STM32步进电机S型加减速程序源码与分析

stm32步进电机S型加减速程序源码与详细分析，

步进电机在许多自动化设备中都有着广泛应用，而实现其平稳的启动、运行和停止至关重要，S型加减速控制算法就能很好地满足这一需求。今天咱就来唠唠基于STM32的步进电机S型加减速程序。

1. 原理简述

S型加减速曲线分为三个阶段：加速阶段、匀速阶段和减速阶段。在加速阶段，加速度从0逐渐增大到最大值，然后再逐渐减小到0，使得速度呈S型变化，避免了瞬间的速度突变，减少了电机的振动和噪声。同理，减速阶段也是类似的S型变化。

2. 代码实现

初始化部分

c 复制代码

// 定义一些全局变量
volatile uint32_t target_speed;
volatile uint32_t current_speed;
volatile uint32_t acceleration;
volatile uint32_t deceleration;
volatile uint32_t position;

// 定时器初始化，用于产生定时中断，控制步进电机的步距
void TIM_Init(void) {
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 999;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 71;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);

    TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update, ENABLE);
    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}

这部分代码主要是对定时器进行初始化。定时器在这里的作用就像是一个节拍器，每隔一定时间就产生一个中断，告诉程序该给步进电机发一个脉冲了，从而控制电机转动一步。TIMPeriod**和TIM Prescaler的值决定了定时器中断的频率，通过调整这两个值，可以控制步进电机的转动速度。

S型加减速核心算法部分

c 复制代码

// S型加减速控制函数
void S_curve_control(void) {
    if (position < acceleration_distance) {
        // 加速阶段
        if (current_speed < target_speed) {
            current_speed += acceleration;
        }
    } else if (position >= (total_distance - deceleration_distance)) {
        // 减速阶段
        if (current_speed > 0) {
            current_speed -= deceleration;
        }
    } else {
        // 匀速阶段
        current_speed = target_speed;
    }

    // 根据当前速度设置定时器的重载值，控制脉冲频率
    TIM_SetAutoreload(TIM3, 1000000 / current_speed - 1);
    position++;
}

这段代码就是S型加减速的核心逻辑。在加速阶段，只要当前速度还没达到目标速度，就不断增加速度；减速阶段，只要当前速度大于0，就不断减小速度；而在中间的匀速阶段，速度就保持为目标速度。最后通过修改定时器的重载值TIM_SetAutoreload来调整脉冲频率，因为脉冲频率决定了步进电机的转速，这样就能实现S型加减速的控制啦。

中断服务函数部分

c 复制代码

// 定时器中断服务函数
void TIM3_IRQHandler(void) {
    if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update)!= RESET) {
        // 产生一个步进脉冲
        // 这里假设控制步进电机的引脚是PA8，根据实际情况修改
        GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_8);
        GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_8);

        S_curve_control();

        TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update);
    }
}

定时器中断服务函数每次触发时，首先给步进电机的控制引脚发一个脉冲（这里简单假设控制引脚为PA8，实际应用中需根据硬件连接修改），也就是让电机走一步。然后调用Scurvecontrol函数更新速度和位置信息，最后清除定时器中断标志位，准备下一次中断。

3. 总结

通过上述代码和分析，我们实现了基于STM32的步进电机S型加减速控制。S型加减速算法让步进电机的启动和停止更加平稳，减少了机械冲击，延长了电机的使用寿命，同时也提升了设备运行的稳定性。在实际应用中，还可以根据具体需求对参数进行微调，比如加速度、减速度、目标速度等，以达到最佳的控制效果。希望这篇文章能帮助大家更好地理解和应用步进电机的S型加减速控制。