[经验]

如何去实现一种基于RT-Thread+RA6M4的步进电机驱动设计

2022-7-28 10:59:03

1827 步进电机 RT-Thread PWM驱动

应用背景

记得上学时老师就常提到，电机消耗了全世界80%以上的电能，电机学是将来最有前途的学科。当年还曾不以为然，但随着新能源产业的崛起，电机已经走进了各行各业。其中步进电机以其低廉的价格、优异的扭矩性能，应用前景不断提升，正逐步替代直流电机的市场份额，包括开源3D打印机、振镜打标和机器人关节等。

实现功能

设计了步进电机的完整驱动程序：

步进电机启停

步进电机调速

步进电机换向

整体系统框架

硬件框架

瑞萨RA6M4开发板板载丰富的外设，然而缺少电机驱动硬件，因而借助国产半导体厂商拓尔微的步进驱动IC：TMI8120，TMI8120是双H桥电机驱动IC，最高耐压7V，峰值驱动电流可达2A。

软件框架

设计线程1用于驱动步进电机，其他线程可用于通信、状态指示等。通过Terminal指令可实现步进电机启停，调速和换向等功能。

不同于直流电机上电后即可运动，步进电机由两相绕组组成，根据输入的PWM信号进行运动，每输入一组PWM信号，步进电机即转动固定一步，就跟人们上楼梯一样，因而得名为步进电机。每转动一周，细分的角度越多，步进电机其位置精度就越高，假设一个步进电机转动一周需要经过200步，其步距角即为1.8°。

一般的步进电机具有两相定子绕组，通过改变定子绕组上的电流方向，即改变定子的励磁模式，从而带动电机转子转动。步进电机的工作模式可分为全步模式和半步模式。

全步模式

全步模式又可叫做根据电机设计的步距角工作，每输入一组PWM信号，电机转动一步。

半步模式

半步模式即根据电机设计的一半步距角工作，电机工作在半步模式下时，电机绕组中相电流更小，电机震动也更小。

RT-Thread使用情况概述

根据培训示例工程开发。

作品完整图片

原作者：peikun

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