DIY双路步进电机驱动器——使用DRV8825模块

背景：一个项目需要完成一个工件表面粗糙度的测量系统，该系统的驱动方式是双路的步进电机，分别驱动X轴和Y轴的工作太移动，以完成粗糙度的测量。

硬件介绍：

　　主控：STM32F103C8T6

　　电源：CJ7805 + AMX1117

　　电机：42步进电机

　　驱动：DRV8825模块*2

　　通信：USART

　　采样：STM32内置ADC

　　调试：SWN接口

驱动器功能：

　　1、双路步进电机驱动（兼容A4988以及DRV8825模块）（为了制作方便可靠，该项目中，我选择使用购买的驱动模块，而省略了驱动芯片的外围电路的设计）

　　2、串口通信（由于项目中需要该测量系统与上位机通信，并且实时显示工件粗糙度的测量结果，因此这里采用了串口通信的方式，上位机采用Qt编写，通信已经调通）

　　3、传感器接口（STM32内置ADC测量电压，该项目中的传感器是一个电感传感器，传感器信号经过一系列模拟电路的处理，转化成可以直径进行ADC采样的电压信号）

驱动器原理图：（工程采用AD完成）

　　　

 

 

 驱动器PCB三维图：

　　　　

 

 

 软件部分代码逻辑：

　　程序共有三个任务，三个任务并行工作：

　　　　

　　由于是开环控制的步进电机，故采用时间作为位移的基准。

　　同时，由于没有位置编码器，为了让上位机知道电机的位置，在每次向上位机发送传感器数据的同时，也将时间信息同时发送，达到下位机与上位机的时间统一，从而使上位机获得工作台的实时位置。

　　串口发送部分代码：（包括发送时间基准）

　　 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 }

 

软件部分实现思路：

　　1、使用STM32的TIM1获得系统时间

　　2、在TIM1的溢出中断中实现任务的调度（可以方便设定各个任务的调度频率）

　　3、使用TIM3生成两个步进电机的驱动信号（驱动信号为1KHz的方波，32细分）

　　4、使用STM32的内置ADC1结合DMA采样电压

　　5、使用USART1实现与上位机通信（串口接收中断处理上位机命令）　　

 

工程github地址：（硬件+软件）

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