基于arm的多功能步进电机控制系统设计

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1、万方数据2009年第9期中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1009—2552(2009)09—0153—03基于ARM的多功能步进电机控制系统设计黄杰，黄秉觫，罗晓曙，马勇赞，李华斌，汪建平(广西师范大学物理与电子工程学院，桂林541004)摘要：介绍了一种以ARM处理器为核心的多功能步进电机控制系统，该控制系统可同时驱动不同类型(反应式和混合式)和不同相数(2相，3相，4相和5相)的步进电机。同时在控制系统内部移植了UCO孓II嵌入式实时操作系统，极大的提高了CPU的利用率和对步进电机控制的实时性。采用变频启动技术和角度细分技术对步进电机的步距角进行细分

2、，有效的减少了步进电机在运行过程中的失步和过冲现象的发生，使步进电机的定位精度得到了显著的提高。关键词：步进电机；ARM单片机；UCOS-II操作系统Designofstep—motorcontrollersystembasedonARMsinglechipmicrocomputerHUANGJie，HUANGBing-lian，LU0Xiao-shu，MAYong-zan，LIHua-bin，WANGJian—ping(PhysimandEl倒tromcDlgi啦耐呜College，6uan西NormalI坷Ⅷrsi哆，Guilin541004，Olilma)Abs

3、tract：Thetextintroducesastep-motorcontrollersystembasedontheARM．ThecontrollersystemcoulddriverVRstep-motorandFIBstep—motor．TheUCO孓Hoperatingsystemwasreplantedintothecontrollersystemandimprovedthecontrollersystemefficiency．Atthes锄netime．thetechnicthatthefrequencyWasehangedwhenthestep-mot

4、orspeed—uporspeed—downWasusedbythecontrollersystemandimprovedtheprecisionofthestep-motor．ThecontrollersystemWaSveryefficacioustopreventthestep-motorlost—step．Keywords：step-motor；ARM；UCOS-IIoperatingsystem0引言通常一个步进电机的控制系统只能驱动一种类型(反应式步进电机或混合式步进电机)的步进电机或特定类型特定相数的步进电机(如，三相反应式步进电机，二相混合式步进电机等

5、)。用于驱动三相反应式步进电机的控制系统往往是不能用来驱动混合式步进电机的；用于驱动二相混合式步进电机的控制系统往往也是不能用来驱动反应式步进电机的。如果要使用某种特定类型和特定相数的步进电机，必须要找到一种与之对应的专用的步进电机控制系统来驱动它。如果需要换用另外一种类型或相数的步进电机，通常都得选用另外的步进电机控制系统，这在使用步进电机的时候会带来很大的不便。本设计中研制出了一种多功能的步进电机控制系统，该控制系统不仅能驱动反应式步进电机，还能驱动混合式步进电机。控制系统可以同时驱动二相，四相和五相的混合式步进电机；可以同时驱动三相和四相的反应式步进电机。当需要

6、使用不同类型和不同相数的步进电机的时候，只需要对该控制系统的相关功能相进行选择设定即可。例如，当我们收稿日期：2009—03—05作者简介：黄杰(1982～)，男，硕士研究生，研究方向为微机控制与检测技术。—-——153·———万方数据使用该控制系统来驱动三相反应式步进电机时，在使用前只需对控制系统的相关功能相进行选择和设定；当需要使用该控制系统来驱动另外一种类型的步进电机时(如，两相混合式步进电机)，在使用之前只需对控制系统的相关功能相进行重新选择和设定即可。使用该步进电机控制系统来驱动不同类型和不同相数的步进电机将会变得非常简单，这在使用步进电机时带来了很大的便利

7、。本项目以基于ARM7TDMI内核的S3c4480X处理器为步进电机控制系统的核心处理器，配合A3955SB微步距控制芯片，研制了一台实时响应性能好，控制定位精确的多功能步进电机控制系统。1系统设计结构框图本设计的系统结构框图如图1所示。图1系统结构框图在本设计中，ARM处理器选用基于ARM7TDMI内核的S3C44BOX处理器；步距角细分控制器选用A3955SB步进电机控制芯片；本设计测试用的步进电机选用日本东方公司生产的高转矩、低振动的2相步进电机，型号为PK268-03A．C8，步距角1．8度。2硬件电路设计2．1重点器件介绍在硬件设计部分涉及