步进电机正反转驱动、AS5600编码器信息读取及速度检测

步进电机基本运动

1.思路：用定时器替代mstimer2库，mstimer2底层实现是延时函数控制，delay函数占用CPU资源，使得CPU在delay函数工作时无法处理其他任务，二是delay函数延时并不精准导致步进电机运转不平稳，发热。
采用定时器中断控制高低电平的转换发出频率可变的方波可以解决上述问题，中断的使用可以让CPU处理其他任务，二是方波频率可调，时间精准。
arduino定时器：Timer0和timer2是8位定时器，可以存储最大计数器值255。Timer1是一个16位定时器，可以存储最大计数器值65535。我采用timer2驱动电机。

 TIMSK2 &= ~(1<<TOIE2);关闭中断TCCR2A &= ~((1<<WGM21) | (1<<WGM20));   //模式选择，正常模式TCCR2B &= ~(1<<WGM22);ASSR &= ~(1<<AS2);     //禁止异步中断触发TIMSK2 &= ~(1<<OCIE2A);     //中断允许标志位TCCR2B |= ( (1<<CS21) );                //分频控制--8分频TCCR2B &= ~( (1<<CS22)| (1<<CS20) );//tcnt2 = 256 - (int)((float)F_CPU * 0.00005 / 8);   //F_CPU = 16000000  TCNT2 = tcnt2;     //赋初值,从tcnt2一直往上加，一直到255，发生一次中断。TIMSK2 |= (1<<TOIE2);  //溢出中断允许标志位 打开中断ISR(TIMER2_OVF_vect){ //中断函数TCNT2 = tcnt2;  digitalWrite(STEP_PIN, digitalRead(STEP_PIN) ^ 1);｝

步进电机正反转

1.思路：上面实现了步进电机的基本运动，方向控制只需要控制dir引脚的高低电平即可实现。通过按下按键即外部中断的方式控制电机正反转。
2.代码：

void set_key_deal(){static int flag_set = 0;//设置静态变量Serial.println("SET KEY");if(++flag_set >= 3) flag_set = 0;if(flag_set == 0){ digitalWrite(EN_PIN, LOW);   digitalWrite(DIR_PIN, HIGH);   Serial.println("正转"); }else if(flag_set == 1){digitalWrite(EN_PIN, LOW);   digitalWrite(DIR_PIN, LOW);    Serial.println("反转");}else if(flag_set == 2){digitalWrite(EN_PIN, HIGH);   digitalWrite(DIR_PIN, HIGH); Serial.println("停转");}
}attachPinChangeInterrupt( SET_PIN, set_key_deal, RISING );

编码器信息读取

1.思路：AS5600模块有三种模式检测步进电机一圈的实际角度，但是受uno的模拟输入（10位精度）精度影响不采用模拟输入模式，采用精度较高的i2c输入方式（12位精度）。基本原理为检测编码器的地址，再读取对应寄存器的值再转换为电机转动的角度值。
2.代码：word value = AS5600_IIC_Read_OneByte((0x36<<1),0x0e);
value <<= 8;
value |= AS5600_IIC_Read_OneByte((0x36<<1),0x0f);

速度检测

1.思路：我采用timer1中断计时，把当前角度值减去上次角度值的差值除以一次中断时间得到速度
2.出现问题：uno不能同时开启两个中断，故开启一次定时器1中断，立即关闭并设置一个标志放在loop里面处理相关函数，处理完后开启中断，这样导致每次采集到的millis函数时间不是严格的20ms，会出现一定误差，比如电机实际转速180r/m，但检测到的值在175-185r/m跳动。
3.代码：

  TCCR1A = 0;//将整个TCCR1A寄存器设置为0TCCR1B = 0;//将整个TCCR1B寄存器设置为0TCNT1  = 0;//将计数器值初始化为0//20ms进入中断OCR1A = 1249;//199;// = (16*10^6)/(10*1024) - 1 (must be <65536)TCCR1B |= (1 << WGM12 );//打开CTC模式TCCR1B |= (1 << CS12);//设置CS11位为1(256倍预分频)TIMSK1 |= (1 << OCIE1A);ISR(TIMER1_COMPA_vect){flag_timer1 = 1;TIMSK1 &= ~(1 << OCIE1A);
}double returnSpeed( float a,float b,float c,float d)
{if(digitalRead(DIR_PIN) == 1)
{if(abs(b - a) > 2000){b += 4095;}float val = (float)((b - a)/(d - c))*(60000/4096.0); //Serial.println(String(a)+" "+String(b)+" "+String(c)+" "+String(d)+" ");return val;}else if(digitalRead(DIR_PIN) == 0){if(abs(a - b) > 2000){a += 4095;}float val = (float)((a - b)/(d - c))*(60000/4096.0); //Serial.println(String(a)+" "+String(b)+" "+String(c)+" "+String(d)+" ");return val;}}if(flag_timer1 == 1){this_millis = millis();float this_encoder = (4090*abs(overFlowCounter))/(3200*2) + value;rpm = returnSpeed(last_encoder,this_encoder,last_millis,this_millis);Serial.println(rpm);last_millis = this_millis;last_encoder = this_encoder;flag_timer1 = 0;TIMSK1 |= (1 << OCIE1A);}