刘 帅，冉 全，宇文涛

武汉工程大学计算机科学与工程学院，湖北 武汉 430205

为了适应市场需要，电解质分析仪等对步进电机需求量大的设备，在增加功能的同时需要提高定时器资源利用率来满足对步进电机的控制。因此，提高原有芯片上的定时器资源利用率成为亟待解决的问题。步进电机作为一种常用的执行机构，它可以通过输入脉冲信号控制，定位精度高、控制可靠、定位保持力强、以及可实现开环控制［1］。因此，步进电机在智能控制系统中的多轴控制领域中具有广泛的应用［2-3］。

传统的步进电机控制算法有梯形算法和S 形算法。常见的S 形算法有：7 段式S 形算法、5 段式S 形算法［4-5］。在传统控制中这类算法每个定时器只能控制一个步进电机，当资源紧缺的时候往往需要扩展芯片来协同处理，占用芯片资源较多。而时间片步数算法（steps-per-time-algorithm，SPTA）是在定时器中断内计算步进电机运动步数，当中断时间能够满足计算多个脉冲参数时，能在各自条件成立时改变芯片引脚输出状态达到输出多个步进电机脉冲的目的。这样在一个定时器内就可以发出多个脉冲信号，从而对多台步进电机进行控制。

本文探讨了梯形算法、S 形算法、普通SPTA 算法与改进SPTA 算法在精简指令集的芯片（advanced RISC machine，ARM）平台上的实现方法，实验结果表明，在频率段区间内改进SPTA 算法在定时器资源利用率及控制效率等综合性能上优于其他控制算法。

1 相关工作

梯形算法主要优点在于算法简单易实现，梯形算法在STM32 平台上运行时拥有较快的响应速度，可以实现步进电机的平稳运行［6-7］。……