基于專用控制芯片的步進電機運動控制系統設計

在軟件設計中，由于專用控制芯片分擔了不少單片機的軟件設計工作，因此通信方面的軟件編程是設計的重點。設計的控制系統擬作為下位機，下位機與上位機的通信選擇了RS485和CAN接口。RS485接口標準只對接口的電氣特性做出規定，使其具有通用性，但不涉及接插件、電纜等，在此基礎上用戶可以建立自己的高層通信協議。而這個高層通信協議的建立既可以采用已有的應用成熟的通信協議，比如Modbus協議等，也可以由用戶自定義RS485的通信協議。本系統采用了Modbus通信協議。CAN總線節點的軟件設計主要包括3大部分：CAN節點初始化、報文發送和報文接收。
CAN節點的初始化程序的主要任務就是對總線通信控制器CAN控制器進行合適的配置，以滿足系統運行的要求。CAN控制器的初始化包括了工作方式的設置、ID標志符寄存器的設置、接受屏蔽寄存器的設置、波特率參數的設置、消息郵箱Mob控制寄存器的設置和中斷允許寄存器的設置等。由于本文設計的步進電機控制系統采用CAN2．0B規范，需要對CAN接收器進行相應的初始化。在完成初始化配置以后，回到工作狀態進行正常的通訊任務。
限于篇幅，這里僅給出CAN控制器初始化的部分程序：


對于報文的發送，當CAN總線上的一個節點發送數據時，它以報文形式廣播給網絡中所有節點。當發送時，CAN控制芯片將數據進行相應的組織和傳送，此時網絡上其他節點處于接收狀態。報文的接收主要有兩種方式：中斷方式和查詢方式。在本設計中，采用的是中斷方式，即每傳來一個報文，就觸發CANSTMOB中的相應中斷，然后將接收到的數據從CAN數據寄存器中轉移到指定的存儲區域內并保存起來。

4 結束語
采用步進電機專用的運動控制芯片TMC429和驅動芯片TMC262設計了控制驅動一體化的步進電機控制系統。經過自動化生產線的實驗測試表明，所設計的步進電機控制驅動一體化系統具有高細分、控制精度高和穩定性好等特點。設計的步進電機控制系統可降低軟件開發的難度，減少硬件實現的成本，且控制方便。該控制系統可廣泛應用于汽車行業和工業運動控制領域。