DIY雙路步進電機驅動器——使用DRV8825模塊

背景：一個項目需要完成一個工件表面粗糙度的測量系統，該系統的驅動方式是雙路的步進電機，分別驅動X軸和Y軸的工作太移動，以完成粗糙度的測量。

硬件介紹：

　　主控：STM32F103C8T6

　　電源：CJ7805 + AMX1117

　　電機：42步進電機

　　驅動：DRV8825模塊*2

　　通信：USART

　　采樣：STM32內置ADC

　　調試：SWN接口

驅動器功能：

　　1、雙路步進電機驅動（兼容A4988以及DRV8825模塊）（為了制作方便可靠，該項目中，我選擇使用購買的驅動模塊，而省略了驅動芯片的外圍電路的設計）

　　2、串口通信（由於項目中需要該測量系統與上位機通信，並且實時顯示工件粗糙度的測量結果，因此這里采用了串口通信的方式，上位機采用Qt編寫，通信已經調通）

　　3、傳感器接口（STM32內置ADC測量電壓，該項目中的傳感器是一個電感傳感器，傳感器信號經過一系列模擬電路的處理，轉化成可以直徑進行ADC采樣的電壓信號）

驅動器原理圖：（工程采用AD完成）

　　　

 

 

 驅動器PCB三維圖：

　　　　

 

 

 軟件部分代碼邏輯：

　　程序共有三個任務，三個任務並行工作：

　　　　

　　由於是開環控制的步進電機，故采用時間作為位移的基准。

　　同時，由於沒有位置編碼器，為了讓上位機知道電機的位置，在每次向上位機發送傳感器數據的同時，也將時間信息同時發送，達到下位機與上位機的時間統一，從而使上位機獲得工作台的實時位置。

　　串口發送部分代碼：（包括發送時間基准）

　　 1 void upper_send(void)
 　　2 {
 　　3     uint16_t senser_voltage_100 = 0;
 　　4     
 　　5     //header
 　　6     upper_send_buffer[0] = 0xAA;
 　　7     
 　　8     //time(low byte in front)
 　　9     upper_send_buffer[1] = (uint8_t)syscnt;
　　10     upper_send_buffer[2] = (uint8_t)(syscnt>>8);
　　11     upper_send_buffer[3] = (uint8_t)(syscnt>>16);
　　12     upper_send_buffer[4] = (uint8_t)(syscnt>>24);
　　13     
　　14     //content(low byte in front)
　　15     senser_voltage_100 = (uint16_t)(adc_voltage * 100);
　　16     upper_send_buffer[5] = (uint8_t)senser_voltage_100;
　　17     upper_send_buffer[6] = (uint8_t)senser_voltage_100>>8;
　　18     
　　19     //ending
　　20     upper_send_buffer[7] = 0xBB;
　　21     
　　22     for(uint8_t i=0;i<=7;i++)
　　23     {
　　24         USART_SendData(USART1,upper_send_buffer[i]);
　　25         
　　26         while( USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!= SET);
　　27     }
　　28 }

 

軟件部分實現思路：

　　1、使用STM32的TIM1獲得系統時間

　　2、在TIM1的溢出中斷中實現任務的調度（可以方便設定各個任務的調度頻率）

　　3、使用TIM3生成兩個步進電機的驅動信號（驅動信號為1KHz的方波，32細分）

　　4、使用STM32的內置ADC1結合DMA采樣電壓

　　5、使用USART1實現與上位機通信（串口接收中斷處理上位機命令）　　

 

工程github地址：（硬件+軟件）

　　https://github.com/W-yt/Stepper-driver