基于STM32的多电机协同控制系统设计
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第２ ５卷 第 ５期 ２１ ０ ２年 ９月
文章 编 号 ：１ ０ — ６ ３ （ ０ ２ ５ １ ０ ０ ０ ２ ６ ７ ２ １ ）０ — ２ — ３
Ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ＆ Ｉ ｎ ｖ ｔ ｎ ｏ ａ ｈｎ ｒ ＆ Ｅ ｅ ｔｉ ｌ ｒｄ ｃｓ ｎ ｏ ａｉ ｆ ｃ ｉｅｙ ｏ Ｍ ｌｃｒｃ ｏ ｕ ｔ ａ Ｐ
．
ｃｅ ａ ｏ ｕｅ ｌｓｄ—ｌ ｐ ｆｅ ｂａｋ ｃ ｎ ｒ ｌｓｓｅ ｔ ｕ ｒｎｔｅｔ ｏ ｏ ｓ ｃ ｕ ａ ｙ ｏ ｃ ｏ ｌ ｌ ｓｓａｃｏ ｅ ｓ ｏｏ ｅ ｄ ｃ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ｏ ｇ ａａ ｅ ｈｅｍ ｔ ｒ ａ ｃ ｒ ｃ ｆａ ｔ ｎ． ｉ Ｋｅ ｒ ：Ｓ ｙ ｗｏ ｄｓ ＴＭ ３ ２； ｍｏ ｏ ｏ ｔｏｌ Ｐ Ｍ ； ｃｏ ｅ —ｌ ｐ ｆｅ ｂ ｃ ｏ ｒ ｌ ｔ ｒｃ ｎｒ ； Ｗ ｌｓ ｄ ｏｏ ｅ ｄ ａ ｋ ｃ ｎｔｏ
（ ｔｍａｉｎ Ｓｈ ｏ， ｒｎ ｉｅｓｙｏ ｏｔａ ｄＴ ｌｃｍｍｕ ｉａｉｎ， ｅ ｉｇ １０ ７ ， ｉａ Ａｕｏ ｔ ｃ ｏ ｌＢｅｉｇＵｎｖ ｒ ｔ ｆ ｓ ｎ ｅｅｏ ｏ ｉ Ｐ ｓ ｎｃｔ ｓＢ Ｏｎ ０ ８ ６ Ｃｈｎ） ｏ
Ａｂｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈｅ Ｓ ＴＭ ３ ｓａ ｋｎ ｆ ２一ｂｉ ｆａｈ ｍｉｒ ｃ ｎｔｏｌｒｗｈｃ ｅ ｌｐｅ ｙ ＡＲＭ ｎｃ ｉ Ｓｂ ｓ ｄ ｏ ｈｅ Ｃｏ ｔｘ—Ｍ ３ ｃ ｅ ａ ｄ ２ ｉ ｉｄ ｏ ３ ｔｌ ｓ ｃｏ ｏ ｒ ｌ ｉｈ ｄ ｖｅｏ ｄ ｂ ｅ Ｉ ｔ ａｅ ｎ ｔ ｒｅ ｏｒ ｎ ，
． ，
ｈ ｓｃ ｒｃｅ ｓ ｃ ｏ ｉｈ—ｐｅ ｏ ｍ ａ ｅ ｂ ｔｗｉｈ ｌｗ ｏ ｒ ａ ｈａａ ｔｒ ｔ ｓ ｆｈｇ ｉｉ ｆ ｒ ｒ ｎｃ ｕ ｔ ｏ ｐ ｗｅ ．Ｔｈｓａｔｃｅ ｄ ｓｒｂ ｓａ ｃ ｌ ｂ ｒｔｖ ｏ ｔｏ ｔ ｄ ｏ ｔｐ ｅ ｏｏｒ ｗ ｈ ｃ ｉ ｒｉｌ ｅｃ ｅ ｏｌ ｏ ａｉｅ ｃ ｎｒ ｌｍｅｈｏ ｆｓｅ ｐ ｒｍ ｔ ｓ ｉ ａ ｉｈ
０ 引 言
随着 机器 人技术 的发展 步进 电机 的 使用 越来 越 广 泛 。一 个控 制 芯片控 制 多个 电机 的场 合不 胜枚 举 。 本 系统 采 用 ｓ Ｍ３ Ｔ ２系 列 的 增 强 型 系 列 芯 片来 对 电 机进 行控 制 ，该 增强 型 系列 内嵌非 常适 合 三项无 刷 电机 控制 的定 时 器和 Ａ Ｃ，其高 级 Ｐ Ｄ ＷＭ 定 时器 提供 了 ６路 Ｐ ＷＭ 输 出 、死 区产生 、边沿 对 齐 和 中心 对 齐 波 形 、紧
急故 障停 机 、编码器 输入 接 口等功能 Ｌ ｌ Ｊ 。
１ 系统 硬 件 设 计
１１ 总 体 设 计 ．
本 系统 通 过 串 口通 信 协 议 Ｒ ２ ２与 上 位 机 进 行 通 Ｓ３ 信 ．控制 芯 片通 过 对 上 位 机 命 令 的 解 析来 控 制定 时器 Ｐ ＷＭ 的输 出频 率 ，从 而 达 到 对 步 进 电 机 速 度 的控 制 ； 另一方 面 ．在外 围安 装有 一 系列 的传感 器 ，通 过传 感器
，
它采 用 Ｃ ｒ ｘ Ｍ３内核 ，具 有 高性 ｏｔ — ｅ
，
能 、低 功 耗 等 特 点 。 论 文 介 绍 了一 种 基 于 Ｓ Ｍ ３ Ｔ ２的 多 步 进 电 机 协 同 控 制 方 法 关 键 词 ：Ｓ Ｍ ３ ； 电 机 控 制 ；Ｐ Ｍ ； 闭 环 反 馈 Ｔ ２ Ｗ
通 过 嵌 套 向 量 中 断
Ｍ ｕ ｔ － ｏ ｏ ｏ ｅ ａ ｉ ｅ Ｃｏ ｔ ｏ ｙ ｔ ｍ ｓｇ ｓ ｄ ｏ Ｔ ３ ｌ－ ｉ ｍ ｔ ｒ Ｃｏ ｐ ｒ ｔ ｎ ｒ ｌ ｓｅ Ｄｅ ｉ ｎ Ｂａ ｅ ｎ Ｓ Ｍ ２ ｖ Ｓ
Ｌ Ｈ ｎ－ ａ ． ｌ ｈ－ ｉ 。 Ｉ ｉＺ ｅｇ Ｕ ｅ Ｉ ｏｇ Ｙ ｎ ＷＥ ｉＭ ｎ ＬＡ０Ｑ— ｈｎ ．Ｇ ＯＬ ｉ Ｓ
统 硬件 结构 图 。
ｕＡＴ ｓＲ
～ — — ～
Ｊ
！
图 １ 系统 硬件 结构 图
１ 电机驱 动模块 ． ２
为保 证 系 统稳 定性 ．本 系 统将 电机 驱 动 控 制 板 与 系统控 制 板 分 开设 计 。电机 驱动 控 制 板 中以 Ｓ Ａ ０ ２ Ｌ ７ ６ Ｍ
电 机 驱 动 器 芯 片 为 基 础 对 电 机 进 行 驱 动 ，然 后 为 每 一 个
机 电产 品开 发 与钏 拓
Ｖｏ１ ５， ５ ． Ｎｏ． ２
Ｓｅ ，０１ ｐ． ２ ２
基 于 Ｓ Ｍ３ Ｔ ２的 多 电机 协 同控 制 系统 设 计
李红 燕 ，魏 世 民 ，廖 启 征 ，郭 磊
（ 京 邮 电大 学 自动 化 学 院 ．北 京 １０ ７ ） 北 ０ ８ ６
摘 要 ：Ｓ Ｍ ３ 系 列 ３ Ｔ ２ ２位 闪 存 微 控 制 器 是 由 Ａ ＲＭ 开 发 的 微 控 制 器
，
ｂ ｓｄ ｏｎ ｔ ＴＭ ３ ， ｉ ｒ ｖｄ ｓａｌｉ ａｅ ｈｅＳ ２ ｔｐ ｏ ｉｅ ｌ ｍｐｌｍ ｅ ｆｍｕ ｔ ｌ ｔｐ ｒｍｏｔ ｓ ｓｅ ｄ ｃ ｎｔｏ ｈｒ ｕ ｈ ｎ ｓｅ ｅ ｔ ｒｉ ｅｒ ｐｔｍ ｅｈ ｄ Ｔｈｉ ａ ｉ ｅ ｎｔｏ ｌｉ ｅ ｓｅ ｐｅ ｐ ｏｒ ｐ ｅ ｏ ｒ ｌｔ ｏ ｇ ｅｔｄ ｖ ｃｏ ｎｔｒｕ ｔ ｏ ｓ ｒ— ｔ
的 方 式 实 现 对 多个 步 进 电 机 的 协 同 调 速 控 制 ， 同 时 通 过 闲 环 反 馈 来 控 制 电 机 转 动 的 精 确 性 。
中图分 类号 ：Ｔ ４ Ｂ７
文献标 识码 ：Ａ ｄ ｉ Ｏ３ ６ ／．ｓ．０ ２ ６ ７ ． １ ． ．４ ｏ： ． ９ｊｉ ｎ１０ — ６ ３２ ２０ ０ ８ ｌ ９ ｓ ０ ５
文章 编 号 ：１ ０ — ６ ３ （ ０ ２ ５ １ ０ ０ ０ ２ ６ ７ ２ １ ）０ — ２ — ３
Ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ＆ Ｉ ｎ ｖ ｔ ｎ ｏ ａ ｈｎ ｒ ＆ Ｅ ｅ ｔｉ ｌ ｒｄ ｃｓ ｎ ｏ ａｉ ｆ ｃ ｉｅｙ ｏ Ｍ ｌｃｒｃ ｏ ｕ ｔ ａ Ｐ
．
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１１ 总 体 设 计 ．
本 系统 通 过 串 口通 信 协 议 Ｒ ２ ２与 上 位 机 进 行 通 Ｓ３ 信 ．控制 芯 片通 过 对 上 位 机 命 令 的 解 析来 控 制定 时器 Ｐ ＷＭ 的输 出频 率 ，从 而 达 到 对 步 进 电 机 速 度 的控 制 ； 另一方 面 ．在外 围安 装有 一 系列 的传感 器 ，通 过传 感器
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它采 用 Ｃ ｒ ｘ Ｍ３内核 ，具 有 高性 ｏｔ — ｅ
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电 机 驱 动 器 芯 片 为 基 础 对 电 机 进 行 驱 动 ，然 后 为 每 一 个
机 电产 品开 发 与钏 拓
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摘 要 ：Ｓ Ｍ ３ 系 列 ３ Ｔ ２ ２位 闪 存 微 控 制 器 是 由 Ａ ＲＭ 开 发 的 微 控 制 器
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