【CNC——第1篇】Arduino+MR2驱动42步进电机(进阶)

步进电机 42h2p6017 A4 ican 参数：http://www.ican-tech.com/product/detail/121.html
MR2数字步进驱动器：http://www.ican-tech.com/product/detail/138.html
电源及电机接线、控制信号接口接线、以及参数设定请参考网址以及技术手册。

例程一：实现转动

//例程一：实现转动
#define ENA 5
#define CLK 6   //脉冲
#define DIR 7
void setup() {
  pinMode(ENA,OUTPUT);
  pinMode(CLK,OUTPUT);
  pinMode(DIR,OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}
void loop() {
  digitalWrite(ENA,HIGH);//使能
  digitalWrite(DIR,HIGH);//高顺时针，低逆时针
  while(1){
    digitalWrite(CLK,HIGH);//1000Hz的pwm波
    digitalWrite(CLK,LOW);
    delayMicroseconds(500);
  }
}

用法：官方 https://playground.arduino.cc/Main/MsTimer2/ ，所需库ide搜索安装即可。
参考：论坛建议 https://www.arduino.cn/thread-8412-1-1.html ，arduino有三个Timer: timer0, timer1, timer2

例程2：使用定时器，实现转动

// 例程2：使用定时器，实现转动
#include 
#define ENA 5
#define CLK 6  //脉冲
#define DIR 7
void flash() {
  static boolean output = HIGH;
  
  digitalWrite(CLK, output);
  output = !output;
}

void setup() {
  pinMode(ENA,OUTPUT);
  pinMode(CLK,OUTPUT);
  pinMode(DIR,OUTPUT);
  MsTimer2::set(1, flash); // 1ms period
  MsTimer2::start();
}

void loop() {
  digitalWrite(ENA,HIGH);//使能
  digitalWrite(DIR,HIGH);//高顺时针，低逆时针
  while(1){
    
  }
}

如何让电机转特定圈数停下，即需要给多少个脉冲，驱动器参数如何设置？

• 步距角： 输入一个电脉冲信号，步进电动机转子相应的角位移。它与控制绕组的相数、转子齿数和通电方式有关。步距角越小，运转的平稳性越好。
  查阅官网资料，此电机步矩角：1.8°，故转1圈需要 脉冲数 = 360° / 1.8° = 200个。

• 细分倍数： 把电机步距角微分，减小每个脉冲走相对应得角位移，即减小脉冲当量，使得电机运行更平稳，在脉冲频率不变情况下，速度也就变慢了。比如当细分倍数为2时，转1圈需要 脉冲数 = 360° / (1.8°/2) = 400个。 脉冲当量 = 1.8°/2 = 0.9°
  驱动器细分倍数拨盘设置对应关系查阅技术手册：http://www.ican-tech.com/product/detail/138.html
  

例程3: 细分倍数为2时，驱动电机转4圈

// 例程3，细分倍数为1时，驱动电机转`3`圈
#include 
#define ENA 5
#define CLK 6  //脉冲
#define DIR 7
unsigned int t_CLK = 0; //记录脉冲个数
void flash() {
  static boolean output = HIGH;
  
  digitalWrite(CLK, output);
  output = !output;
  t_CLK+=1;
  if(t_CLK==200*2*4*2){ //细分倍数为1，因为中断时长为半个周期，所以*2
        MsTimer2::stop();
      }
}

void setup() {
  pinMode(ENA,OUTPUT);
  pinMode(CLK,OUTPUT);
  pinMode(DIR,OUTPUT);
  MsTimer2::set(1, flash); // 1ms period
  MsTimer2::start();
}

void loop() {
  digitalWrite(ENA,HIGH);//使能
  digitalWrite(DIR,HIGH);//高顺时针，低逆时针
  while(1){
    
    }
  
}

改写成带参数子函数：

// 
#include 
#define ENA 5
#define CLK 6  //脉冲
#define DIR 7
unsigned int t_CLK = 0; //记录脉冲个数
void run_42(unsigned char mul, unsigned int t_cycles)//细分倍数(对应的要在驱动器上设置)，圈数
{
  if(mul*t_cycles<160){
    t_CLK+=1;
    if(t_CLK==400*mul*t_cycles){ //细分倍数为1，因为中断时长为半个周期，所以*2
        MsTimer2::stop();
      }
    else if(t_CLK==65534){
        t_CLK=0;
      }   
    }
}
void flash() {
  static boolean output = HIGH;
  
  digitalWrite(CLK, output);
  output = !output;
  run_42(2,4);  //细分倍数2，圈数4
}

void setup() {
  pinMode(ENA,OUTPUT);
  pinMode(CLK,OUTPUT);
  pinMode(DIR,OUTPUT);
  MsTimer2::set(1, flash); // 1ms period
  MsTimer2::start();
}

void loop() {
  digitalWrite(ENA,HIGH);//使能
  digitalWrite(DIR,HIGH);//高顺时针，低逆时针
  while(1){
    
    }
  
}

例程4: 细分倍数为1时，驱动电机的转速为150r/min，即 2.5r/s, 转1分钟。

转1圈 需要200个脉冲，每秒500个脉冲，每个脉冲2 ms。因为此定时器中断最小为1ms，所以使用定时器150也是最高速。

// 
#include 
#define ENA 5
#define CLK 6  //脉冲
#define DIR 7
unsigned int t_CLK = 0; //记录脉冲个数
void run_42(unsigned char mul, unsigned int t_cycles)//细分倍数(对应的要在驱动器上设置)，圈数
{
  if(mul*t_cycles<160){
    t_CLK+=1;
    if(t_CLK==400*mul*t_cycles){ //细分倍数为1，因为中断时长为半个周期，所以*2
        MsTimer2::stop();
      }
    else if(t_CLK==65534){
        t_CLK=0;
      }
  }   
    
}
void run_300rpm()
{
  t_CLK+=1;
  if(t_CLK==1000*60){ //1分钟
        MsTimer2::stop();
      }
      
}
void flash() {
  static boolean output = HIGH;
  
  digitalWrite(CLK, output);
  output = !output;
  //run_42(1,4);  //细分倍数2，圈数4
  run_300rpm(); //细分倍数1，转速300
}

void setup() {
  pinMode(ENA,OUTPUT);
  pinMode(CLK,OUTPUT);
  pinMode(DIR,OUTPUT);
  MsTimer2::set(1, flash); // 1ms period
  MsTimer2::start();
}

void loop() {
  digitalWrite(ENA,HIGH);//使能
  digitalWrite(DIR,HIGH);//高顺时针，低逆时针
  while(1){
    
    }
  
}

例程5 细分倍数，转速。 采用延时微秒形式。

//例程5  细分倍数，转速，分钟
#define ENA 5
#define CLK 6   //脉冲
#define DIR 7
void setup() {
  pinMode(ENA,OUTPUT);
  pinMode(CLK,OUTPUT);
  pinMode(DIR,OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}
void run_rpm(unsigned char mul, unsigned int rpm)//细分倍数，转速
{
    float del_time=0;
    //60*1000*1000/mul//200/rpm/2
    del_time=5000/rpm*30/mul;

    while(1){
    digitalWrite(CLK,HIGH);//1000Hz的pwm波
    delayMicroseconds(del_time);
    digitalWrite(CLK,LOW);
    delayMicroseconds(del_time);
    }
}
void loop() {
  digitalWrite(ENA,HIGH);//使能
  digitalWrite(DIR,HIGH);//高顺时针，低逆时针
  while(1){
    run_rpm(4,60);//细分倍数，转速
   
  }
}

后话：关于步进电机，其驱动万变不离其宗。

附美照一副：