基于stm32的步进电机实时监测系统设计

ＳＹＳ　ＰＲＡＣＴＩＣＥ　系统实践　基于ｓｍａ３２的步进电机实时监测系统设计　◆李琳魏立峰贲伟建　摘要：设计并开发了一种实时监测步进电机电压、频率等信息的系统。利用ｓｔｍ３２内部定时器实　现了对步进电机频率值的采集并利ｓｔｍ３２的内部ＡＤ将采集到的步进电机的电压值进行模数转换，将　最后得到的频率以及电压的数据信息通过ＣＡＮ—ＢＵＳ传送至上位机，根据上位机的显示情况判断步进　电机是否处于正常的工作状态。通过实验验证，本文中设计的步进电机测试系统实用性强，精度较　高。　关键词：ＳＴＭ３２；内部定时器；ＡＤ；ＣＡＮ—ＢＵＳ；步进电机测试系统　引言　步进电机的内部是由铁芯和绕组线圈组成。铁芯有磁滞　涡流效应，在交变磁场中会产生损耗；绕组中有电阻，通电　后也会产生损耗，这些损耗都以发热的形式表现出来。因此，　步进电机普遍存在发热情况，若电机运行中出现异常，发热　将更加严重，会带来一些负面影响。　步进长期运行并处于发热状态就可能导致退磁等现象的　出现　，由此会导致力矩下降乃至失步。这种情况在一些对　于设备精度要求较高的场合是不允许出现的。因此，对步进　电机　的工作状态进行实时监控是十分有必要的。　一、基于ｓｔｍ３２的步进电机测试系统结构设计　基于ｓｔｍ３２　的步进电机测试系统由下位机采集并转换　数据，ＣＡＮ—ＢＵＳ将数据信息从上位机传送至上位机，上位　机显示实时采集到的数据三部分组成。下位机采集数据主要　通过以下两个模块实现：　（１）ｓｔｍ３２内部定时器２完成对步进电机频率的捕获　；　ｆ２）ｓｔｍ３２内部ＡＤ完成对检测到的步进电机的电压进行　模数转换；　上位机显示系统软件开发主要是在ＬａｂＶＩＥＷ平台上搭　建的。　二、系统电路及硬件设计　考虑到操作简便、系统稳定性好的要求，ｃｐｕ选用　ｓｔｍ３２ｆ１０３ｖｅｔ６芯片，步进电机输出频率的捕获功能，则由芯　片内部的定时器完成。对步进电机输出电压进行模数转换的　功能，则由芯片内部的ＡＤ完成。这样的设计大大降低了工　作量，节约了成本，又提高了系统的稳定性　。　图ｌ为步进电机测试系统的设计框图　。　图１系统结构框图　２．１对步进电机输出频率的捕获。本系统采用ｓｔｍ３２定　时器的输入捕获功能和定时功能，实现对电机频率的检测和　验证。也就是程序在定时器中断中，通过交替改变捕获的边　沿，实现对电机输出电平的计数。在捕获的同时开始利用定　时器计时，然后算出电机频率。并且定时器捕获处理框图如　图２所示。　图２定时器捕获程序框图　２．２对步进电机输出电压的模数转换。本系统利用ｓｔｍ３２　的内部ＡＤ实现了对电机输出电压的采集，将电机的输出电　压实时的显示到上位机上。　２．３　ＣＡＮ—ＢＵＳ对数据信息的传送。图３中示出ＣＡＮ收　发器是驱动ＣＡＮ控制器和物理总线间的接口，总线的差动　发送能力和对ＣＡＮ控制器的差动接收能力都由其提供，具　有抗恶劣环境的瞬间干扰、保护总线的能力，而且即使在某　一节点掉电也不会影响总线。　图３　ＣＡＮ控制器连接示意图　信息系统工程Ｉ　２０１６．２．２０　３１