驱动步进电机移动的激光标线器设计（程序、设计分析）

激光标线器概述：

       激光标线器是一种用于大型轮胎定型加工的辅助装置，主要作用是确保加工的尺寸。其运行工作方式是人工或是由上位机提供定位参数，然后由MCU变换为驱动步进电机移动的相应脉冲并有行走装置带动激光灯标指示尺寸值。

激光标线器方案功能：

为实现激光标线器的特定功能，是由LPC824充当控制核心，并配置相应的按键和OLED屏来构建人机交互通道。经LPC824的变换处理，最终由GPIO口来输出步进电机的位移脉冲。

工作原理介绍：

1、硬件组成与介绍

      激光标线器主要由二部分构成，即控制部分和标灯驱动行走部分。对于控制部分则是由LPC824、OLED双色显示屏、按键等组成；而标灯驱动行走部分则是由光电限位器、信号组合电路、细分驱动器、步进电机、导轨、传送带、激光灯标、开关电源等组成。

其构成图1所示：

1、相关器件介绍

步进电机是一种依照时序脉冲来驱动的转动器件，其主要的指标是步距角和转矩。在一定的条件下，步距角越小，则位移精度越高，转动一周所需的脉冲数也越多。对于转矩来讲，其值越大，所承受的负载也越大。

细分驱动器是一种能够对输入脉冲信号进行驱动放大的装置，其关键作用在于能够对输入脉冲进行细分处理，从而提高步进电机的定位精度。

导轨与传送带的功能在于限定移动方向和传递动能。

光电限位器的作用在于不经接触来获取状态信号，以防止灯标超出行走边界而导致故障的发生。

信号组合单元的作用在于快速地对限位信号进行处理，以防止故障的发生，它较软件处理的反应速度更快，且无需程序的干预处理。

开关电源的作用是向激光标线器提供合适的工作电压，其提供的电压为有3.3V、5V、12V及24V。

2、此项目中LPC824的功能

在整个设计中，LPC824承担着控制的核心作用，首先是在它的控制下来接收键入数据以获取位移量，然后再按设定值发出相应的位移脉冲以驱动步进电机产生对应的位移。在灯标行走过程中，一旦出现行进越界就自动切断行进脉冲，并可给出相应的声、光提示。

此外，借助LPC824的串行通讯功能，可接收上位发送的指令来控制灯标行进，同时也能够向上位机反馈灯标行进的状态，为标线器的组合与扩展使用提供有效地支持。

3、软件流程介绍

LPC824初始化处理->灯标自动回零->读取位移量->判别是否越界->输出脉冲驱动行走装置->反馈行走状态（停止、行走、越界）->更新当前位置->读取位移量(循环)，

其流程图如图2所示：

设计说明：

该设计取代了以往的采用PLC可编程控制器的设计方式，从而在成本上有较大的优势。此外，它在人机交互方面也更易于实现，形式也更便于多样化。

经实际验证，在相应时序脉冲的作用下，可实现步进电机的正、反转运行。在步进电机的拖动下，激光灯标线可沿着导轨准确的移动定位。

原文出处：https://www.nxpic.org/module/forum/thread-608352-1-1.html