임베디드/ARM Cortex-M42015. 7. 10. 20:37

스태핑모터 상 제어

 

마이크로프로세서에서 바퀴 등을 돌려야할 때 흔히 사용되는 모터가 스태핑모터다

일단 DC모터 보다 높은 전압과 전류를 소비하지만 강한 파워를 보여준다.

 

문제는

 이 놈을 제어하는 것이 보통의 DC모터처럼 전압을 가하면 땡이 아니라는 것이다.

상 제어가 필요없는 모터드라이버를 사용하면 좋겠지만 그렇지 않은 경우

상 제어를 별도로 해 줘야한다.

 

상 제어?

 이 모터를 구동시키는 방법엔 1상, 2상, 1-2상 여자방식이 있다.

스태핑모터의 내부에는 4개의 전자석이 있다. 이 전자석들이 차례로 동작하면서

모터를 회전시키는 것이다. 전자석들이 동작하는 방식에 따라 1상, 2상, 1-2상 여자방식이 나뉘게 된다.

 

1상

전자석들을 편의상 ABCD라고 할 때

ABCD

ABCD

ABCD

ABCD

의 형태로 신호를 보내는 경우다.

소비전력은 가장 낮으나 부드럽지 못하고 진동이 강하다.

 

2상

ABCD

ABCD

ABCD

ABCD

의 형태로 신호를 보내는 경우다.

1상에 비해 더 부드러운 동작을 보여주지만 전력소비가 더 크다.

 

1-2상

ABCD

ABCD

ABCD

ABCD

ABCD

ABCD

ABCD

ABCD

의 형태로 신호를 보내는 경우다.

1상과 2상이 합쳐진 형태로 보다 정밀한 제어가 가능하다.

 

소스 짜는 요령

ABCD중 하나 만 잡고 봤을 때 이 놈이 어느 Tick에 작동하는 지에 주목하면 간단해진다.

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void moveForword() {
 
        if( moveSwt == 1) {
 
          if(cnt == 1 || cnt == 2 || cnt == 3) GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_1);
 
          else GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_Pin_1);
 
 
 
          if(cnt == 3 || cnt == 4 || cnt == 5) GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_2);
 
          else GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_Pin_2);
 
 
 
          if(cnt == 5 || cnt == 6 || cnt == 7) GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_3);
 
          else GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_Pin_3);
 
 
 
          if(cnt == 7 || cnt == 8 || cnt == 1) GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_4);
 
          else GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_Pin_4);
 
 
 
 
 
          if(cnt == 1 || cnt == 2 || cnt == 3) GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_9);
 
          else GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_9);
 
 
 
          if(cnt == 3 || cnt == 4 || cnt == 5) GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_8);
 
          else GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_8);
 
 
 
          if(cnt == 5 || cnt == 6 || cnt == 7) GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_7);
 
          else GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_7);
 
 
 
          if(cnt == 7 || cnt == 8 || cnt == 1) GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6);
 
          else GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6);
 
          cnt++;
 
          if(cnt == 9) cnt = 1;
 
        }
 
}
 
 cs

라인트레이서(2개의 스태핑모터가 결합된 것)을 1-2상방식으로 전진시키기 위한 소스이다.

타이머 핸들러에선 위 함수를 매 클럭마다 호출하며 moveSwt변수에 의해 허용/비허용이 제어된다.

cnt변수가 매 주기마다 1~8을 반복하며 GPIO핀들을 제어하고 있다.

저작자표시 비영리 변경금지

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Posted by gharlic
임베디드/ARM Cortex-M42015. 7. 10. 20:17

UART - PC, 블루투스 통신

무선 통신

 마이크로프로세서 간의 통신, 마이크로프로세서와 PC간의 통신등을 위해 사용되는 방법 중

가장 흔하게 사용하는 방법이 UART통신이다.

로봇과 컨트롤러간의 신호전달, 디버깅을 위해 PC에서 값을 확인할 때 등 다양하게 사용된다.

무선통신은 하나의 기기가 Master가 되고 마스터의 중계를 받는 복수의 Slave가 있다.

 

마스터(Master) 초기화 소스

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char cPC;
 
char cBT;
 
int pcState=0;
 
int btState=0;
 
char buffer_pc[256];
 
char buffer_bt[32];
 
 
 
 
 
 
 
 
 
void Init_USART(void){
 
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //GPIO 초기화용 Structure를 선언 
        USART_InitTypeDef USART_InitStructure; // USART 초기화용  Structure를 선언 
        NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; // NVIC 초기화용 Structure 선언 
 
 
        // Enable peripheral
 
        RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE); //GPIOA를 Enable시킴 GPIOA는 AHB1에 위치
 
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE); // USART1을 Enalble 시킴 USART1은 APB2에 위치
 
 
 
        // Configure USART Interrupt
 
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; // UART Interrupt을 등록함.핸들러는 TImer처럼 고정되어있음
 
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x0f; // Preemption 인터럽트 우선순위 설정
 
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x0f; // Sub 인터럽트 우선순위 설정
 
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; // IRQ채널의 cmd를 Enable함.
 
        NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); // NVIC 초기화
 
 
 
        // GPIO AF config
 
        GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_USART1);
 
        GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_USART1);
 
 
 
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_9; // USART(또는 UART)의 TX 핀번호
 
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF;
 
        GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_NOPULL;
 
        GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
 
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
 
        GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
 
 
 
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_10; // USART(또는 UART)의 RX 핀번호
 
        GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
 
 
 
        // Configure UART peripheral
 
        USART_InitStructure.USART_BaudRate   = 115200; //Baudrate설정.
 
        USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; // 전송하는 패킷의 길이는 8bit씩 전송함을 명시
 
        USART_InitStructure.USART_StopBits   = USART_StopBits_1; // stopbit는 1개임을 의미
 
        USART_InitStructure.USART_Parity     = USART_Parity_No ;
 
        USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl  = USART_HardwareFlowControl_None;
 
        USART_InitStructure.USART_Mode       = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //USART_Mode에서 RX, TX를 설정
 
        USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //  USART초기화
 
 
 
        // Enable USART receive interrupt
 
        USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
 
 
 
        USART_Cmd(USART1, ENABLE);
 
}
 
void Init_USART2_BT(void){
 
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //GPIO 초기화용 Structure를 선언 
        USART_InitTypeDef USART_InitStructure; // USART 초기화용  Structure를 선언 
        NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; // NVIC 초기화용 Structure 선언 
 
 
        // Enable peripheral
 
        RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOD, ENABLE); //GPIOA를 Enable시킴 GPIOA는 AHB1에 위치
 
        RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE); // USART1을 Enalble 시킴 USART1은 APB2에 위치
 
 
 
        // Configure USART Interrupt
 
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn; // UART Interrupt을 등록함.핸들러는 TImer처럼 고정되어있음
 
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x0f; // Preemption 인터럽트 우선순위 설정
 
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x0f; // Sub 인터럽트 우선순위 설정
 
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; // IRQ채널의 cmd를 Enable함.
 
        NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); // NVIC 초기화
 
 
 
        // GPIO AF config
 
        GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource5, GPIO_AF_USART2);
 
        GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource6, GPIO_AF_USART2);
 
 
 
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_5; // USART(또는 UART)의 TX 핀번호
 
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF;
 
        GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_NOPULL;
 
        GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
 
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
 
        GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
 
 
 
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_6; // USART(또는 UART)의 RX 핀번호
 
        GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
 
 
 
        // Configure UART peripheral
 
        USART_InitStructure.USART_BaudRate   = 115200; //Baudrate설정.
 
        USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; // 전송하는 패킷의 길이는 8bit씩 전송함을 명시
 
        USART_InitStructure.USART_StopBits   = USART_StopBits_1; // stopbit는 1개임을 의미
 
        USART_InitStructure.USART_Parity     = USART_Parity_No ;
 
        USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl= USART_HardwareFlowControl_None;
 
 
 
        USART_InitStructure.USART_Mode       = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //USART_Mode에서 RX, TX를 설정
 
 
 
        USART_Init(USART2, &USART_InitStructure); //  USART초기화
 
 
 
        // Enable USART receive interrupt
 
        USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);
 
 
 
        USART_Cmd(USART2, ENABLE);
 
}
 
void USART1_IRQHandler(void)
 
{
 
        if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET) // RX에 무슨 값이 들어왔는가?를 확인하는 방법.
 
        {
 
                cPC = USART_ReceiveData(USART1);//마이크로 컨트롤러 내부의 RX에 일정 값이 들어모녀 한글자, 한글자씩 저장함.
 
                switch(cPC){
 
                case '0': 
                        pcState=0;
 
                        break;
 
                case '1': 
                        pcState=1;
 
                        break;
 
                default:
 
                        pcState=0;
 
                        break;
 
                }
 
       }
 
}
 
void USART2_IRQHandler(void)
 
{
 
        while(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE)) // RX에 무슨 값이 들어왔는가?를 확인하는 방법.
 
        {
 
                cBT = USART_ReceiveData(USART2);//마이크로 컨트롤러 내부의 RX에 일정 값이 들어모녀 한글자, 한글자씩 저장함.
 
                USART_SendData(USART1, cBT); //오로지 한개의 문자만 보낼수 있음.
 
        }
 
}
 
void USART_puts(USART_TypeDef* USARTx, volatile char *s){
 
        while(*s){
 
                // wait until data register is empty
 
                while( !(USARTx->SR & 0x00000040) );
 
                USART_SendData(USARTx, *s);
 
          *s++;
 
        }
 
}
 cs

 

슬레이브(Slave) 초기화 소스

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261
262
263
264
char cPC;
 
char cBT;
 
int pcState=0;
 
int btState=0;
 
char buffer_pc[32];
 
char buffer_bt[32];
 
 
 
 
 
 
 
 
 
void Init_USART(void){
 
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //GPIO 초기화용 Structure를 선언 
        USART_InitTypeDef USART_InitStructure; // USART 초기화용  Structure를 선언 
        NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; // NVIC 초기화용 Structure 선언 
 
 
        // Enable peripheral
 
        RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE); //GPIOA를 Enable시킴 GPIOA는 AHB1에 위치
 
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE); // USART1을 Enalble 시킴 USART1은 APB2에 위치
 
 
 
        // Configure USART Interrupt
 
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; // UART Interrupt을 등록함.핸들러는 TImer처럼 고정되어있음
 
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x0f; // Preemption 인터럽트 우선순위 설정
 
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x0f; // Sub 인터럽트 우선순위 설정
 
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; // IRQ채널의 cmd를 Enable함.
 
        NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); // NVIC 초기화
 
 
 
        // GPIO AF config
 
        GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_USART1);
 
        GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_USART1);
 
 
 
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_9; // USART(또는 UART)의 TX 핀번호
 
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF;
 
        GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_NOPULL;
 
        GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
 
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
 
        GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
 
 
 
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_10; // USART(또는 UART)의 RX 핀번호
 
        GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
 
 
 
        // Configure UART peripheral
 
        USART_InitStructure.USART_BaudRate   = 115200; //Baudrate설정.
 
        USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; // 전송하는 패킷의 길이는 8bit씩 전송함을 명시
 
        USART_InitStructure.USART_StopBits   = USART_StopBits_1; // stopbit는 1개임을 의미
 
        USART_InitStructure.USART_Parity     = USART_Parity_No ;
 
        USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl  = USART_HardwareFlowControl_None;
 
        USART_InitStructure.USART_Mode       = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //USART_Mode에서 RX, TX를 설정
 
 
 
        USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //  USART초기화
 
 
 
        // Enable USART receive interrupt
 
        USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
 
 
 
        USART_Cmd(USART1, ENABLE);
 
}
 
void Init_USART2_BT(void){
 
 
 
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //GPIO 초기화용 Structure를 선언 
        USART_InitTypeDef USART_InitStructure; // USART 초기화용  Structure를 선언 
        NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; // NVIC 초기화용 Structure 선언 
 
 
        // Enable peripheral
 
        RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOD, ENABLE); //GPIOA를 Enable시킴 GPIOA는 AHB1에 위치
 
        RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE); // USART1을 Enalble 시킴 USART1은 APB2에 위치
 
 
 
        // Configure USART Interrupt
 
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn; // UART Interrupt을 등록함.핸들러는 TImer처럼 고정되어있음
 
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x0f; // Preemption 인터럽트 우선순위 설정
 
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x0f; // Sub 인터럽트 우선순위 설정
 
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; // IRQ채널의 cmd를 Enable함.
 
        NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); // NVIC 초기화
 
 
 
        // GPIO AF config
 
        GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource5, GPIO_AF_USART2);
 
        GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource6, GPIO_AF_USART2);
 
 
 
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_5; // USART(또는 UART)의 TX 핀번호
 
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF;
 
        GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_NOPULL;
 
        GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
 
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
 
        GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
 
 
 
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_6; // USART(또는 UART)의 RX 핀번호
 
        GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
 
 
 
        // Configure UART peripheral
 
        USART_InitStructure.USART_BaudRate   = 115200; //Baudrate설정.
 
        USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; // 전송하는 패킷의 길이는 8bit씩 전송함을 명시
 
        USART_InitStructure.USART_StopBits   = USART_StopBits_1; // stopbit는 1개임을 의미
 
        USART_InitStructure.USART_Parity     = USART_Parity_No ;
 
        USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl= USART_HardwareFlowControl_None;
 
        USART_InitStructure.USART_Mode       = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //USART_Mode에서 RX, TX를 설정
 
 
 
        USART_Init(USART2, &USART_InitStructure); //  USART초기화
 
 
 
        // Enable USART receive interrupt
 
        USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);
 
 
 
        USART_Cmd(USART2, ENABLE);
 
}
 
void USART1_IRQHandler(void)
 
{
 
        if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET) // RX에 무슨 값이 들어왔는가?를 확인하는 방법.
 
        {
 
                cPC = USART_ReceiveData(USART1);//마이크로 컨트롤러 내부의 RX에 일정 값이 들어모녀 한글자, 한글자씩 저장함.
 
                switch(cPC){
 
                case '0': 
                        pcState=0;
 
                        break;
 
                case '1': 
                        pcState=1;
 
                        break;
 
                default:
 
                        pcState=0;
 
                        break;
 
                }
 
        }
 
}
 
 
 
void USART2_IRQHandler(void)
 
{
 
        if (USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) == SET) // RX에 무슨 값이 들어왔는가?를 확인하는 방법.
 
        {
 
                cBT = USART_ReceiveData(USART2);//마이크로 컨트롤러 내부의 RX에 일정 값이 들어모녀 한글자, 한글자씩 저장함.
 
 
 
        }
 
}
 
void USART_puts(USART_TypeDef* USARTx, volatile char *s){
 
       while(*s){
 
              // wait until data register is empty
 
              while( !(USARTx->SR & 0x00000040) );
 
              USART_SendData(USARTx, *s);
 
              *s++;
 
       }
 
}
 
 cs

 

USB로 연결된 PC는 Comport Master라는 프로그램을 통해 전송 받은 값을 확인할 수 있다.

1
2
3
sprintf(buffer,"%d\n", 변수);
 
USART_puts(USART1, buffer_pc);
 cs

 

아래 코드를 통해 마이크로프로세서 간 통신이 가능하다.

1
USART_SendData(USART2, 변수);
 cs

이 게시물의 소스는 char형 한글자 단위로 전송되게 된다.

만약 문자열을 전송하고 싶다면 별도로 큐를 만들어서 쌓게 해야할 것이다.

 

블루투스 통신은?

굉장히 간단하게도 유선으로 연결된 UART의 Tx와 Rx를 블루투스 모듈로 옮겨 연결하기만 하면 된다.

단 블루투스 모듈이 UART를 지원해야한다.

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Posted by gharlic
임베디드/ARM Cortex-M42015. 7. 10. 20:08

Sink방식과 Source방식

 

싱크방식과 소스방식은 위 사진으로 설명이 가능하다.

마이크로프로세서에 센서나 엑츄에이터를 추가할 때의 연결방식을 말한다.

소스방식(왼쪽)은 마이크로프로세서가 전원소스가 되는 것이고

싱크방식(오른쪽)은 별도의 외부전원을 사용하는 것이다.

 

무슨차이인가?

 STM32F4의 경우 마이크로프로세서 내부에서 끌어 쓸 수 있는 전압은 3.3v이다.

LED하나만 하더라도 3.3v를 인가하면 충분한 밝기를 낼 수 없고

각종 센서들 중엔 동작전압이 3.3v인것도 있지만 5.0v를 요구하는 경우도 많다.

이런 경우 부족한 전압 혹은 전류를 대신하기 위해 외부전원(파워서플라이, 배터리 등)을 사용할 때

싱크방식을 선택해야한다.

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