一種基于stm32的單軸運(yùn)動(dòng)控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及運(yùn)動(dòng)控制器領(lǐng)域，具體是指一種基于STM32的單軸運(yùn)動(dòng)控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用中有需要多軸聯(lián)動(dòng)控制的，也有僅需要單軸運(yùn)動(dòng)控制的，如果使用多軸運(yùn)動(dòng)控制器進(jìn)行單軸運(yùn)動(dòng)控制，會(huì)造成資源的浪費(fèi)，而市場(chǎng)上又缺乏專用的單軸運(yùn)動(dòng)控制器。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)市場(chǎng)對(duì)于單軸運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)性能的單軸運(yùn)動(dòng)控制器。本實(shí)用新型充分利用STM32系列芯片的特性及其成本優(yōu)勢(shì)，開發(fā)出高性價(jià)比的軸運(yùn)動(dòng)控制器，實(shí)現(xiàn)單軸的完整控制功能。
[0004]在一些簡(jiǎn)單應(yīng)用的場(chǎng)合，如果使用同時(shí)適用于單軸運(yùn)動(dòng)控制和多軸運(yùn)動(dòng)控制的通用運(yùn)動(dòng)控制器，會(huì)導(dǎo)致很多資源的浪費(fèi)，此時(shí)，使用本實(shí)用新型所涉及的單軸控制器就比較合適，元器件少，不僅性能穩(wěn)定、可靠性高，還有利于硬件成本的控制。
[0005]本實(shí)用新型可連接普通的伺服驅(qū)動(dòng)器以及步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器使用，負(fù)責(zé)電機(jī)運(yùn)動(dòng)的位置以及速度控制。本實(shí)用新型可以替換一部分8入8出的PLC應(yīng)用，應(yīng)用于傳輸帶控制、生產(chǎn)線上料控制等要求單軸控制的場(chǎng)合。
[0006]本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種基于STM32的單軸運(yùn)動(dòng)控制器，包括I個(gè)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、I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(shí)器單元、FPGA單元、存儲(chǔ)單元的STM32系列芯片。
[0007]進(jìn)一步地，所述通訊接口包括I/O控制接口和采用MODBUS協(xié)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。
[0008]進(jìn)一步地，還包括與主控芯片連接的JTAG調(diào)試模塊。
[0009]進(jìn)一步地，所述JTAG調(diào)試模塊的TMS引腳與主控芯片的SWD1引腳連接，JTAG調(diào)試模塊的TCK引腳與主控芯片的SWCLK引腳連接，JTAG調(diào)試模塊的TDI引腳與主控芯片的JTDI引腳連接，JTAG調(diào)試模塊的TDO引腳與主控芯片的JTDO引腳連接。
[0010]進(jìn)一步地，還包括與主控芯片連接的時(shí)鐘模塊。
[0011]進(jìn)一步地，還包括與主控芯片連接的電源模塊。
[0012]進(jìn)一步地，所述電源模塊采用物理隔離。
[0013]進(jìn)一步地，所述主控芯片的Fpul引腳與I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。
[0014]進(jìn)一步地，所述主控芯片采用型號(hào)為STM32F103C8T6的芯片。
[0015]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0016](I)本實(shí)用新型專門針對(duì)單軸運(yùn)動(dòng)控制，采用單個(gè)主控芯片的方案，元器件少，不僅性能穩(wěn)定、可靠性高，還有利于硬件成本的控制；
[0017](2)本實(shí)用新型中采用MODBUS協(xié)議的通訊接口，便于上位的HMI或者中控系統(tǒng)通訊控制。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的原理框圖。
[0019]圖2為STM32F103C8T6的芯片引腳圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。另外，為了更好的說明本實(shí)用新型，在下文的【具體實(shí)施方式】中給出了眾多的具體細(xì)節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，沒有這些具體細(xì)節(jié)，本實(shí)用新型同樣可以實(shí)施。在另外一些實(shí)例中，對(duì)于大家熟知的方法、流程、元件和電路未作詳細(xì)描述，以便于凸顯本實(shí)用新型的主匕曰ο
[0021]實(shí)施例1:
[0022]一種基于STM32的單軸運(yùn)動(dòng)控制器，如圖1、圖2所示，包括I個(gè)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、I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(diào)試模塊、時(shí)鐘模塊、采用物理隔離的電源模塊。
[0023]所述主控芯片為包括雙定時(shí)器單元、FPGA單元、存儲(chǔ)單元的STM32系列芯片。所述主控芯片的控制主頻為72MHz。
[0024]所述通訊接口包括I/O控制接口和采用MODBUS協(xié)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。
[0025]所述JTAG調(diào)試模塊的TMS弓丨腳與主控芯片的SWD1引腳連接，JTAG調(diào)試模塊的TCK弓I腳與主控芯片的SWCLK弓I腳連接，JTAG調(diào)試模塊的TDI引腳與主控芯片的JTDI引腳連接，JTAG調(diào)試模塊的TDO引腳與主控芯片的JTDO引腳連接。
[0026]所述主控芯片的Fpul引腳與I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。
[0027]所述主控芯片采用型號(hào)為STM32F103C8T6的芯片。
[0028]本實(shí)用新型所述的單軸運(yùn)動(dòng)控制器以采用STM32系列芯片的單個(gè)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I路脈沖輸出接口和7路通用輸出接口。因此，本實(shí)用新型元器件少、硬件成本可控、硬件可靠性及性能好。
[0029]本實(shí)用新型充分考慮到電磁干擾的問題，對(duì)電源模塊、強(qiáng)電部分及弱電部分進(jìn)行了分區(qū)隔離，進(jìn)一步保障單軸運(yùn)動(dòng)控制器性能的穩(wěn)定性。
[0030]實(shí)施例2:
[0031]本實(shí)施例中一種基于STM32的單軸運(yùn)動(dòng)控制器，包括I個(gè)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、I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(shí)器單元、FPGA單元、存儲(chǔ)單元的STM32系列芯片。
[0032]本實(shí)用新型中基于STM32系列芯片的主控芯片包括雙定時(shí)器單元，使得輸出的脈沖可在O?300KHz的范圍內(nèi)以設(shè)定的加速度按照“T型”速度曲線變化，保障運(yùn)動(dòng)控制的平穩(wěn)輸出。雙定時(shí)器單元中I路作為PWM功能口而控制脈沖輸出，I路作為加速度控制器而定時(shí)改變PffM功能口輸出脈沖的頻率，實(shí)現(xiàn)脈沖的加減速度控制。
[0033]本實(shí)用新型中FPGA單元主要負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)控制的邏輯輸出控制。
[0034]本實(shí)用新型中存儲(chǔ)單元包括用于程序、參數(shù)數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的Flash存儲(chǔ)單元和用于程序運(yùn)行緩沖數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的RAM存儲(chǔ)單元。
[0035]實(shí)施例3:
[0036]本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步地，所述通訊接口包括I/O控制接口和采用MODBUS協(xié)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。本實(shí)用新型中采用MODBUS協(xié)議的通訊接口，便于上位的HMI或者中控系統(tǒng)通訊控制。
[0037]本實(shí)施例的其他部分與上述實(shí)施例相同，故不再贅述。
[0038]實(shí)施例4:
[0039]本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步地，還包括分別與主控芯片連接的JTAG調(diào)試模塊、時(shí)鐘模塊、采用物理隔離的電源模塊。
[0040]所述JTAG調(diào)試模塊用于生產(chǎn)下載程序和軟件開發(fā)人員調(diào)試程序。
[0041 ] 所述JTAG調(diào)試模塊的TMS弓丨腳與主控芯片的SWD1引腳連接，JTAG調(diào)試模塊的TCK弓I腳與主控芯片的SWCLK弓I腳連接，JTAG調(diào)試模塊的TDI引腳與主控芯片的JTDI引腳連接，JTAG調(diào)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(shí)鐘引腳，TDI引腳為數(shù)據(jù)輸入引腳，TDO引腳為數(shù)據(jù)輸出引腳。
[0042]如圖2所示，對(duì)應(yīng)STM32F103C8T6芯片引腳時(shí)，所述JTAG調(diào)試模塊的TMS引腳與STM32F103C8T6芯片的Pin34[PA13/JTMS/SWD10]引腳連接，JTAG調(diào)試模塊的TCK引腳與STM32F103C8T6芯片的Pin37[PA14/JTCK/SWCLK]引腳連接，JTAG調(diào)試模塊的TDI引腳與3丁]?32?10308丁6芯片的？11138[?厶15/幾01]引腳連接，幾厶6調(diào)試模塊的丁00引腳與STM32F103C8T6芯片的Pin39[PB3/JTD0]引腳連接。
[0043]本實(shí)施例的其他部分與上述實(shí)施例相同，故不再贅述。
[0044]實(shí)施例5:
[0045]本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步優(yōu)化，如圖2所示，進(jìn)一步地，所述主控芯片的Fpul引腳與I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、Fout 5引腳、Fout6引腳、Fout 7引腳、Fout8引腳分別與7路通用輸出電路模塊連接。
[0046]所述Fpul引腳為脈沖信號(hào)引腳。
[0047]所述Fout2 引腳、Fout3 引腳、Fout4 引腳、Fout5 引腳、Fout6 引腳、Fout7 引腳、Fout8引腳均為方向信號(hào)引腳。
[0048]本實(shí)施例的其他部分與上述實(shí)施例相同，故不再贅述。
[0049]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于STM32的單軸運(yùn)動(dòng)控制器，其特征在于:包括I個(gè)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、I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(shí)器單元、FPGA單元、存儲(chǔ)單元的STM32系列芯片。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于STM32的單軸運(yùn)動(dòng)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(xié)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(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于STM32的單軸運(yùn)動(dòng)控制器，其特征在于:還包括與主控芯片連接的JTAG調(diào)試模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于STM32的單軸運(yùn)動(dòng)控制器，其特征在于:所述JTAG調(diào)試模塊的TMS引腳與主控芯片的SWD1引腳連接，JTAG調(diào)試模塊的TCK引腳與主控芯片的SffCLK弓I腳連接，JTAG調(diào)試模塊的TDI引腳與主控芯片的JTDI引腳連接，JTAG調(diào)試模塊的TDO引腳與主控芯片的JTDO弓I腳連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于STM32的單軸運(yùn)動(dòng)控制器，其特征在于:還包括與主控芯片連接的時(shí)鐘模塊。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于STM32的單軸運(yùn)動(dòng)控制器，其特征在于:還包括與主控芯片連接的電源模塊。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于STM32的單軸運(yùn)動(dòng)控制器，其特征在于:所述電源模塊采用物理隔離。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于STM32的單軸運(yùn)動(dòng)控制器，其特征在于:所述主控芯片的Fpul引腳與I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、Fout 5引腳、Fout6引腳、Fout 7引腳、Fout8引腳分別與7路通用輸出電路模塊連接。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于STM32的單軸運(yùn)動(dòng)控制器，其特征在于:所述主控芯片采用型號(hào)為STM32F103C8T6的芯片。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于STM32的單軸運(yùn)動(dòng)控制器，包括1個(gè)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(shí)器單元、FPGA單元、存儲(chǔ)單元的STM32系列芯片。本實(shí)用新型提供了一種基于STM32的高可靠性、低成本且具有較高運(yùn)動(dòng)性能的單軸運(yùn)動(dòng)控制器，充分利用STM32系列芯片的特性及其成本優(yōu)勢(shì)，開發(fā)出高性價(jià)比的軸運(yùn)動(dòng)控制器，實(shí)現(xiàn)單軸的完整控制功能。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號(hào)】CN205353690
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201620109067
【發(fā)明人】蘇詩捷
【申請(qǐng)人】成都樂創(chuàng)自動(dòng)化技術(shù)股份有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請(qǐng)日】2016年2月3日