日常·唠嗑

3月份在做智能剥壳机的时候，就遇到了丝杠问题。想着通过挤压的方式把坚果的外壳压碎，但那时候对丝杠原理还不是很理解，最后不了了之。现在省电，需要给车子做一个升降台，再一次回到了曾经没有攻克的难题……

一、双线轨丝杆式升降

双线轨丝杆式升降一般由步进电机，T8丝杆，联轴器，上下轴承片，导轨及轴承座组成。这种组合，一般承重能力强，精度高。多用于3D打印机或者高精度机床等等。（汽修厂升降的升降机与这个结构也有异曲同工之妙）双线轨丝杆式升降台如下图所示：
在这里插入图片描述

某宝的上的配套升降台（有效行程1米）价格一般在400左右，较为昂贵，但是性能稳定，无需经过多次调试就可以直接用。我做的项目，升降距离不需要太长，且要求整个机构体积较小，所以我利用零件自己组装。
T8丝杆：
在这里插入图片描述
42步进电机（6线）：

A4988驱动模块：

联轴器：

成果图： 有点丑，不过还好经过多次测试能用。

二、42步进电机

1、常见问题

初次接触步进电机肯定会有很多疑问，比如4线步进电机与6线步进电机的差别，该如何接线，步进电机的电压该怎么解决，12V可以吗（第一次接触，我朋友跟我说，电机功率很大，90W，并且电压要30V，比赛要带上电源器，我当场人就傻），像我第一次接触就一直在纠结用什么驱动模块（当时我了解的就只有TB6600，可是这东西太大了啊），后来了解到了拇指大的A4988一样可以实现驱动。

2.型号参数

(42BYGH) 两相四线步进电机，步距角为 1.8 °， 200 个脉冲转动一圈。（这个参数很重要！！！下面写程序需要用到）下图为电机与模块接线（这个图是与Arduino接线，但是与别的板卡接线是一样的）：
在这里插入图片描述

三、A4988驱动模块

A4988 是一款带转换器和过流保护的 DMOS 微步驱动器，该产品可在全、半、1/4、1/8 及 1/16 步进模式时操作双极步进电动机，输出驱动性能可达 35 V 及 ±2 ，A4988 包括一个固定关断时间电流稳压器，该稳压器可在慢或混合衰减模式下工作。转换器是 A4988 易于实施的关键。只要在“步进”输入中输入一个脉冲，即可驱动电动机产生微步。无须进行相位顺序表、高频率控制行或复杂的界面编程。A4988 界面非常适合复杂的微处理器不可用或过载的应用。

麻雀虽小五脏俱全，虽然模块只有拇指大，我对引脚做了笔记，下面看看每个引脚的名称及作用。

在这里插入图片描述

1、STEP 、 DIR 分别连接单片机的两个控制端口； EN 可以使用单片机端口控制，也可以直接连接 GND 使能；
2、 MS1 、 MS2 、MS3 按照上一节“步进模式设置”，接高低电平，设置步进模式，来选择不同的步距角。设置脉冲的频率，来控制旋转速度。步进电机走一步是1.8度，一圈就是200步。例如使用1/16步进，则需要走3200步才等于一圈。
3、 2B 、2A 、 1A 、 1B 分别接步进电机红、蓝、黑、绿线。 VMOT 、 GND 接 12V
4、左右直流电源（电压大小更具步进电机不同，选择合适电压）。VDD 、 GND 接 3.3V 或 5V 。
5、 sleep，reset：通常短接；
长篇大论讲了一堆，主要是想让大家看懂这个模块的具体功能。但是实际运用中，如果，不是特别精细的控制，可以直接选择全步进的工作方式（MS1,MS2,MS3，三个引脚全部悬空，即为全步进模式，那样的话就只要控制STEP,DIR两个引脚即可）

四、程序设计

1、C语言（51单片机）

#include"reg52.h"
#include <intrins.h>
sbit dir=P1^0;
sbit step=P1^1;
#define uint  unsigned int
void Delay_xms(uint x);

void Delay1000us()		//@11.0592MHz
{
    
    
	unsigned char i, j;

	_nop_();
	i = 2;
	j = 199;
	do
	{
    
    
		while (--j);
	} while (--i);
}

void Delay_xms(uint x)
{
    
    
 uint i,j;
 for(i=0;i<x;i++)
  for(j=0;j<112;j++);
}


void main()
{
    
    
	uint x,y;
	dir=1;//电机正转
	
 for( y = 0; y<6; y++) {
    
     //修改y值可以改变电机转的圈数
	 for( x = 0; x <=200; x++) {
    
         //一个圈200个脉冲
     step=1; 
     Delay1000us();
     step=0;
     Delay1000us(); 
  }
}	
 Delay_xms(1500);
	
	  dir=0;//电机反转
  for( y = 0; y<6; y++) {
    
     
	  for( x = 0; x <=200; x++) {
    
         
     step=1; 
     Delay1000us();//时间长短会影响电机运动
     step=0;
     Delay1000us(); 
  }
}
	 Delay_xms(1500);

2、Python（STM32）

from pyb import Pin, delay

p_dir = Pin('Y1', Pin.OUT_PP)
p_step = Pin('Y2', Pin.OUT_PP)

while True:

    p_dir.high

    for y in range(0, 6):
        for x in range(0, 201):
            p_step.high()
            pyb.udelay(1000)

            p_step.low()
            pyb.udelay(1000)

    pyb.delay(1500)
    p_dir.low

    for y in range(0, 6):
        for x in range(0, 201):
            p_step.high()
            pyb.udelay(1000)

            p_step.low()
            pyb.udelay(1000)

    pyb.delay(1500)

3、Verilog（FPGA）

module A4988(
    //input
    input        sys_clk,      //时钟信号50Mhz
    input        sys_rst_n,    //复位信号

 
    //output
	output  reg     dir,          // 电机转动方向
    output  reg  step          //电机脉冲信号

);



endmodule

注： 3点56分，实在太困了，Verilog的程序留着下次再更新（就当留个彩蛋，哈哈哈）。还有一些需要注意地方，可能一时没想到，也留着下次一起更新。

FPGA：双线轨丝杠式升降台(及A4988与42步进电机原理)（同时包含51及32程序）

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