支持Modbus RTU协议的步进电机控制器设计
2012-03-17许家林朴仁官
电子设计工程 2012年17期
关键词:单片机
许家林,王 鹤,朴仁官
(中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130000)
步进电机由于其转动的角度和其输入驱动脉冲的个数成正比,可以使用开环控制来代替闭环控制,因此,在精度要求不高的运动控制系统中,在工业领域得到了大量应用。特别在多自由度的设备中,步进电机的个数随着自由度的增加而增加。随着电机个数的增加,使用一个处理器来控制所有的电机已经不能胜任。而通常需要遵循严格的时序要求的运动可能只有2~3个,这些有严格时序要求运动的控制必须使用1个处理器来实现;而其他的运动没有严格时序要求的运动,可以使用不同的处理器来控制。各个处理器之间的同步可以使用网络总线进行通讯。
基于Modbus RTU的电机控制系统在伺服系统中得到了应用[1],一个较为简单易实现该协议的网络便是RS-485网络。这是个主从式的网络结构,使用一个主机多个从机。主机负责所有电机的管理,从机接收主机各种运动指令,并且执行响应的指令。根据实时性要求,从机处理器可以只控制一个电机,也可以控制多个电机。这种基于网络的步进电机控制器,可以控制的电机数目由原理的几个可以宽展到上百个,并且分模块设计的设计方法也增加了系统的可靠性。
文中设计了基于RS-485网络的多步进电机控制系统,系统中步进电机的驱动采用集成功率驱动器,使用STM32单片机作为步进电机的主控处理器,并且在STM32中实现了Modbus[2]协议。……
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