梯形加减速速度曲线      

   采用“梯形”加减速算法，在运动过程中分成以下四个状态：空闲状态，加速状态，匀速状态与减速状态。

                                                                                                  图1  梯形加减速速度曲线

加减速算法实现

 

                                               

                                                                                    图2 加减速实现算法

脉冲产生单元：用来产生指定频率的脉冲信号。

脉冲计数单元：用来记录各个运动状态下输出的脉冲个数。

脉宽计算单元：根据总的脉冲个数及记录的各个运动状态下的脉冲输出个数，进行状态跳转及速度计算。

 

脉冲产生单元

初始化STM32定时器，在定时器中断里面，翻转IO口，输出脉冲信号。

//初始化定时器功能，用来翻转IO信号，产生脉冲输出信号 void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc) { TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //时钟使能 //定时器TIM3初始化 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式 TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据指定的参数初始化TIMx的时间基数单位 TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE ); //使能指定的TIM3中断,允许更新中断 //中断优先级NVIC设置 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; //TIM3中断 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; //先占优先级1级 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //从优先级0级 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //初始化NVIC寄存器 TIM_Cmd(TIM3, DISABLE); //不使能TIMx } //设置定时器值，用来产生指定频率的脉冲信号 void Motor0TimeSet(unsigned int ARR,bool TimeEnable) { TIM3->ARR = (uint16_t)ARR; if(TimeEnable) TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); else TIM_Cmd(TIM3, DISABLE); } //翻转IO void TIM3_IRQHandler(void) //TIM3中断 { if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) { TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update ); MotorPulsePinOut(&MotorControl[0]); } }

脉冲计数单元

用来记录各个阶段输出的脉冲信号；根据设置的值和输出脉冲进行加减速状态切换。

                                                                     

                                                                             图 3  加减速状态切换

void MotorRunState(MOTOR_CTRL *Motor) { switch(Motor->NowState.RunState) { case MIDLE://开始 Motor->NowState.AllowMaxAddStep = Motor->SetData.RunStep/2; Motor->NowState.RunState = MACC; break; case MACC://加速状态 Motor->NowState.AddStep ++; Motor->NowState.RunStep ++; if(Motor->NowState.AddStep >= Motor->NowState.AllowMaxAddStep)//三角形加速 Motor->NowState.RunState = MDEC; else if(Motor->NowState.Speed >= Motor->SetData.SpeedMax) Motor->NowState.RunState = MKEEP; break; case MKEEP://最大速度阶段 Motor->NowState.RunStep ++; if(Motor->NowState.AddStep >= Motor->SetData.RunStep - Motor->NowState.RunStep) Motor->NowState.RunState = MDEC; break; case MDEC://减速阶段 Motor->NowState.RunStep ++; if(Motor->NowState.RunStep >= Motor->SetData.RunStep)//脉冲输出完成 { Motor->TimeSet_Call_Back(Motor->NowState.TimeCountNum,false);//关闭定时器，停止脉冲信号输出 Motor->NowState.SysState = MOV_IDLE; Motor->NowState.Consequence = 0; //执行结果 } } if(Motor->NowState.SysState)Motor->TimeSet_Call_Back(Motor->NowState.TimeCountNum,true);//设置下一次脉冲输出频率 }

 

速度计算单元

           根据当前处于电机加减速的那个状态，进行速度计算。采用定时1MS计算一次速度的方式。

                                                    

                                                                                                图 4 速度计算模块

void MotorCalculateSpeed(MOTOR_CTRL *Motor) { switch(Motor->NowState.RunState) { case MIDLE: Motor->NowState.Speed = Motor->SetData.Speed0; break; case MACC: Motor->NowState.Speed += Motor->SetData.SpeedAdd; if(Motor->NowState.Speed > Motor->SetData.SpeedMax) Motor->NowState.Speed = Motor->SetData.SpeedMax; break; case MKEEP: Motor->NowState.Speed = Motor->SetData.SpeedMax; break; case MDEC: Motor->NowState.Speed -= Motor->SetData.SpeedAdd; if(Motor->NowState.Speed < Motor->SetData.Speed0) Motor->NowState.Speed = Motor->SetData.Speed0; break; } if(Motor->NowState.Busy) { Motor->NowState.TimeCountNum = 1000*1000/Motor->NowState.Speed;//计算定时器应该重装的值 Motor->NowState.MotorRunTime++;//统计电机运行时间 } }