[GD32F350]第六弹：基于GD32和威纶触摸屏的多轴步进电机驱动控制器开发作品提交

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[GD32F350]第六弹：基于GD32和威纶触摸屏的多轴步进电机驱动控制器开发作品提交

一、本文背景
本试用项目出自一不锈钢型材（管材）暖气片生产厂家内的一台暖气片自动焊机，见下图，底轴为公用轴，负责焊枪左右移动。轴上有前后两个平台，每个平台有一个可以前后移动的轴和一个可以旋转一定角度的轴组成，用来调整前后焊枪前后位置以及焊枪角度。驱动是5台步进电机，焊机焊接过程中，需要5个轴的电机能够按照一定关系联动。
所以本次试用用GD32做为主控，来开发一台5“轴”步进电机联动的驱动装置。

基于手中只有4台完整的步进电机及驱动装置，因此，文中看到的是驱动了4台电机之后的样子，另外一台没有接。
2、任务目标
本次要实现的一些任务：
2.1作为一款国产的cortex内核的单片机，价格应该会有优势，但是稳定性和程序开发的难易程度如何，需要一些验证，这个主要是本次试用的一个主要目的。
本次试用主要体验了一下GD32F350的外设有：GPIO、USART、DMA、定时器、systick以及一些中断，有些外设用到的功能相对简单，所以没有单独开贴。
2.2软件部分用到的内容，软件主要试用了循环缓冲和计算机图形学里边用到的布雷森汉姆线性插值算法，一般是直线，但是可以任意扩展到多维的空间，具体的作用原理在CSDN有很多不错的贴子，在此不再班门弄斧，下边会讲一下简单的原理，而循环缓冲主要用来存储焊机在焊接过程中每一段五个电机的一些数据，比如：速度值、位移量/单次脉冲数、方向等信息，算法的执行部分在定时中断服务函数内完成。
3、功能框图

步进驱动隔离电路，传感器限位隔离电路见下图：

图：传感器输入隔离电路

图：输出隔离控制步进驱动电路
图中vin为24V直流。
4、流程示意图
主程序：

定时器中断服务函数：

USART空闲中断函数（数据处理在主函数中完成）：

5、相关演示视频
布雷森汉姆算法测试

手动模式测试+循环缓冲区使用：

手动模式测试+硬件平台全景：

4台步进电机正反转手动模式测试：

6、部分代码如下：
定时中断部分：

/* USER CODE BEGIN 1 */
void TIM_PeriodElapsedCallback(uint32_t timer_periph)
{
if(TIMER5 == timer_periph)
{
/******************** 加载新block *********************/
// If there is no current block, attempt to pop one from the buffer
if (current_exec_seg == NULL)
{
// Anything in the buffer?
current_exec_seg = plan_get_current_block();
if (current_exec_seg != NULL)
{
/************** count init *************/
current_exec_seg->busy = TRUE; //执行期间忙标识
count_x = -(current_exec_seg->step_event_count >> 1);
count_y_a = count_x;
count_y_b = count_x;
count_r_a = count_x;
count_r_b = count_x;
step_completed = 0;
#ifdef DEBUG_PRINTF
printf("tim1_ISR:x:%ld,ya=%ld,yb=%ld,ra=%ld,rb=%ld\r\n", count_x, count_y_a, count_y_b, count_r_a, count_r_b);
#endif
/************** end count init *************/
/**************** 方向预处理 **************/
if(sys_state == SYS_MOVE_RIGHT) //x轴、ra、rb轴方向取反计数方向取反
{
//方向预处理
current_exec_seg->dir_x = !current_exec_seg->dir_x;
current_exec_seg->dir_r_a = !current_exec_seg->dir_r_a;
current_exec_seg->dir_r_b = !current_exec_seg->dir_r_b;
}
/**************** end 方向预处理 **************/
// current_exec_seg_null = BUFFERNOTEMPTY;
dirvertimerSetArr(current_exec_seg->feed_rate);
}
else //没有更多的seg可执行了
{
// current_exec_seg_null = BUFFEREMPTY;
dirvertimerSetArr(3000 - 1);
}
}
/******************** end 加载新block *********************/
if (current_exec_seg != NULL)
{
/******************** 设置输出方向引脚、计数方向 *********************/
// Set direction en check limit switches
/*************** X ***************/
if ( current_exec_seg->dir_x != LEFT) // RIGHT:stepping along -X axis
{
GPIO_BOP(GPIOC)=GPIO_PIN_0;
count_direction[X_AXIS] = -1;
CHECK_ENDSTOPS
{
#if defined X_MIN_PIN //反方向行走，检测MIN限位
uint8_t x_min_endstop = X_MIN_PIN != X_ENDSTOPS_INVERTING ;
if(x_min_endstop && old_x_min_endstop && (current_block->steps_x > 0)) //两次连续进来都检测到限位了，并且剩余脉冲数大于0,说明block没有执行完，但是到了限位
{
endstops_trigsteps[X_AXIS] = count_position[X_AXIS]; //记录位置
endstop_x_hit = TRUE; //触发限位为真
step_events_completed = current_block->step_event_count;//完成的步数等于当前累计值
}
old_x_min_endstop = x_min_endstop;
#endif
}
}
else //1: +direction 正方向行走
{
GPIO_BC(GPIOC)=GPIO_PIN_0;
count_direction[X_AXIS] = 1;
CHECK_ENDSTOPS
{
#if defined X_MAX_PIN
uint8_t x_max_endstop = X_MAX_PIN != X_ENDSTOPS_INVERTING;
if(x_max_endstop && old_x_max_endstop && (current_exec_seg->steps_x > 0))
{
endstops_trigsteps[X_AXIS] = count_position[X_AXIS];
endstop_x_hit = TRUE;
step_events_completed = current_exec_seg->step_event_count;
}
old_x_max_endstop = x_max_endstop;
#endif
}
}
/*************** END X ***************/
/*************** Y_A ***************/
if ( current_exec_seg->dir_y_a != FORWARD_Y_A) // BACKWARD:stepping along -Y axis
{
GPIO_BOP(GPIOC)=GPIO_PIN_2;
count_direction[Y_A_AXIS] = -1;
CHECK_ENDSTOPS
{
#if defined Y_A_MIN_PIN //反方向行走，检测MIN限位
uint8_t y_a_min_endstop = Y_A_MIN_PIN != Y_A_ENDSTOPS_INVERTING ;
if(y_a_min_endstop && old_y_a_min_endstop && (current_exec_seg->steps_y_a > 0))
{
//endstops_trigsteps[X_AXIS] = count_position[X_AXIS]; //记录位置保留
endstop_y_a_hit = TRUE; //触发限位为真
step_completed = current_exec_seg->step_event_count;//到达限位位置，直接将step_completed给到最大
}
old_y_a_min_endstop = y_a_min_endstop;
#endif
}
}
else //1: +direction 正方向行走
{
GPIO_BC(GPIOC)=GPIO_PIN_2;
count_direction[Y_A_AXIS] = 1;
CHECK_ENDSTOPS
{
#if defined Y_A_MAX_PIN //保留下边未修改
uint8_t x_max_endstop = X_MAX_PIN != X_ENDSTOPS_INVERTING;
if(x_max_endstop && old_x_max_endstop && (current_block->steps_x > 0))
{
endstops_trigsteps[X_AXIS] = count_position[X_AXIS];
endstop_x_hit = TRUE;
step_events_completed = current_block->step_event_count;
}
old_x_max_endstop = x_max_endstop;
#endif
}
}
/*************** END Y_A ***************/
/*************** Y_B ***************/
if ( current_exec_seg->dir_y_b != FORWARD_Y_B) // BACKWARD:stepping along -Y axis
{
GPIO_BOP(GPIOC)=GPIO_PIN_4;
count_direction[Y_B_AXIS] = -1;
CHECK_ENDSTOPS
{
#if defined Y_B_MIN_PIN //反方向行走，检测MIN限位
uint8_t y_b_min_endstop = Y_B_MIN_PIN != Y_B_ENDSTOPS_INVERTING ;
if(y_b_min_endstop && old_y_b_min_endstop && (current_exec_seg->steps_y_b > 0))
{
//endstops_trigsteps[X_AXIS] = count_position[X_AXIS];
endstop_y_b_hit = TRUE;
step_completed = current_exec_seg->step_event_count;//到达限位位置，直接将step_completed给到最大
}
old_y_b_min_endstop = y_b_min_endstop;
#endif
}
}
else //1: +direction 正方向行走
{
GPIO_BC(GPIOC)=GPIO_PIN_4;
count_direction[Y_B_AXIS] = 1;
CHECK_ENDSTOPS
{
#if defined Y_B_MAX_PIN //保留下边未修改
uint8_t x_max_endstop = X_MAX_PIN != X_ENDSTOPS_INVERTING;
if(x_max_endstop && old_x_max_endstop && (current_block->steps_x > 0))
{
endstops_trigsteps[X_AXIS] = count_position[X_AXIS];
endstop_x_hit = TRUE;
step_events_completed = current_block->step_event_count;
}
old_x_max_endstop = x_max_endstop;
#endif
}
}
/*************** END Y_B ***************/
/***************** R_A ***************/
if ( current_exec_seg->dir_r_a != CW_R_A) // CCW:stepping along -RA axis
{
GPIO_BOP(GPIOC)=GPIO_PIN_6;
count_direction[R_A_AXIS] = -1;
CHECK_ENDSTOPS
{
#if defined R_A_MIN_PIN //反方向行走，检测MIN限位
uint8_t r_a_min_endstop = R_A_MIN_PIN != y_A_ENDSTOPS_INVERTING ;
if(r_a_min_endstop && old_r_a_min_endstop && (current_exec_seg->steps_r_a > 0))
{
//endstops_trigsteps[X_AXIS] = count_position[X_AXIS];
endstop_r_a_hit = TRUE;
step_completed = current_exec_seg->step_event_count;
}
old_r_a_min_endstop = r_a_min_endstop;
#endif
}
}
else //1: +direction 正方向行走
{
GPIO_BC(GPIOC)=GPIO_PIN_6;
count_direction[R_A_AXIS] = 1;
CHECK_ENDSTOPS
{
#if defined R_A_MAX_PIN //保留下边未修改
uint8_t x_max_endstop = X_MAX_PIN != X_ENDSTOPS_INVERTING;
if(x_max_endstop && old_x_max_endstop && (current_block->steps_x > 0))
{
endstops_trigsteps[X_AXIS] = count_position[X_AXIS];
endstop_x_hit = TRUE;
step_events_completed = current_block->step_event_count;
}
old_x_max_endstop = x_max_endstop;
#endif
}
}
/*************** END R_A ***************/
/*************** R_B ***************/
if ( current_exec_seg->dir_r_b != CW_R_B) // CCW:stepping along -RB axis
{
GPIO_BOP(GPIOC)=GPIO_PIN_8;
count_direction[R_B_AXIS] = -1;
CHECK_ENDSTOPS
{
#if defined R_B_MIN_PIN //反方向行走，检测MIN限位
uint8_t r_b_min_endstop = R_B_MIN_PIN != y_B_ENDSTOPS_INVERTING ;
if(r_b_min_endstop && old_r_b_min_endstop && (current_exec_seg->steps_r_b > 0))
{
//endstops_trigsteps[X_AXIS] = count_position[X_AXIS];
endstop_r_b_hit = TRUE;
step_completed = current_exec_seg->step_event_count;
}
old_r_b_min_endstop = r_b_min_endstop;
#endif
}
}
else //1: +direction 正方向行走
{
GPIO_BC(GPIOC)=GPIO_PIN_8;
count_direction[R_B_AXIS] = 1;
CHECK_ENDSTOPS
{
#if defined R_B_MAX_PIN //保留下边未修改
uint8_t x_max_endstop = X_MAX_PIN != X_ENDSTOPS_INVERTING;
if(x_max_endstop && old_x_max_endstop && (current_block->steps_x > 0))
{
endstops_trigsteps[X_AXIS] = count_position[X_AXIS];
endstop_x_hit = TRUE;
step_events_completed = current_block->step_event_count;
}
old_x_max_endstop = x_max_endstop;
#endif
}
}
/*************** END R_B ***************/
/******************** end 设置输出方向引脚、计数方向 *********************/
/*********************** JG ***************************/
if(waitJG)//只有在等待激光的过程中，waitJG才有效，其他阶段不执行内部内容。
{
JG_JianCe_Flag = JG_PIN != JG_JIANCE_INVERTING;
if(JG_JianCe_Flag && JG_JianCe_Old_Flag && (current_exec_seg->steps_x > 0))
{
JianCeDanZhuOK = 1;
step_completed = current_exec_seg->step_event_count;//本次seg强制执行完毕
}
JG_JianCe_Old_Flag = JG_JianCe_Flag;
}
/*********************** END JG ***************************/
/******************** bresenham *********************/
count_x += current_exec_seg->steps_x;
if (count_x > 0)
{
GPIO_BC(GPIOC)=GPIO_PIN_1;
//HAL_GPIO_WritePin (M1_PULSE_GPIO_Port , M1_PULSE_Pin, GPIO_PIN_RESET );
delay_us(15);
count_x -= current_exec_seg->step_event_count;
count_position[X_AXIS] += count_direction[X_AXIS];
// HAL_GPIO_WritePin (M1_PULSE_GPIO_Port , M1_PULSE_Pin, GPIO_PIN_SET );
GPIO_BOP(GPIOC)=GPIO_PIN_1;
}
count_y_a += current_exec_seg->steps_y_a;
if (count_y_a > 0)
{
GPIO_BC(GPIOC)=GPIO_PIN_3;
delay_us(15);
count_y_a -= current_exec_seg->step_event_count;
count_position[Y_A_AXIS] += count_direction[Y_A_AXIS];
GPIO_BOP(GPIOC)=GPIO_PIN_3;
}
count_y_b += current_exec_seg->steps_y_b;
if (count_y_b > 0)
{
GPIO_BC(GPIOC)=GPIO_PIN_5;
delay_us(20);
count_y_b -= current_exec_seg->step_event_count;
count_position[Y_B_AXIS] += count_direction[Y_B_AXIS];
GPIO_BOP(GPIOC)=GPIO_PIN_5;
}
count_r_a += current_exec_seg->steps_r_a;
if (count_r_a > 0)
{
GPIO_BOP(GPIOC)=GPIO_PIN_7;
delay_us(20);
count_r_a -= current_exec_seg->step_event_count;
count_position[R_A_AXIS] += count_direction[R_A_AXIS];
GPIO_BC(GPIOC)=GPIO_PIN_7;
}
count_r_b += current_exec_seg->steps_r_b;
if (count_r_b > 0)
{
GPIO_BOP(GPIOC)=GPIO_PIN_9;
delay_us(20);
count_r_b -= current_exec_seg->step_event_count;
count_position[R_B_AXIS] += count_direction[R_B_AXIS];
GPIO_BC(GPIOC)=GPIO_PIN_9;
}
step_completed += 1;
// If current block is finished, reset pointer
if (step_completed >= current_exec_seg->step_event_count)
{
step_completed = 0;
current_exec_seg = NULL;
plan_discard_current_block(); //更新尾巴
}
/******************** end bresenham *********************/
}
}//END TIM5 INT CALLBACK
}//END TIM INT CALLBACK

复制代码

7、暂时就这么多了，深夜更贴不易，人到中年，体会更加深刻，奈何白天工作忙，有补充的话，会在楼下更新。
由于不是集中开发，多是抽时间断断续续进行测试，程序很粗糙，欢迎各位志同道合的朋友多提宝贵意见。

nmg · 发表于2018-10-25 09:06

附给评委补充材料：

wo4fisher	[GD32F350]第一弹：板已到位，开始点灯	点击查看
wo4fisher	[GD32F350]第二弹：USART相关	点击查看
wo4fisher	[GD32F350]第三弹：USART使用DMA+IDLE中断方式不定长字节数据收发	点击查看
wo4fisher	[GD32F350]第四弹：modbusRTU协议实现	点击查看
wo4fisher	[GD32F350]第五弹：f350连接威伦触摸屏实现真机通信	点击查看

wo4fisher

补充一：引脚分配

wo4fisher

nmg 发表于 2018-10-25 09:06
附给评委补充材料：

应nmg管理要求，补充一下工程代码

链接已隐藏，如需查看请登录或者注册

代码放网盘了，论坛上传太慢，文件不大，2.8M，7天有效。

wo4fisher

nmg 发表于 2018-10-25 09:06
附给评委补充材料：

已追加工程代码。压缩包论坛上传好久没成功，发了网盘链接。

liaohuimin245

你好，代码可否发一份给我邮箱：361953672@qq.com

specially

您好，网盘中链接已经失效，能否发一下工程源码，感谢~！805808377@qq.com

xiaorealer

楼主您好，同求代码，感激不尽！267356468@qq.com

wo4fisher

xiaorealer 发表于 2020-4-14 14:14 楼主您好，同求代码，感激不尽！267356468@qq.com

代码找不到了，不好意思，有什么问题，留言吧

wo4fisher

xiaorealer 发表于 2020-4-14 14:14 楼主您好，同求代码，感激不尽！267356468@qq.com

不好意思，之前代码找不到了

ammxnwbz

找不着啊。。。。。埋没了

yuzhizu

正好也想着通过dma和空闲中断实现串口数据的收发处理，代码虽然没了，思路还很清晰

[GD32F350]第六弹：基于GD32和威纶触摸屏的多轴步进电机驱动控制器开发作品提交 [复制链接]

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