基于stm32f103rb两相混合式步进电机细分驱动器设计

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1、第20卷第10期电子设计工程2012年5月Vo1．20No．10ElectronicDesignEngineeringMay．2012基于STM32F103RB的两相混合式步进电机细分驱动器设计朱桦，张中炜，袁振(东华大学信息科学与技术学院，上海201620)摘要：根据两相混合式步进电机细分驱动原理，设计了一种基于STM[32F103RB单片机的、细分度可调的步进电机驱动器。控制器采用电流矢量控制算法，通过双H桥驱动步进电机的两相转子。利用片内AD对电机转子电流进行采样，将矢量角度的目标值与测量值进行比较、调节，形成电流环，进而实现对整个周期电流阶梯的细分度

2、控制。本文还介绍了该控制器的软硬件设计方案。并对该设计的实际电路进行了测试，结果表明控制器达到了设计目标，减少了低频振荡，提高了步进电机的控制性能。关键词：STM32F103RB；两相混合式步进电机；开环矢量；细分可调中图分类号：TP383．6文献标识码：A文章编号：1674—6236(2012)10—0119—04AdesignofMicro-steppingdriverfortwo·-phasehybridsteppermotorbasedonSTM32F1O3RBZHUHua，ZHANGZhong—wei，YUANZhen(c0ofinformatio

3、nScienceandTechnology，DonghuaUniversity，Shanghai201620，China)Abstract：Thispaperdescribetheprincipleofthesteppermotor’Smicro-steppinganddesignsadriversystemwhichnumbersofstepcanbeadjustedbasedonSTM32F103RB．Thesystemusedthecurrentvectoralgorithm，usingthedualH-bridgetoconnectthemotor’

4、Srotorandthroughtheon-chipADtosampletheMOSFETcurrent，thentakethevalueofvectorandangletocompareandadjustwiththemeasureone，thusformingthecurrentloopandachievethatcontrolthestepofcurrenttocontrolthemicro-steppingdegree．Thesystemhardwareandsoftwarewasdesignedbythistheme，wedebuggeditand

5、theresultisthiscontrollercanimprovethemotor’Sinherentmechanicalstepangle，reducethelow-frequencyoscillationandenhancethecontrolperformance．Keywords：STM32F103RB：two-phasehybridsteppermotor；open—loopvector；micro-steppingadjustable步进电机是一种运用广泛的控制电机，其特征是不使用电机电流采用单片机内部AD采样．控制逻辑算法直接由单位置反馈回

6、路就能进行速度控制及定位控制，即所谓的电机片机软件实现，MOSFET按照外部输入的脉冲速度及内部的开环控制【1]。相对于伺服电机，步进电机有着成本低廉。控制时序来运行，从而大大简化了应用电路，提高了电路的通用简单等优点，尤其是两相混合式步进电机，在工业运动控制性和驱动性能。系统中有着广泛的应用。然而，传统的驱动方式，比如单电压1意法半导体STM32F103RB单片机简述驱动、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112步STM32F103RB采用ARM公司最新的Coaex—M3内核。距，无法很好消除低频

7、振荡，以及定位精度差等缺点。细分驱具有运行速度高、处理能力强、外设接口丰富等特点。由于其动的出现很好地弥补了这一缺点。低廉的价格和很强的控制、运算性能。被广泛运用于电机控常见的细分控制器一般由MCU、专用逻辑驱动芯片以及制。其具体性能指标如下：1)工作频率：最高72MHz；工作温功率驱动模块组成，这样的驱动器虽然能满足多细分驱动．度范围：一40～+85oC；宽电压供电：2．0～3．6V；2)128k字节的但由于细分数量和效果会受到逻辑驱动芯片的影响。并且无闪存存储器和16k的SRAM；3)l2位16通道AD转换器具法调整细分数和限流值，从而造成系统调试困难、

8、矩频特性有双采样和保持功能，转换时间最短1s。4)3