一種基于STM32的單軸運動控制器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種基于STM32的單軸運動控制器，包括1個主控芯片和分別與主控芯片連接的8路通用輸入電路模塊、1路脈沖輸出電路模塊、7路通用輸出電路模塊、通訊接口；所述主控芯片為包括雙定時器單元、FPGA單元、存儲單元的STM32系列芯片。本實用新型專利技術提供了一種基于STM32的高可靠性、低成本且具有較高運動性能的單軸運動控制器，充分利用STM32系列芯片的特性及其成本優勢，開發出高性價比的軸運動控制器，實現單軸的完整控制功能。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及運動控制器領域，具體是指一種基于STM32的單軸運動控制器。
技術介紹
工業自動化應用中有需要多軸聯動控制的，也有僅需要單軸運動控制的，如果使用多軸運動控制器進行單軸運動控制，會造成資源的浪費，而市場上又缺乏專用的單軸運動控制器。
技術實現思路
本技術的目的在于針對市場對于單軸運動控制器的需求，提供一種基于STM32的高可靠性、低成本且具有較高運動性能的單軸運動控制器。本技術充分利用STM32系列芯片的特性及其成本優勢，開發出高性價比的軸運動控制器，實現單軸的完整控制功能。在一些簡單應用的場合，如果使用同時適用于單軸運動控制和多軸運動控制的通用運動控制器，會導致很多資源的浪費，此時，使用本技術所涉及的單軸控制器就比較合適，元器件少，不僅性能穩定、可靠性高，還有利于硬件成本的控制。本技術可連接普通的伺服驅動器以及步進驅動器使用，負責電機運動的位置以及速度控制。本技術可以替換一部分8入8出的PLC應用，應用于傳輸帶控制、生產線上料控制等要求單軸控制的場合。本技術通過下述技術方案實現：一種基于STM32的單軸運動控制器，包括1個主控芯片和分別與主控芯片連接的8路通用輸入電路模塊、1路脈沖輸出電路模塊、7路通用輸出電路模塊、通訊接口；所述主控芯片為包括雙定時器單元、FPGA單元、存儲單元的STM32系列芯片。進一步地，所述通訊接口包括I/O控制接口和采用MODBUS協議的RS232通訊接口，且I/O控制接口、RS232通訊接口分別與主控芯片連接。進一步地，還包括與主控芯片連接的JTAG調試模塊。進一步地，所述JTAG調試模塊的TMS引腳與主控芯片的SWDIO引腳連接，JTAG調試模塊的TCK引腳與主控芯片的SWCLK引腳連接，JTAG調試模塊的TDI引腳與主控芯片的JTDI引腳連接，JTAG調試模塊的TDO引腳與主控芯片的JTDO引腳連接。進一步地，還包括與主控芯片連接的時鐘模塊。進一步地，還包括與主控芯片連接的電源模塊。進一步地，所述電源模塊采用物理隔離。進一步地，所述主控芯片的Fpul引腳與1路脈沖輸出電路模塊連接，主控芯片的Fout2引腳、Fout3引腳、Fout4引腳、Fout5引腳、Fout6引腳、Fout7引腳、Fout8引腳分別與7路通用輸出電路模塊連接。進一步地，所述主控芯片采用型號為STM32F103C8T6的芯片。本技術與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：（1）本技術專門針對單軸運動控制，采用單個主控芯片的方案，元器件少，不僅性能穩定、可靠性高，還有利于硬件成本的控制；（2）本技術中采用MODBUS協議的通訊接口，便于上位的HMI或者中控系統通訊控制。附圖說明圖1為本技術的原理框圖。圖2為STM32F103C8T6的芯片引腳圖。具體實施方式下面結合實施例對本技術作進一步地詳細說明，但本技術的實施方式不限于此。另外，為了更好的說明本技術，在下文的具體實施方式中給出了眾多的具體細節。本領域技術人員將理解，沒有這些具體細節，本技術同樣可以實施。在另外一些實例中，對于大家熟知的方法、流程、元件和電路未作詳細描述，以便于凸顯本技術的主旨。實施例1：一種基于STM32的單軸運動控制器，如圖1、圖2所示，包括1個主控芯片和分別與主控芯片連接的8路通用輸入電路模塊、1路脈沖輸出電路模塊、7路通用輸出電路模塊、通訊接口、JTAG調試模塊、時鐘模塊、采用物理隔離的電源模塊。所述主控芯片為包括雙定時器單元、FPGA單元、存儲單元的STM32系列芯片。所述主控芯片的控制主頻為72MHz。所述通訊接口包括I/O控制接口和采用MODBUS協議的RS232通訊接口，且I/O控制接口、RS232通訊接口分別與主控芯片連接。所述JTAG調試模塊的TMS引腳與主控芯片的SWDIO引腳連接，JTAG調試模塊的TCK引腳與主控芯片的SWCLK引腳連接，JTAG調試模塊的TDI引腳與主控芯片的JTDI引腳連接，JTAG調試模塊的TDO引腳與主控芯片的JTDO引腳連接。所述主控芯片的Fpul引腳與1路脈沖輸出電路模塊連接，主控芯片的Fout2引腳、Fout3引腳、Fout4引腳、Fout5引腳、Fout6引腳、Fout7引腳、Fout8引腳分別與7路通用輸出電路模塊連接。所述主控芯片采用型號為STM32F103C8T6的芯片。本技術所述的單軸運動控制器以采用STM32系列芯片的單個主控芯片為核心，并在主控芯片外圍分別搭建8路輸入接口、8路輸出接口、通信接口，8路輸出接口為1路脈沖輸出接口和7路通用輸出接口。因此，本技術元器件少、硬件成本可控、硬件可靠性及性能好。本技術充分考慮到電磁干擾的問題，對電源模塊、強電部分及弱電部分進行了分區隔離，進一步保障單軸運動控制器性能的穩定性。實施例2：本實施例中一種基于STM32的單軸運動控制器，包括1個主控芯片和分別與主控芯片連接的8路通用輸入電路模塊、1路脈沖輸出電路模塊、7路通用輸出電路模塊、通訊接口；所述主控芯片為包括雙定時器單元、FPGA單元、存儲單元的STM32系列芯片。本技術中基于STM32系列芯片的主控芯片包括雙定時器單元，使得輸出的脈沖可在0~300KHz的范圍內以設定的加速度按照“T型”速度曲線變化，保障運動控制的平穩輸出。雙定時器單元中1路作為PWM功能口而控制脈沖輸出，1路作為加速度控制器而定時改變PWM功能口輸出脈沖的頻率，實現脈沖的加減速度控制。本技術中FPGA單元主要負責運動控制的邏輯輸出控制。本技術中存儲單元包括用于程序、參數數據等數據存儲的Flash存儲單元和用于程序運行緩沖數據等數據存儲的RAM存儲單元。實施例3：本實施例在上述實施例的基礎上做進一步優化，進一步地，所述通訊接口包括I/O控制接口和采用MODBUS協議的RS232通訊接口，且I/O控制接口、RS232通訊接口分別與主控芯片連接。本技術中采用MODBUS協議的通訊接口，便于上位的HMI或者中控系統通訊控制。本實施例的其他部分與上述實施例相同，故不再贅述。實施例4：本實施例在上述實施例的基礎上做進一步優化，進一步地，還包括分別與主控芯片連接的JTAG調試模塊、時鐘模塊、采用物理隔離的電源模塊。所述JTAG調試模塊用于生產下載程序和軟件開發人員調試程序。所述JTAG調試模塊的TMS引腳與主控芯片的SWDIO引腳連接，JTAG調試模塊的TCK引腳與主控芯片的SWCLK引腳連接，JTAG調試模塊的TDI引腳與主控芯片的JTDI引腳連接，JTAG調試模塊的TDO引腳與主控芯片的JTDO引腳連接。其中，TMS引腳為選擇引腳，TCK引腳為時鐘引腳，TDI引腳為數據輸入引腳，TDO引腳為數據輸出引腳。如圖2所示，對應STM3本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于STM32的單軸運動控制器，其特征在于：包括1個主控芯片和分別與主控芯片連接的8路通用輸入電路模塊、1路脈沖輸出電路模塊、7路通用輸出電路模塊、通訊接口；所述主控芯片為包括雙定時器單元、FPGA單元、存儲單元的STM32系列芯片。

【技術特征摘要】
1.一種基于STM32的單軸運動控制器，其特征在于：包括1個主控芯片和分別與主控芯片連接的8路通用輸入電路模塊、1路脈沖輸出電路模塊、7路通用輸出電路模塊、通訊接口；所述主控芯片為包括雙定時器單元、FPGA單元、存儲單元的STM32系列芯片。
2.根據權利要求1所述的一種基于STM32的單軸運動控制器，其特征在于：所述通訊接口包括I/O控制接口和采用MODBUS協議的RS232通訊接口，且I/O控制接口、RS232通訊接口分別與主控芯片連接。
3.根據權利要求1或2所述的一種基于STM32的單軸運動控制器，其特征在于：還包括與主控芯片連接的JTAG調試模塊。
4.根據權利要求3所述的一種基于STM32的單軸運動控制器，其特征在于：所述JTAG調試模塊的TMS引腳與主控芯片的SWDIO引腳連接，JTAG調試模塊的TCK引腳與主控芯片的SWCLK引腳連接，JTAG調試模塊的TDI引腳與主控芯片的JTDI引腳連接，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蘇詩捷，
申請(專利權)人：成都樂創自動化技術股份有限公司，
類型：新型
國別省市：四川;51