? ? ?引導(dǎo)一種模塊化(Module)設(shè)計(jì)思想，將傳統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)的控制器(controller)、驅(qū)動(dòng)器(Driver)、運(yùn)動(dòng)算法(Arithmetic)三合一。

對(duì)比國(guó)內(nèi)外步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理和已有工作，結(jié)合各種硬件特性，改進(jìn)或?qū)崿F(xiàn)了可實(shí)際移植并用于步進(jìn)電機(jī)控制八大算法。本產(chǎn)品為步進(jìn)電機(jī)實(shí)際控制算法實(shí)現(xiàn)源代碼，包括市面上常用的梯形加減速算法、SPTA算法、PWM專(zhuān)用通道算法、特征擬合算法、任意形狀的s形加減速七段法、s形logistics函數(shù)法、DMA算法、從定時(shí)器法?？捎糜趯?shí)際項(xiàng)目和相關(guān)研究之用。

1、T梯形加減速算法

梯形算法的速度輪廓是梯形，故而得名，對(duì)梯形求導(dǎo)數(shù)可以得到矩形，因此本算法直接從勾勒加速度曲線入手，進(jìn)行數(shù)值積分得出速度輪廓，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的定時(shí)器預(yù)設(shè)值，從而控制電機(jī)的速度變化，達(dá)到想要的效果。

2、SPTA算法

SPTA算法根據(jù)用戶輸入的加速度和速度以及總脈沖數(shù)，自動(dòng)計(jì)算加減速過(guò)程所需的定時(shí)器裝載值，也不需要額外的RAM來(lái)存儲(chǔ)表格，算法效率高、靈活方便，特別適合移植到一些資源緊俏的單片機(jī)，比如51單片機(jī)等。

3、PWM專(zhuān)用通道加減速算法

一般來(lái)說(shuō)，采用單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的方法是在定時(shí)器的中斷處理函數(shù)中，對(duì)于特定的IO口進(jìn)行操作來(lái)產(chǎn)生脈沖，這種方法的好處是靈活，可以方便的移植到各種類(lèi)型的單片機(jī)，只要求該單片機(jī)具有定時(shí)器和多余的GPIO，幾乎所有的單片機(jī)都能滿足要求。

但是隨著單片機(jī)功能的不斷增強(qiáng)，CPU負(fù)擔(dān)逐漸增多，這種方式自身缺點(diǎn)也逐漸顯現(xiàn)，那就是占用了較多的計(jì)算資源。替代的辦法就是采用定時(shí)器專(zhuān)用的PWM通道來(lái)產(chǎn)生所需的硬件脈沖，這樣在不經(jīng)常啟動(dòng)停止的工況下，不再需要CPU的干預(yù)，大大提高了效率。

4、特征擬合算法

該算法充分利用所選的步進(jìn)電機(jī)特性曲線來(lái)選擇加減速輪廓，具有非常大化電機(jī)能力的優(yōu)點(diǎn)，而且算法占用的空間少，對(duì)于特定的步進(jìn)電機(jī)具有帶載能力非常大化的優(yōu)點(diǎn)，在小負(fù)載測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，使用梯形加減速算法可以在3s內(nèi)完成無(wú)丟步的運(yùn)動(dòng)，換為該算法，可以實(shí)現(xiàn)2.2s無(wú)丟步加減速。

5、任意形狀的S形加減速

此為S形七段法。如果從加速度輪廓上看，梯形加減速的加速度是矩形的，而且在速度切換點(diǎn)，加速度從正一下子變?yōu)樨?fù)，會(huì)有明顯的響聲，因此，有必要開(kāi)發(fā)更為平滑的算法。那就是S形加減速。針對(duì)S形加減速，具體做法有很多，比較簡(jiǎn)單的做法是采用sigmoid函數(shù)，一切有S形狀的函數(shù)都可以拿來(lái)做基礎(chǔ)S函數(shù)，比如log函數(shù)的變形，sin函數(shù)。不過(guò)，這些函數(shù)在S曲線的計(jì)算公式上雖然簡(jiǎn)單了，但是由于可調(diào)參數(shù)太少，導(dǎo)致了無(wú)法根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況隨意更改S曲線形尸缺少靈活性。為此，本店在理論推導(dǎo)的基礎(chǔ)上推出任意形狀的S形曲線算法。首先規(guī)劃運(yùn)動(dòng)的加速度，然后積分得到速度輪廓，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為步進(jìn)電機(jī)的頻率輪廓。

6、S形加減速logistic函數(shù)法

S曲線常見(jiàn)的方法是七段法，在很多論文中都有涉及，該方法的靈活性好，可以指定任意一段加速度以及斜率。但該方法也有缺點(diǎn)，即在于過(guò)于靈活導(dǎo)致參數(shù)眾多，本方法采用的logistic函數(shù)法，參數(shù)少，易于掌控。

7、DMA算法

DMA算法采用新的處理方式，只有在需要改變步進(jìn)脈沖頻率的時(shí)候再進(jìn)入中斷，這樣可以提高CPU的效率，讓CPU專(zhuān)注于執(zhí)行計(jì)算密集型的工作，給任務(wù)多、計(jì)算復(fù)雜的應(yīng)用提供了一種更好的解決方案。

8、從定時(shí)器法（SLAVER TIMER）

SLAVER算法是一種提升總線利用率的方法，使用兩個(gè)定時(shí)器，一個(gè)輸出PWM，一個(gè)工作在計(jì)數(shù)器模尸把PWM輸出的同時(shí)，讓計(jì)數(shù)器對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而釋放了總線，提升了工程整體效率。