Помощь с кодом. Управление 3-мя шаговыми двигателями

[Alexander Weide]

Доброе время суток !!!

В программировании новичок по этому и спрашиваю ... 

Нужно осуществить управление 3-мя двигателями. По сути 5-я, но так как 3 работают синхронно то будем считать как за один.  Это будет специализированный станок.

Что нужно выполнить контроллеру:

Основная программа :

Задаются параметры для каждого двигателя персонально (скорость и направление вращения )

Двигатель №1  - Постоянно работает

Двигатель №2 - Изменяет направление движения при срабатывании концевиков  

Двигатель №3 - Изменяет направление движения при срабатывании концевиков 

Прерывания 

На каждый двигатель есть 4 кнопки ( вперед/назад/скорость+/скорость - )

Они нужны для подстройки скоростей двигателей и когда нужно в  ускорении работы или смены направления.

Было бы не плохо что бы после отключения питания все значения оставались в памяти.

Использовал процессор Atmega32. Код программы который я сделал на данный момент ниже. Также прикрепил електрическую схему, и печатную плату. Всем спасибо за помощь =)

 

#define F_CPU 8000000UL

#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>
#include <avr/interrupt.h>
#define VD5 PORTA
#define VD4 PORTB

int S1=350;    
int S2=450;    
int S3=550;    

int main(void)

{
    PORTA = 0b00000000;
    DDRA =     0b11111111;
    
    PORTB = 0b11110000;
    DDRB =    0b00001111;
    
    PORTC = 0b11111111;
    DDRC =    0b00000000;
    
    PORTD = 0b11111111;
    DDRD =    0b00000000;
    

sei(); //разрешаем глобальные прерывания
            
    unsigned char butcount=0;
    

    
    void delay (int ms)
    {
        for (;ms;ms--)
        _delay_us(0.1);
    }
    void right_M1 (void) //Функция поворота ротора дигателя М1  вправо
    {
        VD4 = 0b00000011; // шаг 1
        delay(S1);
        VD4 = 0b00000110; // шаг 2
        delay(S1);
        VD4 = 0b00001100; // шаг 3
        delay(S1);
        VD4 = 0b00001001; // шаг 4
        delay(S1);
    }
    void left_M1 (void) //Функция поворота ротора дигателя М1  влево
    {
        VD4 = 0b00001001; // реверс шаг 1
        delay(S1);
        VD4 = 0b00001100; // реверс шаг 2
        delay(S1);
        VD4 = 0b00000110; // реверс шаг 3
        delay(S1);
        VD4 = 0b00000011; // реверс шаг 4
        delay(S1);
    }
    void right_M2 (void) //Функция поворота ротора дигателя М2  вправо
    {
        VD5 = 0b00000011; // шаг 1
        delay(S2);
        VD5 = 0b00000110; // шаг 2
        delay(S2);
        VD5 = 0b00001100; // шаг 3
        delay(S2);
        VD5 = 0b00001001; // шаг 4
        delay(S2);
    }
    void left_M2 (void) //Функция поворота ротора дигателя М2  влево
    {
        VD5 = 0b00001001; // реверс шаг 1
        delay(S2);
        VD5 = 0b00001100; // реверс шаг 2
        delay(S2);
        VD5 = 0b00000110; // реверс шаг 3
        delay(S2);
        VD5 = 0b00000011; // реверс шаг 4
        delay(S2);
    }
    void right_M3 (void) //Функция поворота ротора дигателя М3  вправо
    {
        VD5 = 0b00110000; // шаг 1
        delay(S3);
        VD5 = 0b01100000; // шаг 2
        delay(S3);
        VD5 = 0b11000000; // шаг 3
        delay(S3);
        VD5 = 0b10010000; // шаг 4
        delay(S3);
    }
    void left_M3 (void) //Функция поворота ротора дигателя М3  влево
    {
        VD5 = 0b10010000; // реверс шаг 1
        delay(S3);
        VD5 = 0b11000000; // реверс шаг 2
        delay(S3);
        VD5 = 0b01100000; // реверс шаг 3
        delay(S3);
        VD5 = 0b00110000; // реверс шаг 4
        delay(S3);
    }
    
    while (1)

{
    
    // -------------------------------------------------------------------------------------------------                
        if (!(PINC&0b01000000))
        {
            if(butcount < 5)
            {
                butcount++;
            }
            else
            {
                while (1)
                {
                    right_M1 ();
                                        
                    if (!(PINC&0b00100000))
                    {
                        if(butcount<5)
                        {
                            butcount++;
                        }
                        else
                        {
                            S1=S1+1;
                        }
                    }
                                        
                    if (!(PINC&0b00010000))
                    {
                        if(butcount < 5)
                        {
                            butcount++;
                        }
                        else
                        {
                            S1=S1-1;
                        }
                    
                    }
                }
            }
        }
        
        
    if (!(PINC&0b10000000))
    {
        if(butcount < 5)
        {
            butcount++;
        }
        else
        {
            while (1)
            {
                
                left_M1 ();
                
                
                if (!(PINC&0b00100000))
                {
                    if(butcount < 5)
                    {
                        butcount++;
                    }
                    else
                    {
                        S1=S1+1;
                    }
                }
                
                
                if (!(PINC&0b00010000))
                {
                    if(butcount < 5)
                    {
                        butcount++;
                    }
                    else
                    {
                        
                        S1=S1-1;
                        
                    }
                }
            }
        }
    }
    
    
    
    // -------------------------------------------------------------------------------------------
        

    {
        if (!(PINC&0b00001000))
        {
            if(butcount < 5)
            {
                butcount++;
            }
            else
            {
                while (1)
                {
                    right_M2 ();
                    
                    if (!(PINC&0b00000010))
                    {
                        if(butcount<5)
                        {
                            butcount++;
                        }
                        else
                        {
                            S2=S2+1;
                        }
                    }
                    
                    if (!(PINC&0b00000001))
                    {
                        if(butcount < 5)
                        {
                            butcount++;
                        }
                        else
                        {
                            S2=S2-1;
                        }
                        
                    }
                }
            }
        }
        
        
        if (!(PINC&0b00000100))
        {
            if(butcount < 5)
            {
                butcount++;
            }
            else
            {
                while (1)
                {
                    
                    left_M2 ();
                    
                    
                    if (!(PINC&0b00000010))
                    {
                        if(butcount < 5)
                        {
                            butcount++;
                        }
                        else
                        {
                            S2=S2+1;
                        }
                    }
                    
                    
                    if (!(PINC&0b00000001))
                    {
                        if(butcount < 5)
                        {
                            butcount++;
                        }
                        else
                        {    
                            S2=S2-1;    
                        }
                        }
                        }
                        }
                        }
        
    
    // ----------------------------------------------------------------------------------------
    {
        if (!(PIND&0b00010000))
        {
            if(butcount < 5)
            {
                butcount++;
            }
            else
            {
                while (1)
                {
                    right_M3 ();
                    
                    if (!(PIND&0b01000000))
                    {
                        if(butcount<5)
                        {
                            butcount++;
                        }
                        else
                        {
                            S3=S3+1;
                        }
                    }
                    
                    if (!(PIND&0b10000000))
                    {
                        if(butcount < 5)
                        {
                            butcount++;
                        }
                        else
                        {
                            S3=S3-1;
                        }
                        }
                        }
                        }
                        }        
        
        if (!(PIND&0b00100000))
        {
            if(butcount < 5)
            {
                butcount++;
            }
            else
            {
                while (1)
                {
                    left_M3 ();
                            
                    if (!(PIND&0b01000000))
                    {
                        if(butcount < 5)
                        {
                            butcount++;
                        }
                        else
                        {
                            S3=S3+1;
                        }
                    }
                    
                    if (!(PIND&0b10000000))
                    {
                        if(butcount < 5)
                        {
                            butcount++;
                        }
                        else
                        {
                                S3=S3-1;
                        }
                    }
                }
            }
        }
        
// -------------------------------------------------------------------------------------------
        }
        }
        }
}

 

схема.pdf

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[IMXO]

а это вообще работает?

может как-то так "тыц" надо делать ? а то у вас пока шагает один ШД другие тупо заторможены.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Alexander Weide]

Да работает. Только все двигатели по отдельности. 

Какую первую кнопку нажмешь тот двигатель и будет работать. 

По сути тела основной программы нет, так это в основном как мне кажется только управление кнопок. Да и то без прерываний они работают по принципу какая кнопка первая та и заняла весь мп. 

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[IMXO]

18 часов назад, Alexander Weide сказал:

Только все двигатели по отдельности. 

Какую первую кнопку нажмешь тот двигатель и будет работать. 

а как должно быть?

и это, эта функция

#define F_CPU 8000000UL
#include <util/delay.h>

    void delay (int ms)
    {
        for (;ms;ms--)
        _delay_us(0.1);
    }

не работает, точнее выдает совсем не то, что от нее ожидалось...

[Alexander Weide]

Это функция  которую я применяю для увеличения или уменьшения времени задержки. То есть управление скоростью двигателя Точно не знаю правильно ли но работает.

Если по пытаться  включить 3 двигателя одновременно то они как то странно одинаково крутятся ( не так как по отдельности ). Даже если заданные разные временные задержки   S1 S2 S3. Пока не понимаю почему.

Двигатели должны работать все одновременно с разными скоростями.

Изменено 30 июля, 2019 пользователем Falconist

[IMXO]

это и так понятно... у тубя частота МК стоит 8МГц , один машинный цикл выполняется за 0,125мкс

_delay_us(0.1) это макрос который частоту МК умножает на заданную задержку и получает количество маш.циклов

те этот макрос уже не может сформировать задержку в 0,1мкс, цикл for()  віполняется за 8-15маш.циклов , те длительность одного цикла состовляет 1,25..1,875мкс

естественно они крутется одновременно , потомучто задержки двигателей у тебя складываются и общие время импульсов получается одинаковым.

у этого МК нет ресурсов и быстродействия, что бы нормально управлять тремя ШД паралельно без дополнительной обвязки , на вскидку  максимум что можно выжать это параллельную работу на скоростях до 30..40обр/мин

 

[BARS_]

А почему бы не взять тот МК, где управление движками реализовано аппаратными модулями?..

[COKPOWEHEU]

А зачем, если и у AVR'ок хватит быстродействия?

Допустим, у ШД 200 шагов на оборот (вообще-то, это довольно много) и скорость 6000 об/мин (100 об/с). Получается 20`000 шагов в секунду. То есть 400 тактов на шаг при 8 МГц частоты.

Запас, конечно, небольшой, но на задачу ТСа быстродействия вполне хватит. Тем более если ставить более типичные шаговики, шагов на 20.

[IMXO]

34 минуты назад, COKPOWEHEU сказал:

Допустим, у ШД 200 шагов на оборот (вообще-то, это довольно много) и скорость 6000 об/мин (100 об/с). Получается 20`000 шагов в секунду. То есть 400 тактов на шаг при 8 МГц частоты. 

о как...   только не 6000 вы до такой скорости  шаговик вряд ли не раскрутите, а вот до 1500 вполне реально. 

1500обр/мин = 25обр/сек = 5000имп/сек . длительность одного импульса 200мкс = 1600маш.цикл

считаем все тоже самое для 1499обр/мин = 24.98(3)обр/сек= 4996,(6)имп/сек длительность импульса 200.1334мкс = 1601маш.цикл

разница 0,1334мкс при тактовой 8МГц маш.цикл=0,125мкс , те крутить ШД точно с шагом 1обр/мин ужо не получицо  будет погрешность , сформировать такую длительность можно 16-ти битным таймером.  Для трех ШД таких нужно три , у 32й всего один.  чем будите формировать длительность импульсов? софтово? тогда шаг получицо уже не 0,125мкс, а в лучшем случае 50-100мкс и получите регулирование ШД как раз до 30-50обр/мин

 

 

[COKPOWEHEU]

А точно ТСу нужна регулировка с точностью 0,07% ? Учитывая, что индикация не упомянута, точность установки вряд ли нужна выше 5%.

Даже для моего примера это 21 такт разницы (6000 против 5700 дают 20000 против 19000 шагов/сек, то есть 400 против 421 такта). Опять же запаса нет, но не безнадежно.

В более реалистичном варианте - 1500 об/мин (25 об/сек) и 24 шага -> 600 шагов/сек, точность 5%:

1500 об/мин -> 600 шагов/сек -> 13333 такта

1425 об/мин -> 570 шагов/сек -> 14035 тактов

разница аж 702 такта

[IMXO]

29.07.2019 в 21:36, Alexander Weide сказал:

Двигатели должны работать все одновременно с разными скоростями.

для этого нужно функции поворота ШД вывернуть наизнанку и код поместить или в основной цикл или вызывать по таймеру

типа так:

const char step[]={
      0b00000011,
      0b00000110,
      0b00001100,
      0b00001001};
      

while(1)
{
if (count_motor1<speed_motor1)
   {
      count_motor1++;  
   }  
   else
     {
       count_motor1=0;
       if(flag_revers_M1)
          {step_motor1--;}
          else
          {step_motor1++;}
        step_motor1 &= 3;
     }

if (count_motor2<speed_motor2)
   {
      count_motor2++;  
   }  
   else
     {
       count_motor2=0;
       if(flag_revers_M2)
          {step_motor2--;}
          else
          {step_motor2++;}
        step_motor2 &= 3;
     }


PORTB = ((step[step_motor1])<<4)|(step[step_motor2]);


}

 

 

[ARV]

Я дико извиняюсь, что лезу, куда не просят... Но мне кажется, что управлять полными шагами тремя движками по силам любому AVR c большим запасом! Во всяком случае, у меня дома валяются обломки настоящего плоттера Roland, в котором плата управления двумя ШД основана на классическом MCS51, который в самом идеальном случае способен за секунду на 2 миллиона однотактных команд (среднее количество тактов на команду у него больше 1,5). AVR в "базовом" варианте примерно в 12 раз производительнее - неужели этой разницы не хватит на третий движок?!

В трех массивах создается таблица состояний выходов на движки для каждого шага, в прерывании от таймера заводится три счетчика "фазы" (по принципу DDS) для выбора из этих массивов очередной комбинации, и вся проблема только в том, чтобы взять из массивов три байта и собрать из них несколько байт для вывода в порты. В главном цикле управление только "счетчиками фазы" для каждого канала.

По аналогичному принципу делаются музыкальные полифонические синтезаторы - сам делал 7-канальный. Думаю, для ШД тоже пойдет. Скажем, выдача новых комбинаций на ШД с частотой 8000 Гц - это сколько оборотов максимум? Для AVR это вообще не проблема, имхо. Да и 16000 представляется не сильно большой проблемой...

P.S. Даже на счет трех массивов я перегнул - и одного хватит.

Изменено 31 июля, 2019 пользователем ARV

[Starichok]

не надо там мелкая дискретность задания скорости вообще.

ни какой ШД высокую скорость не развить не сможет.

у любого ШД есть параметр "частота приемистости". это такая скорость, которую он может развить, если подавать импульсы шагов сразу на полную скорость.

и частота приемистости зависит от нагрузки. чем больше момент нагрузки, тем меньше будет частота приемистости, так как разгоняться будет труднее.

а чтобы разогнать выше частоты приемистости, то для разгона сначала импульсы подают редко, и потом постепенно повышают частоту.

но все равно разогнать можно не до любой высокой скорости, у конструкции всегда есть предел, выше которого ШД выйдет из синхронизма, если подавать частоту выше этого предела.

занимался я для собственного удовольствия управлением ШД. и делал я это на ATMega8, и даже на внутреннем RC генераторе 1 МГц - вполне хватило производительности. и нет никакой необходимости лезть на 8 МГц или выше.

два двигателя у меня шли одновременно от двух таймеров - таймера1 и таймера2 в режиме СТС. время каждого таймера соответствовало 1 шагу.

и даже таймерам включал предделители, чтобы можно было на старте получить большое время первого шага.

а вы тут взялись частоту высокую брать, такты считать - глупости это...

при разгоне и торможении в прерывании таймера вычислялось новое время шага и записывалось в регистр TCCR таймера.

после достижения заданной скорости просто перезаписывалось то же самое время шага.

можно для третьего двигателя задействовать таймер0, но хлопот чуть больше из-за вычисления дополнительного числа до переполнения таймера.

[Starichok]

еще добавлю к сказанному.

у меня на частоте 1 МГц не только таймеры успевают делать расчет времени шага, но еще в главном цикле и экран 1602 работает, кнопки работают и интерфейс с компом работает. на всё хватает времени, и еще остается время до начала следующего главного цикла.

[BARS_]

А в чем смысл 1 МГц? Просто показать, что так можно?

[Starichok]

а ты разве ничего не понял из прочтения темы?

люди предлагали повышать частоту, чтобы успевать обрабатывать шаги. а я сказал, что повышать частоту не надо, всё прекрасно может работать на тактовой 1 МГц.

я разве непонятно выражаюсь?

[BARS_]

Вполне понятно. Хотя я вообще не понимаю, зачем до сих пор используются AVR МК. По стоимости они давно не в выигрыше. За те же деньги продаются ARM МК, где есть куча аппаратных фишек и не надо морочить голову с программными извращениями.

[ARV]

Только что, BARS_ сказал:

За те же деньги продаются ARM МК

А накопленные запасы предлагаете выбросить?

[Starichok]

ну да.

купленное - выбросить, и за такие же деньги купить новое...

[Alex]

... новое, огромное, мощное... И сделать на нём какую-нибудь мигалку, для которой хватило бы выброшенного 8-ми лапого МК.

@BARS_ , каждому своё. И каждой задаче соответственно своя реализация.

PS: Не начинайте очередной холивар, на тему "Что лучше .... ?".