两相四线步进电机与LMD18200驱动器与电机加速减速

两相四线步进电机
1.工作功率条件
电压12V直流电流，静态电流<0.5A（测试为0.032A）功，恒压工作电流是0.7-1.1A，功率=8.4W-13.2W。
横流0.24-0.28A之间，电压24V，功率=5.76w—6.72W.
2.两相四线步进电机工作原理

步进电机是一种数字脉冲驱动的电机，通过改变步进电机输入的脉冲总数、频率以及各相绕组的通电顺序，可以得到不同的运行特性。采用H桥直流电机驱动芯片LMD18200实现对步进电机全数字化驱动控制。
（1）两相：即两个线圈A+，A-为一个线圈,B+，B-为一个线圈，；
（2）四线：顾名思义电机与外的接口只有四根线，分别为A+,A-,B+,B-；
（3）电机的脉冲信号由LMD18200芯片提供，步进电机将周期性的脉冲信号(dira,dirb两相)在内部转换为磁极信号，产生电流信号，脉冲的正反可以驱动电机正转和反转。但是必须转完一圈才能停止，如果选择全步则4拍为一个循环，防止磁极错乱，如果选择半步8拍，则8拍为一个循环，防止磁极错乱。
（4）电机步距角
一个象限50个齿轮，
如果四拍四个象限，则步距角=360/(504)=1.8°；
200个脉冲转一圈
如果八拍八个象限，则步距角=360/(508)=0.9°。
400个脉冲转一圈
（5）电机转动步数计算
转动的角度可以根据转动拍数来决定，由于dira和dirb产生一个脉冲转动1.8°，四拍为一个周期需要1.84=7.2度。角度过于大了，很多时候需要角度细分！后去计算应该转动的步数。四拍则步数=转动的角度/7.2；
（6）电机驱动的信号参数设置
pwma，pwmb控制电机的负载能力，这里设置pwma是4000hz，50%的占空比。
dira,dirb两个绕阻产生一个磁极，来控制电机转动的方向和频率速度。一开始电机启动需要启动频率，需要看电机的参数设置，转动起来后在加速。
左转:dira :0110 ; dirb：0011；
右转:dira: 0011; dirb: 0110;

（7）电机转速与频率关系
如果四拍，200个脉冲转1圈，通过设置脉冲的频率就可得到转速了。假设电机设置1000hz，则1000hz/200=5r/s
一般电机用r/min来描述，则560=300r/min。
（8）电机转动角度与转速的关系
（我的底层都是以4拍为一个周期来计算，因此在计算角度和计算速度都是用的四倍的关系）
因为1hz=1.8°/s,则一个周期4拍，4f/speed,计算出f后除以2则为半个周期的参数，进行控制取反为一个频率周期。
（9）电机运行速度控制
但是一般在电机转动的过程中需要匀速加速减速，需要对速度的控制精度。
因为电机在上电之后需要一个启动频率，如果一开始频率过快会失步，或者导致电机转动不起来，产生丢步。在运转的过程中频率过快会导致电机停止时刻刹不住，达不到对电机的控制。一开始电机频率过慢可以转动，但是在运转过程中频率过慢，则转动的时间需要很久。因此本工程也是对电机的速度进行一个变速的处理。

（10）本工程模块控制加减速逻辑
采用根据步数来控制加速匀速减速的方案。
一个模块用到除法器IP核计算需要的步数，
一个模块控制电机的频率参数更换，
输入到两个底层模块（正转模块，反转模块）控制正转反转的信号dira,dirb,pwma,pwmb,brakea,brakeb。
（11）工程的模块划分
1.指令接收控制模块：控制电机的制动brake_a,brake_b，与左转，右转方向,以及步数IP除法器计算。
2.光栅编码器度数模块
3.电机频率与速度控制模块(根据步数进行控制频率参数 )
4.两个底层模块(左转方向和右转方向)控制dira,dirb,pwma,pwmb
(12)测试经验
在运行的过程中需要实时对光栅编码器的数据进行读，监测电机运转的情况，因此在指令接收控制模块在步数倒数三步的时刻，进行停止电机转动，重新计算所需要的步数，用低速去完成过度。
（13）踩过的坑
1.在四拍的控制上面没有搞明白
2.一上电调试电机没动的解决方案，检查电压，电流，然后检查每一个pwma，pwmb输出频率37Khz，驱动力矩大小，dira，dirb的A+,A-相位差是否是90°，B+,B-之间相位差是否是90°；A与B之间相差180°。
频率400hz，转动的速度，最大选择1500hz。
一开始使用200hz转动，太慢了，看不出来一直在响。更改为400hz就成功了，迁入频率；
pwma，pwmb是力矩能力，越小则力矩越大，越转不动，pwma需要频率大一些力矩小才能转动起来，一开始设置400hz，转不动。

用chipscope抓取状态机跳转，之前因为黑金的fpga写法使用nextstate，导致没有切换state，状态机一直在一个状态内跳转，没有驱动起来电机。先不接电机，先测FPGA到LMD18200的引脚信号，检查相位是否是相差90°后再连接四根线。

还有一次没有转动，因为用的国产的fpga芯片，他再处理if语句的时候，没有写else 语句没有跳转出状态机

四根线A+,A-,B+,B-之间必须是90°相位之差，一直再颤动，但是不转动，需要检查四根线顺序，每个电机的线也不一致，黑绿红蓝。

还有几次是因为转换芯片烧了，导致fpga输出不到lmd18200引脚上面；

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