S曲线步进电机控制算法代码
以下是一个简单的示例代码，演示如何使用S曲线算法控制步进电机：
```c
#include "stm32f4xx.h"
#include
// 步进电机控制引脚定义
#define STEP_PIN GPIO_Pin_0
#define DIR_PIN GPIO_Pin_1
// 步进电机控制寄存器定义
#define STEP_PORT GPIOA
#define DIR_PORT GPIOA
// 步进电机参数
#define STEP_ANGLE 1.8 // 步进电机单步角度（度）
#define MICROSTEPS 16 // 步进电机细分数
#define RPM 60 // 步进电机速度（转每分钟）
// S曲线加速度参数
#define ACCELERATION 3000.0 // 加速度（步每平方秒）
#define JERK 4000.0 // 急停度（步每立方秒）
// 步进电机旋转方向
uint8_t rotationDirection = 0; // 0：顺时针，1：逆时针
// 初始化步进电机控制引脚
void initStepperMotor()
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
// 使能步进电机控制引脚的时钟
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);
// 配置步进电机控制引脚为输出模式
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = STEP_PIN | DIR_PIN;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_Init(STEP_PORT, &GPIO_InitStruct);
}
// 控制步进电机旋转指定角度和方向
void rotateStepperMotor(float angle, uint8_t direction)
{
// 计算旋转步数
float totalSteps = angle / STEP_ANGLE;
float targetSpeed = RPM * MICROSTEPS / 60.0; // 目标速度（步每秒）
// 计算加速度、初速度和最大速度
float acceleration = ACCELERATION * MICROSTEPS * MICROSTEPS; // 加速度（步每平方秒）
float jerk = JERK * MICROSTEPS * MICROSTEPS * MICROSTEPS; // 急停度（步每立方秒）
float initialSpeed = 0.0; // 初速度（步每秒）
float maxSpeed = 0.0; // 最大速度（步每秒）
if (targetSpeed < initialSpeed)
{
maxSpeed = initialSpeed;
}
else
{
maxSpeed = targetSpeed;
}
// 计算时间参数
float t1 = (maxSpeed - initialSpeed) / acceleration; // 加速时间（秒）
float t2 = (totalSteps - (0.5 * (initialSpeed + maxSpeed) * t1)) / maxSpeed; // 匀速时间（秒）
float t3 = t1; // 减速时间（秒）
// 设置旋转方向
if (direction == 0)
{
GPIO_ResetBits(DIR_PORT, DIR_PIN); // 顺时针
}
else
{
GPIO_SetBits(DIR_PORT, DIR_PIN); // 逆时针
}
// 发送步进脉冲
float currentTime = 0.0;
float currentSpeed = initialSpeed;
float currentPosition = 0.0;
float currentStep = 0.0;
while (currentTime < (t1 + t2 + t3))
{
if (currentTime < t1)
{
// 加速阶段
currentSpeed = initialSpeed + acceleration * currentTime;
currentPosition += currentSpeed * (1.0 / MICROSTEPS);
}
else if (currentTime < (t1 + t2))
{
// 匀速阶段
currentSpeed = maxSpeed;
currentPosition += currentSpeed * (1.0 / MICROSTEPS);
}
else
{
// 减速阶段
currentSpeed = maxSpeed - acceleration * (currentTime - (t1 + t2));
currentPosition += currentSpeed * (1.0 / MICROSTEPS);
}
// 发送步进脉冲
if (currentPosition >= 1.0)
{
GPIO_SetBits(STEP_PORT, STEP_PIN); // 产生脉冲
delay_us(500); // 脉冲宽度（微秒）
GPIO_ResetBits(STEP_PORT, STEP_PIN); // 结束脉冲
delay_us(500); // 脉冲间隔时间（微秒）
currentPosition -= 1.0;
currentStep++;
}
currentTime += (1.0 / (MICROSTEPS * currentSpeed));
}
}
int main()
{
// 初始化步进电机控制引脚
initStepperMotor();
// 控制步进电机旋转 90 度（顺时针）
rotateStepperMotor(90.0, rotationDirection);
while (1)
{
// 主循环
}
}
```
这个示例代码演示了如何使用S曲线算法控制步进电机的旋转。在`rotateStepperMotor()`函数中，我们首先计算了加速度、初速度和最大速度，然后根据S曲线加速度和时间参数，在循环中计算每一步的速度和位置。根据当前位置和速度，我们发送相应的步进脉冲来驱动步进电机的旋转。
请注意，示例代码中的`delay_us()`函数用于实现微秒级的延时，你需要根据你使用的具体的STM32系列和系统时钟频率，编写相应的延时函数或使用定时器来实现精确的延时。
此外，示例代码中的参数和算法是简化的，用于演示S曲线加速控制算法的基本原理。在实际应用中，你可能需要根据具体的步进电机和控制器的规格，以及系统的动力学要求，进行更详细和精确的参数计算和控制算法实现。
最后，请根据你的具体硬件配置和需求进行适当的修改和调整，并参考STM32的相关文档和库函数手册以获取更详细的信息和指导。