关于步进电机的使用研究
最近用到步进电机，程序也自己弄，所以有些细节问题都要搞清楚，今天简单总结一下。
目前的步进电机大多直接采用驱动器进行驱动,这样在控制上就相对简便一些,一般最少只需提供方向与脉冲信号就可以驱动电机转动,以我使用的THB6128为例电路很简单，就不说了，主要介绍一下关于电机驱动上的一些问题。
1.细分
步进电机有一个参数叫步距角，就是转动一步所走过的角度，以1.8°为例，就是说走一步转动1.8°，那转动一周则需要200步，在没有细分概念的情况下，提供一个脉冲电机可以走一步，200个脉冲可以转一圈
细分是通过驱动器精确控制输出相电流，改变电机的步距角，可以理解为将步距角分解，迈小步向前走，2细分代表走一步转动0.9°，10细分代表走一步转动0.18°，以此类推，如果10细分的话那转动一圈则需要2000个脉冲，那为什么需要细分呢?
看这个图
在没有细分时,一个脉冲驱动电机走过的路线可以认为是AC,二细分之后,一个脉冲驱动电机走过的路线则是AB,同样的角度二细分则需要两个脉冲才可以达到C点,在细分数足够大时,可以看出其路线是越来越逼近圆的,也可以认为电机的转动越来越平滑,对,细分就是为了达到这个效果
当然细分也要看场合使用,细分越大,达到既定速度的时间也就越长,一般对于低转速场合可以使用大一点的细分,减少震动,使运行平滑稳定,高转速时则可以适当减少细分,尽快达到最高转速,这里可以引出一个问题,我们知道步进电机的转速是靠外部脉冲的频率设定的,那如果一开始就给一个高频脉冲电机是会卡死堵转的,这是因为步进电机的转动实际上靠的是不断改变外部线圈(定子)的磁场,依靠同性相吸来带动转子的转动,当启动频率过高时,转子还没到下一个位置就已经接收到下一个磁场,导致转子没有足够的力摆脱当前磁场,始终固定在一个位置
如下图,以两项电机为例，运动轨迹a-b-c-d。
2、衰减模式
步进电机的驱动器实际上内部也是靠一个H桥型的MOS来控制输出波形的，衰减模式可以在切换相位时控制MOS导通关断切换速度来控制放电速度，一般可以分为三种，快衰减、慢衰减、混合衰减，电机高速转动时选择快衰减，可以尽快改变相电流，达到更高的速度，不然可能会出现卡死、震动大的问题，低速时选择慢衰减，可以增大力矩，混合衰减就是先快衰减后慢衰减，具体时间分配看芯片。
3、力矩
通俗点说就是电机转动的“劲儿”大小，通常影响力矩的有以下几个方面
(1) 转速
转速越大，力矩越小，步进电机的规格书中，都会有一个曲线，力矩随着转速的提高会不断下降，原因就是在转动时会产生反向电动势，转速越高，反向电动势就越大，而电机对外的有效力矩是克服反向电动势与摩擦阻力之后的力，所以说会越来越小
(2) 驱动电流
步进电机都会有一个额定电流，在额定电流以下也可工作，只是各方面性能不会达到最优，一般驱动器都会有设定驱动输出电流的设置，选择适配电机的设定可以增大力矩。
(3) 驱动电压
步进电机在转动时，会产生反向电动势，驱动电压要在抵消这一部分电动势之后再去驱动电机转动，所以合理范围内更高的电压可以提供给电机实际使用的电能就越多。
4、软件设计
驱动上大家都知道只要给脉冲电机就能转，但是如果转速稍微高一点的应用上，如果直接给固定频率的脉冲，启动和停止时都会咯噔咯噔的不平滑，转速再高一些的应用有可能会直接卡死，最开始自己写的程序最高也就一分钟500转同样的电机用别的驱动器就能达到一分钟1500转，这个就是加减速的不合理，目前比较合理的驱动方式是应用S曲线计算频率输出，启动阶段，加速度低，缓慢启动，中间过程加速度最大，临近最大速度时，加速度降低，平稳运行，减速过程反之。
网上这方面的资源较多，但是对实际的程序参数的解释不是很接地气儿，这里我结合自己的实际操作与理解大概介绍一下
落实到程序里，只介绍加速过程：
for(a=0; a
{
melo = flexible * (a-len/2) / (len/2);
deno = 1.0 / (1 + expf(-melo));
fre = (fre_max-fre_min) * deno + fre_min;
period = (unsigned short)(72000000 / fre);
｝
这里面的
(1)Len表示将S曲线频率增长过程中划分的点数，值越大，计算的次数越多，划分越细致，每次频率增加的越少，更平稳，但是会延长加速时间，一般设定三四千，公式中的num一般取值为len/2
(2)fre_max为公式中的Fmax，表示设定的最大频率值，这个与实际输出频率不是对应的，需要根据你系统的时钟调试确定，值越大，电机达到的速度越大，但是需要跟着改动其他参数，来更改加速效果，否则容易卡死
(3)fre_min为公式中的Fmin，表示设定的最小频率值，也就是刚起步的频率值，尽可能的大一些，可以减少加速时间
(4)flexible为公式中的Flex，表示S曲线中加速过程的斜率，值越大，曲线越陡峭，加速过程越快，取值1-6，大了电机容易卡死，小了加速时间长，调试确定
(5)expf这是指数函数，程序里需要调用math.h
(6)fre是当前计算的频率值，如果传入程序的PWM或定时器输出，还需要根据系统时钟转换一下，程序中72M则是系统时钟
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