目标是通过控制电机的定子电流和转子磁场方向,使得电机的转矩最大化,从而实现精准的电机控制。
2. FOC控制通常包括两个主要环节:电流环和速度环。
电流环负责控制电机的定子电流,速度环负责控制电机的转速。
这两个环节相互协作,实现对电机的高效控制。
3. Park变换是FOC控制的核心数学工具,它能够将电机的三相变量转换为dq坐标系下的两相变量,使得电机的控制更加简单和有效。
四、STM32 FOC Park的应用1. STM32 FOC Park技术可以广泛应用于各种类型的电机控制系统中,如无刷直流电机、同步电机和异步电机等。
它能够实现电机的高效能、低噪音和高可靠性运行。
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/mcuDecember 2007 For 3-phase brushless motor vector drives Motor control with STM32 32-bit ARM®-based MCUVector control made simpleSTMicroelectronics’ STM32 offers the performance of the industry-standard Cortex™-M3 core at the service ofvector (or field-oriented) control algorithms. Vector-control algorithms are widely used in high-performance drives.They provide precise and responsive torque and speed control, and guarantee optimized efficiency during transient operations. Practically, they also have the advantage of using the same framework to control an asynchronous orsynchronous motor. This is interesting for development teams that have to deal with various applications and motor types. Finally, the sensorless algorithms for rotor speed and position detection are also of interest when trying to reduce the cost of the drive. The benefits of the ARM™ architecture combined with motor-control dedicated peripherals makes the STM32 Performance line MCU family ideally suited to optimize the overall performance of execution while reducing the overall system cost.The STM32 family benefits from the Cortex-M3 architectural enhancements (including the Thumb-2® instruction set).It delivers improved performance with better code density, has a tightly coupled nested vectored interrupt controller that significantly speeds response to interrupts, and features industry-leading power consumption.STM32F10x portfolioFlash sizeQFN LQFP LQFP LQFP/BGA LQFP/BGALeading-edge architecture with Cortex-M3 core■ Harvard architecture■ 1.25 DMIPS/MHz and 0.19 mW/MHz■ Thumb-2 instruction set brings 32-bit performance with 16-bit code density■ Single cycle multiply and hardware division■Embedded, fast interrupt controller is now inside the core allowing:■ Excellent real-time behavior■ Low latency down to six CPU cycles inter-interrupt ■ Six CPU cycles wake-up time from low-power mode ■Up to 35% faster and up to 45% less code than ARM7TDMI ®STM32 key benefitsC o r e p e r f o r m a n c eD M I P Srating100806040200Cortex-M3 performance versus ARM7TDMIThe STM32 is the latest series of super-integrated single-chip 32-bit ARM Cortex-M3-based MCUs. The STM32 is an optimal choice to support many applications with the same platform:■ From reduced memory and pin requirements to larger needs ■ From simple cost-sensitive to complex high-valueThe high level of pin-to-pin, peripheral and software compatibility across the family gives you full flexibility. You canupgrade to a higher or downgrade to a lower memory size, or use different packages without changing your initial layout or software. The Performance line, STM32F103, operates at 72 MHz, with more on-chip RAM and peripherals.High level of integration■ Built-in supervisor reduces need for external components:■ Power-on reset, low-voltage detect, brown-out detect, watchdog timer with independent clock■One main crystal drives entire system:■ Inexpensive 4-16 MHz crystal drives CPU, USB and all peripherals ■ Embedded PLL generates multiple frequencies ■ Optional 32 kHz crystal for RTC■ Embedded factory trimmed 8 MHz RC can be used as main clock ■ Additional low-frequency RC for RTC or watchdog■Only 7 external passive components required for base system on LQFP100 packageMotor controlThe STM32 Performance line embeds timers and ADC features that areperfectly suited to three-phase brushless motor control. The advanced control PWM timer offers:■ Six outputs■ Dead-time generation■ Edge-aligned and center-aligned waveforms■ Emergency stop and synchronization capability with the dual ADCThe dual ADC architecture allows simultaneous sample and hold with 12-bit resolution, 1 µs conversion time.This dedicated set of peripherals combined with the high performance of the Cortex-M3 core allows your software to shorten the total vector control loop to 24 µs (sensorless mode, three-phase PM synchronous motor) allowing the STM32 to perform other tasks than motor control in the application.Field-orientation in sensorless torque control – PMSMVector control drive■ Theory■Changing reference coordinates from fixed statorcoils to the moving rotor frame greatly simplifies theequation describing the motor■ Method■Clark and Park transformations convert variableswith fixed 3-axis, 120º shifted coordinates into2-axis orthogonal rotating coordinates■These last variables are DC, or slowly varying values, which can be regulated by means of simple PIDcontrollers and then transformed back to the fixedstator windings frame using reverse transforms,as shown in the diagram above■ Requirements■Intensive math computations (trigonometricfunctions, multiple PID regulators, speed calculation)■Minimum resolution of 16 bits for the main controlvariables, with a need for 32-bit intermediate results, such as integral terms■Free CPU load must be kept for the remainingapplicative tasks, such as communication anduser interface STM32 safety features for greatercontrol robustnessFeatures■ Safety critical registers can be locked to prevent power stage damage (software runaway)■Deadtime, PWM output polarity, emergencyinput enable■ All target registers are read/write until lock activation (and then read-only if protected)■Once the two lock bits are written, they cannot bemodified until next MCU reset (write-once bits)■ If main clock fails, an internal RC oscillator (FREEOSC, ~5 MHz average frequency) starts immediately■ Interrupt can be generated for shut-down or safe restart sequences■ Dual watchdog architecture with independent clock sources■ Embedded reset circuitry (power-on reset,power-down reset, programmable voltage detector)■ Emergency stop dedicated input pin withprogrammable stateBenefits■ Strengthens control algorithm to protect motor operation from external disturbance■ Protects safety-critical registers in case of system hang ■ Quick error diagnosis and fault management■ Hardware protection of power stage whatever the status of MCU oscillator■ Safety hardware features to comply withIEC60335-1 normSTM32 MCU familyPWM timer features■ Motor control timer clock■Maximum input clock is 72 MHz to provide13.9 ns edge resolution (12-bit @ 16 kHzedge-aligned PWM)■ Double-update mode■No loss of resolution in center-aligned mode■Done thanks to an additional interrupt per PWM cycle or DMA transfers■ Burst mode■Possibility to update several registers of theperipheral using a single DMA stream■ Programmable reload rate■ Versatile PWM output management■Individually selectable polarities■Redirection circuitry for 6-step drives■ Programmable hardware deadtime generation ■8-bit register with 13.9 ns resolution at 72 MHz Dual ADC features■ Dual ADC with simultaneous conversion mode■ 12-bit resolution■ Down to 1 µs conversion time■ Up to 16 channels, plus internal temperature sensor and Vref■ External and internal trigger (including PWM timer) ■ Versatile channel sequencer■ DMA capable■ Programmable sampling rateBenefits■ Suitable for three-phase brushless PMSM or AC induction motors■ Sensor and sensorless configurationsSpeed feedback■ Handled by the general-purpose timers■ Encoder and Hall sensors can be handled by general-purpose timersSTM32 dedicated peripherals for 3-phase brushless motor controlSTM3210B-MCKITRun your motor in just a few stepsIn just a few minutes, you can run the kit’s PM synchronous motor with the standalone demo, in torque-control or speed-control mode, using the LCD and the joystick on the STM3210B-EVAL control board.You can then fine tune or change many parameters using the LCD user interface and run the PM synchronous motor, or an induction motor:■ Real-time tuning of torque, flux and speed PIDs■ B-EMFs observer gains tuning (for sensorless control)■ Variation of target speed (speed control) or target torque and flux (torque control)■ Bus-voltage and power-stage temperature monitoring ■ Selection of variables to put on output for DACOnce familiar with the demo, you will be able to explore our motor control library that supports FOC (field-oriented control) drive of PMSM and induction motors.The library sources are free upon request, and help speed up development of motor control applications. With the free 32-Kbyte evaluation version of IAR’s EWARM, you just open the libraries, develop the application, fine tune the code and parameters and compile. You can fine tune the application while running the motor thanks to the real-time debugging capability of the Segger J-Link.Application-specific requirementsKey benefits■ Ready to run within minutes (requires a power supply for the motor)■ Same hardware and firmware platform for PMSM and induction three-phase motors■ Allows real-time control and monitoring through a colour LCD and on-board push buttons and joystick ■Segger/IAR JLink (included) Flash programming and real-time debug capability allows same hardware and firmware platform to be used from evaluation to an advanced development stage■Bypass connector for external inverter power-stage connectionSTM32 MCU familySTM32-libraryOptimized and documented C firmware libraries for control of both PMSM (sensor and sensorless mode) and AC induction (sensor mode) brushless motors are available upon request.These modular libraries support both types of motor in standalone mode using the hardware of the STM3210B-MCKIT. The source files are provided free of charge upon request. These libraries offer:■ Different current sensing methodologies ■ Isolated current sensing■ Three shunt resistors with dual sample and hold utilization and advanced methodology for better bus voltage exploitation■ Different rotor-position feedback ■ Encoder (PMSM motor)■ Tachometer (AC motor)■ Hall sensors (60° and 120° placement)■ Sensorless (PMSM motor only)Device summaryCanada16 Fitzgerald Road,Suite 300 Nepean,ON,K2H 8R6OttawaTel:+1 613 768 9000Fax:+1 613 768 9001350 Burnhamthorpe Road West Suite 604,Mississauga,ON,L5B 3JI TorontoTel:+1 905 273 4300Fax:+1 905 273 7578USANorth AmericanBusiness Headquarters Lexington Corporate Center3rd Floor,10 Maguire Road,Building 1, Lexington,MA02421Tel:+1 781 861 2650Fax:+1 781 861 266428720 Roadside Drive,Suite 290 Agoura Hills,CA 91301Tel:+1 818 865 6850Fax:+1 818 865 686115 Enterprise Suite 300Aliso Viejo,CA 92656Tel:+1 949 347 0717Fax:+1 949 347 12247501 Capital of Texas Highway Building A,Suite 130Austin,TX 78731Tel:+1 512 225 6161Fax:+1 512 225 6199170 Mt.Airy Rd.Suite AA3,Bldg.A Basking Ridge,NJ 07920Tel:+1 908 766 7401Fax:+1 908 766 7738Two Greenwood Square3331 Street Road,Suite 415 Bensalem,PA 19020Tel:+1 215 638 2958Fax:+1 215 638 29861310 Electronics Dr. Carrollton,TX 75006Tel:+1 972 466 6000Fax:+1 972 466 83872000 Regency Parkway,Suite 400, Cary,NC 27511Tel:+1 919 469 1311Fax:+1 919 469 4515435 NW 5th St.,Suite B Corvallis,OR 97330Tel:+1 541 754 8192Fax:+1 541 754 82623300 Edinborough Way,Suite 705 Edina,MN 55435Tel:+1 952 841 6420Cell:+1 612 554 316920405 State Highway 249,Suite 195 Houston,TX 77070Tel:+1 281 376 9939Fax:+1 281 376 99481525 Perimeter Parkway,Suite.420Huntsville,AL 35806-3560Tel:+1 256 837 3754Fax:+1 256 837 824610333 N Meridian St,Suite 420 Indianapolis,IN 46290Tel:+1 317 575 5520Fax:+1 317 575 8271452 Northeast 68th St,#8, Kansas City,MO 64118Tel:+1 816 468 6868Fax:+1 816 468 65612745 Albright RoadKokomo,IN 46902-3996Tel:+1 765 455 3500Fax:+1 765 455 34004690 Executive DriveLa Jolla,CA 92121Tel:+1 858 452 7715Fax:+1 858 452 8202333 Swanson Drive NE Lawrenceville - 30043,GATel:+1 678 735 0031Fax:+1 678 735 009219575 Victor Parkway,Suite 400 Livonia,MI 48152Tel:+1 734 953 1700Fax:+1 734 462 40711625 S.Fordham Street,Suite 500Longmont,CO 80503Tel:+1 303 772 9729Fax:+1 303 772 07206925 South Union Park Center Suite 600,Midvale,UT 84047Tel:+1 801 256 3571Fax:+1 801 256 3578Waterview Plaza,2001 Route 46,Suite 310Parsippany,NJ 07054Tel:+1 908 766 7401Fax:+1 972 466 83121000 East Bell RoadPhoenix,AZ 85022Tel:+1 602 485 6100Fax:+1 602 485 61028338 NE Alderwood Rd,Suite 195Portland,OR 97220Tel:+1 503 282 4941Fax:+1 503 282 4963Prescott (Arizona)Tel:+1 928 776 7700Fax:+1 928 442 041218300 NE Union Hill Road,Suite 238Redmond,WA 98052Tel:+1 425 882 9718Fax:+1 425 882 97191060 E.Brokaw RoadS an Jose,CA 95131Tel:+1 408 452 8585Fax:+1 408 452 15491300 East Woodfield Road,Suite 410Schaumburg,IL 60173Tel:+1 847 585 3000Fax:+1 847 517 1899Staffordshire Professional Center1307 White Horse Road,Bldg.FVoorhees,NJ 08043Tel:+1 856 772 6222Fax:+1 856 772 60379150 SW Pioneer Court,Suite HWilsonville,OR 97070Tel:+1 503 682 2806Fax:+1 503 682 2637Brazil (inc.South America)Av.Djalma Batista 1661,Millenium CenterTorre Business 11th floor (sala 1109).Manaus-AM-69050-010Tel:+55 92 3657 0017Fax:+55 92 3657 0157Rua Barao de Itapura,95013020-431 Campinas - SP.Campinas-SP.Tel:+ 55 19 3234 8799Fax:+ 55 19 3234 5291Rua Alexandre Dohler129 sala 801Joinville.- SC,89201-260Tel:+ 55 47 3028 8884Mexico (inc.Caribbean)Blvd.Manuel Avila Camacho #24-1102Lomas de ChapultepecDel.Miguel HidalgoMexico DF 11000Tel:+52 55 2623 1985Fax:+52 55 2623 19721249 Av.Mariano OteroWTC Torre Pacifico 11th floorCol.Rinconada del BosqueGuadalajara,Jal CP.44530Tel:+52 33 5000 4900Fax:+52 33 5000 4999Avenida Lazaro Cardenas #2400Edificio Losoles A 6-1/2San Pedro Garza Garcia,N.L.Monterrey 66220Tel:+52 81 83630134Tel:+52 81 83634880Fax:+52 81 83634889Czech Republic (inc.Slovakia)Representation office IBCPobrezni 3186 00 Prague 8Tel:+420 2 22 336 140Fax:+420 2 22 326 424FinlandRidalintie 3FIN-03100 NummelaTel:+358 20 7200 700Fax:+358 20 7200 720France29,bd Romain Rolland75669 Paris Cedex 14Tel:+33 1 58 07 75 75Fax:+33 1 55 48 95 69GermanyWerner-von-Siemens,Ring 3-585630 GrasbrunnTel:+49 89 460060Fax:+49 89 4605454Mittlerer Pfad 2-470499 Stuttgart 31Tel:+49 711 139680Fax:+49 711 8661427Hungary (inc.Bulgaria /Romania / Slovenia)91.Váci út1139 BudapestTel:+36 1 288 79 00Fax:+36 1 288 79 01ItalyV.le Milanofiori - Strada 6Palazzo E/520090 Assago (MI)Tel:+39 02 575461Fax:+39 02 8250449Via A.Torlonia,1500161 RomaTel:+39 06 44251142Fax:+39 06 85354438NetherlandsDe Run 42225503 LL VeldhovenTel:+31 40 2509600Fax:+31 40 2528835Poland (inc.Estonia / Latvia /Lithuania)Oddzial w Polsceul.Nowogrodzka 1100-513 WarszawaTel:+ 48 22 529 0 529Fax:+ 48 22 529 0 520Russia (inc.Belorussia /Ukraine)Derbenevskaya str 1/2,building 5115114 MoscowTel:+7 095 7302974Fax:+7 095 7302975SpainAvda Gran Vía,8-10,L'Hospitalet de Llobregat08908 BarcelonaTel:+34 93 2892630Fax:+34 93 4253674Calle Juan Esplandiu,1128007 MadridTel:+34 91 4051615Fax:+34 91 4031134SwedenBorgarfjordsgatan,13-Box 109416425 KistaTel:+46 8 58774400Fax:+46 8 58774411SwitzerlandWorldwide Headquarters39,Chemin du Champ-des-FillesC.P.21 Plan-Les-Ouates1228 GenevaTel:+41 22 9292929Fax:+41 22 9292900TurkeyIstanbul Dunya Ticaret MerkeziA2 Blok Kat 12 No:37634630 IstanbulTel:+90 212 465 61 92Fax:+90 212 465 61 96295 SK.No:1 K:8 D:635030 Bornova IzmirTel:+90 232 4860351Fax:+90 232 4860528United KingdomPlanar House,ParkwayGlobe ParkMarlow,Bucks. SL7 1YLTel:+44 1628 890800Fax:+44 1628 890391Israel1 Hamachshev STNetanya 42504Israel CenterBeit ShoamTel:+972 9 863 2626Fax:+972 3 885 1039South Africa1st Floor East Block PineslopesConvenience CentreCnr Witkoppen Road and The StraightsLonehill Ext 5Johannesburg 2194PO Box 3572Dainfern 2055Tel:+27 11 467 3401Fax:+27 11 467 7073AustraliaOtis House,Suite 3,Level 743 Bridge StreetHurtsville,Sydney,N.S.W. 2220Tel:+61 2 9580 3811Fax:+61 2 9580 6440Suite 305,Level 33 Chester StreetOakleigh,Melbourne,Vic. 3166Tel:+61 3 9568 1222Fax:+61 3 9568 1999People’s Republic of China12B/F,Yingu BuildingNo.9 Northwest Fourth Ring RoadHaidian DistrictBeijing 100080Tel:+86 10 6280 0887Fax:+86 10 6280 086426F/B,The City Tower,No.86,Section One,South Peoples Road,Chengdu 610016,SichuanTel:+86 28 8620 3860Fax:+86 28 8620 385016/F,Tower I,The Gateway I25 Canton RoadTsim Sha Tsui,KowloonHong KongTel:+85 2 2861 5700Fax:+85 2 2861 504411F Tower ACity center of Shangai100 Zun Yi RoadShanghai 200051Tel:+86 21 52574828Fax:+86 21 525748206 & 7/F,Tower B,TCL CentreSouthern No.1 Road,South DistrictHi-Tech Industrial Park,NanshanShenzhen 518057Tel:+86 755 8601 2000Fax:+86 755 8601 220020A,Kings Tower,12 Shi Shan RoadSuzhou 215011,JiangsuTel:+86-512 6809 3198Fax:+86-512 6809 3598910 Room,The Bank Center,189 Xiahe RoadXiamen 361003,FujianTel:+86 592 268 4890Fax:+86 592 268 4700IndiaService and MarketingDiners Business Service26 Cunningham RoadBangalore 560052Tel:+91 80 226 7272Fax:+91 80 225 1133c/o Maruthi Corporate Point217,Swapnalok ComplexS.D.Road,SecunderabadHyderbad 500003Tel:+91 40 27811216Fax:+91 40 55319898403,Ascot CenterOpp ITC Grand Maratha HotelSahar Airport RoadAndheri (East)Mumbai 400059Tel:+91 22 64519141/42/43Fax:+91 22 28237835Plot No.2 and 3,Sector 16AInstitutional AreaDistt.GhaziabadNoida 201301 (U.P.)Tel:+91 120 2512021-30Fax:+91 120 4515304JapanBusiness HeadquartersShinagawa INTERCITY Tower A2-15-1,Konan,Minato-KuTokyo 108-6018Tel:+81 3 5783 8200Fax:+81 3 5783 821614F Shin-Osaka SecondMori Building3-5-36 Miyahara Yodogawa-KuOsaka 532-0003Tel:+81 6 6397 4130Fax:+81 6 6397 4131Korea19th/23rd/24th Floor Kyobotower A1303-22 Seocho-Dong,Seocho-KuSeoul 137-070Tel:+82 2 3489 0114Fax:+82 2 3489 0293/0295601,Hyundae Stock Building190-2 Beomeo-1DongSoosung-KuTaegu 706-011Tel:+82 53 756 9583Fax:+82 53 756 4463MalaysiaSuite 5-01A,Block B,5th Floor,Menara AmcorpAmcorp Trade Centre No.18 JalanPersiaran Barat 46050 PetalingJaya Selangor Darul EhsanKuala LumpurTel:+603-7958 1189Fax:+603-7958 1179Unit 13A,Lower Level 5Hotel Equatorial1 Jalan Bukit JambulPenang 11900Tel:+60 4 642 8291Fax:+60 4 642 8284PakistanLiaison Office,402-C,Eden Towers82-E/1-Main BoulevardGulberg III LahoreTel:+92 3008 429331/4257 82275Fax:+92 42 5782274Philippines2107,21st Floor,Orient Square BuildingEmerald Avenue Ortigas,Pasig City,ManilaTel:+63 637 5217/637 5218Fax:+63 637 3793SingaporeBusiness Headquarters5A Serangoon North Ave 5Singapore 554574Tel:+65 6216 5000Fax:+65 6481 5124Taiwan#20th Floor,#207Tun Hua South RoadSection 2Taipei 106Tel:+88 6 2 2378 8088Fax:+88 6 2 2378 9188Thailand54 B.B.BuildingRoom 1306,13th FloorAsoke Road,Sukhumvit 21North Klongtoey,WattanaBangkok 10110Tel:+662 260 7248-9Fax:+662 260 7871STMicroelectronics sales offices and representatives© STMicroelectronics - December 2007 - Printed in Italy - All rights reservedThe STMicroelectronics corporate logo is a registered trademark of the STMicroelectronics group of companies.Full product information at Order code: BRSTM32MC1207。