基于STM32F103RB的两相混合式步进电机细分驱动器设计.pdfVIP

基于 STM32F103RB 的两相混合式步进电机细分驱动器 设计 步进电机是一种运用广泛的控制电机，其特征是不使用位置反馈回路就 能进行速度控制及定位控制，即所谓的电机开环控制。相对于伺服电机，步进 电机有着成本低廉，控制简单等优点，尤其是两相混合式步进电机，在工业运 动控制系统中有着广泛的应用。然而，传统的驱动方式，比如单电压驱动、高 低电压驱动、斩波恒流驱动等等，虽然已经应用十分成熟，但是只限于低速运 行，并且细分度一般限制在 1 ／2 步距，无法很好消除低频振荡，以及定位精 度差等缺点。细分驱动的出现很好地弥补了这一缺点。 常见的细分控制器一 般由 MCU 、专用逻辑驱动芯片以及功率驱动模块组成，这样的驱动器虽然能 满足多细分驱动，但由于细分数量和效果会受到逻辑驱动芯片的影响，并且无 法调整细分数和限流值、从而造成系统调试困难、矩频特性差等缺点。本文使 用 ST 公司的 32 位 ARM 单片机，加上 MOSFET 驱动模块及电流传感模块，省 去了逻辑驱动芯片。电机电流采用单片机内部 AD 采样，控制逻辑算法直接由 单片机软件实现， MOSFET 按照外部输入的脉冲速度及内部的时序来运行，从 而大大简化了应用电路，提高了电路的通用性和驱动性能。 1 意法半导体 STM32F103RB 单片机简述 STM32F103RB 采用 ARM 公司最 新的 Cortex-M3 内核，具有运行速度高、处理能力强、外设接口丰富等特点。 由于其低廉的价格和很强的控制、运算性能，被广泛运用于电机控制。其具体 性能指标如下： 1)工作频率：最高 72 MHz ；工作温度范围： -40 ～+85 ℃；宽电 压供电： 2 ．0～3 ．6 V ；2)128 k 字节的闪存存储器和 16 k 的 SRAM ；3)12 位 16 通道 AD 转换器具有双采样和保持功能，转换时间最短 1 μs。4)3 个 16 位通 用定时器，每个定时器有多达 4 个通道，用于输入捕获／输出比较／ PWM 或