一、AS5600介紹
AS5600是一個易于編程的磁性旋轉(zhuǎn)位置傳感器，具有高分辨率的12位模擬或PWM輸出。這種非接觸式系統(tǒng)測量一個直徑磁化的軸上磁鐵的絕對角度。
引腳如下圖
他有兩種供電模式：5V和3.3V
我們?yōu)榱撕蛃tm32F103C8T6單片機(jī)的電壓一致，也使用3.3V供電，然后開始畫PCB。
二、pcb設(shè)計
使用嘉立創(chuàng)EDA畫圖
三、實(shí)物照片
已經(jīng)把a(bǔ)s5600貼到了電機(jī)后面，暫時沒有稍微長一點(diǎn)的螺絲，不然用四個螺絲固定更好。
四、程序代碼
代碼實(shí)現(xiàn)的功能：
1、可以實(shí)時顯示當(dāng)前絕對位置的角度（0~360）
2、可以實(shí)時顯示增量角度，比如正轉(zhuǎn)了2轉(zhuǎn)，顯示為720度，又在此基礎(chǔ)上反轉(zhuǎn)了3轉(zhuǎn)，顯示為-360度。
3、一上電當(dāng)前位置即可自動設(shè)置為初始零位。
3、也可以測實(shí)時的速度（暫時沒有寫這部分功能，實(shí)現(xiàn)也簡單，兩次位置差除以時間即可）
難點(diǎn)：as5600接在了電機(jī)尾部，步進(jìn)電機(jī)的軸轉(zhuǎn)5.18圈，減速器輸出的軸轉(zhuǎn)1圈，as5600直接讀的是步進(jìn)電機(jī)軸的位置（我這個步進(jìn)電機(jī)帶了減速器，減速比為5.18）所以還需要一些轉(zhuǎn)換。
程序大概思路：
設(shè)置3個變量temp0（記錄一上電之后電機(jī)軸的初始位置，在程序中只需運(yùn)行一次即可），temp1（用于記錄本次電機(jī)軸的位置），temp2（用于記錄下一次電機(jī)軸的位置）。temp1和temp2主要用于過360度判斷，即如果temp-temp2>180度（在很短的時間內(nèi)），那么肯定是過了360度了，即下一轉(zhuǎn)開始了，因?yàn)殡姍C(jī)不可能在很短的時間轉(zhuǎn)過這么多度。而且從程序初始化以后就要一直拿比較temp1和temp2，每次都不能少，比較完了就把temp2賦值給temp1，然后下次再獲取最新的temp2以后，繼續(xù)和temp1比較。就是要一直和上一次的數(shù)據(jù)比較，中間不能又一次斷開，這樣可以保證不漏過那個變化的點(diǎn)，每次過360度的時候，進(jìn)行一個計數(shù)（程序中用過零點(diǎn)標(biāo)記sign_angle計數(shù)），然后只要知道初始角度（temp0）、過零點(diǎn)的次數(shù)（sign_angle），以及當(dāng)前點(diǎn)的角度（temp2），就可以算出角度增量。
程序代碼如下：
下面是as5600.h文件
#ifndef __AS5600__
#define __AS5600__
#include "sys.h"
#include "stm32f10x.h"
#define Slave_Addr 0x36 //設(shè)備從地址
#define Write_Bit 0 //寫標(biāo)記
#define Read_Bit 1 //讀標(biāo)記
#define Angle_Hight_Register_Addr 0x0C //寄存器高位地址
#define Angle_Low_Register_Addr 0x0D //寄存器低位地址
#define Jian_Su_Bi 5.18 //步進(jìn)電機(jī)減速比
void AS5600_Init ( void ); //初始化
u16 AS5600_Read_Len ( u8 addr, u8 reg, u8 len, u8 *buf );//從AS5600讀取一次數(shù)據(jù)
void Get_Ini_Val(void); //得到上電后角度初始值
void Get_Temp_Add(void); //等到角度增量（原始值表示的）
void Change_angle(void); //將原始增量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為角度
void Get_Num_sign(void); //用于過零點(diǎn)計數(shù)
下面是as5600.c文件
#include "as5600.h"
#include "i2c.h"
#include "delay.h"
u32 angle_ini = 0; //初始角度值
u32 temp0 = 0; //初始角度原始輸出值
u32 temp1 = 0; //上次角度原始輸出值
u32 temp2 = 0; //這次角度原始輸出值
u32 temp_add = 0; //從初始角度開始的累計角度原始值
u8 buf[2] = {0}; //用于oled顯示存放變量，和本程序關(guān)系不大
int sign_angle = 0; //過零點(diǎn)標(biāo)記（即從0度轉(zhuǎn)到360度之后繼續(xù)轉(zhuǎn)又回零的那個點(diǎn)，正向經(jīng)過一次加一，反向經(jīng)過一次減一）
double True_Angle = 0.0; //真實(shí)角度（累計角度）
int dir = 0; //0正向 1反向 //方向
double Current_Angle = 0; //當(dāng)前角度（就是絕對位置角度，小于360度）
void AS5600_Init ( void ) {
IIC_Init();
}
u16 AS5600_Read_Len ( u8 addr, u8 reg, u8 len, u8 *buf ) {
IIC_Start();
IIC_Send_Byte ( ( addr << 1 ) | Write_Bit );
if ( IIC_Wait_Ack() ) {
IIC_Stop();
return 1;
}
IIC_Send_Byte ( reg );
IIC_Wait_Ack();
IIC_Start();
IIC_Send_Byte ( ( addr << 1 ) | Read_Bit ); // 發(fā)送器件地址 + 讀命令
IIC_Wait_Ack(); // 等待應(yīng)答
while ( len ) {
if ( len == 1 ) {
*buf = IIC_Read_Byte ( 0 ); // 讀數(shù)據(jù)，發(fā)送nACK
} else {
*buf = IIC_Read_Byte ( 1 ) & 0x000f; // 讀數(shù)據(jù)，發(fā)送ACK 原始1f,改為0f
}
len--;
buf++;
}
IIC_Stop();
return 0;
}
void Get_Ini_Val(void)//獲得初始角度
{
u8 i = 0;
u32 transfer = 0;
for ( i = 0; i < 20; i++ ) { // 剛開始數(shù)據(jù)可能不穩(wěn)定，直接丟掉
AS5600_Read_Len ( Slave_Addr, Angle_Hight_Register_Addr, 2, buf );
delay_ms ( 5 );
}
for ( i = 0; i < 20; i++ ) { // 軟件濾波
AS5600_Read_Len ( Slave_Addr, Angle_Hight_Register_Addr, 2, buf );
transfer += ( ( buf[0] << 8 ) | buf[1] );
delay_ms ( 5 );
}
temp0 = transfer / 20;
temp2 = temp0;//給temp2初始化為初始值
temp1 = temp0;//給temp1初始化為初始值
}
void Get_Temp_Add(void)//計算角度增量
{
if(sign_angle == 0) //當(dāng)從沒經(jīng)過零點(diǎn)時
{
if(temp2 >= temp0) //正轉(zhuǎn)
{ temp_add = temp2 - temp0;
dir = 0;}
else //反轉(zhuǎn)
{ temp_add = temp0 - temp2;
dir = 1;}
}
else if(sign_angle > 0)//經(jīng)過一次及以上零點(diǎn)位置后，分兩種情況，正向經(jīng)過與反向經(jīng)過，需分開討論
{
temp_add = 4096 + temp2 - temp0 + ( sign_angle - 1)*4096; //正向經(jīng)過
dir = 0;
}
else
{
temp_add =4096 + temp0 - 4096*(sign_angle+1) - temp2; //反向經(jīng)過
dir = 1;
}
}
void Change_angle(void)//考慮減速比，計算增量實(shí)際角度
{
True_Angle = (temp_add/(Jian_Su_Bi*4096))*360; //4096代表as5600原始數(shù)據(jù)最大值（0~4096）
}
void Get_Current_angle(void)//獲取360度角度，即計算絕對位置，小于等于360度
{
u32 x0 = 0;
x0 = (temp_add*100)%((u32)(Jian_Su_Bi*100)*4096);
Current_Angle = (x0/(Jian_Su_Bi*4096))*360/100;
}
void Get_Num_sign(void) //計算過零點(diǎn)次數(shù)，這個函數(shù)也可以用定時器中斷來調(diào)用，效果更好
{
u32 x;
AS5600_Read_Len ( Slave_Addr, Angle_Hight_Register_Addr, 2, buf );
temp2 = ( ( buf[0] << 8 ) | buf[1] );
if(temp1 >= temp2)
{
x = temp1 - temp2;
if(x>2048)//正轉(zhuǎn)通過零點(diǎn)
{
sign_angle++;
}
}
else
{
x = temp2 -temp1;
if(x>2048)//反轉(zhuǎn)通過零點(diǎn)
{
sign_angle--;
}
}
temp1 = temp2;//每次都把temp2賦給temp1
}
下面是main函數(shù)
#include "stm32f10x.h"
#include "oled.h"
#include "delay.h"
#include "timer.h"
#include "key.h"
#include "exti.h"
#include "as5600.h"
#include "stdio.h"
#include "sys.h"
#include "key.h"
#include "mtor.h"
#include "exti.h"
#include "oledfont.h"
extern u8 TIM2_Pulse_TIM3_Counter_OK;
uint16_t pwm = 7199;
u32 pulsecnt = 200;
extern double Current_Angle;
extern double True_Angle;
extern int dir;
extern u32 temp_add;
extern u32 temp2;
extern u32 temp0;
uint8_t sign = 0;
extern int sign_angle;
int main(void)
{
char strff[21];
char strff2[21];
static uint8_t x = 1;
delay_init();
OLED_Init();
led_Init();
KEY_Init();
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //設(shè)置NVIC中斷分組2:2位搶占優(yōu)先級，2位響應(yīng)優(yōu)先級
TIM3_PWM_Init(pwm,19);//控制頻率 72000000/(7199+1)/(19+1)=500HZ
TIM_SetCompare2(TIM3,10);//控制占空比，原始49，改為2999
motor_init();
TIM2_Init(pulsecnt);
EXTIX_Init();
AS5600_Init();
memset(strff,0,sizeof(strff));
memset(strff2,0,sizeof(strff2));
Get_Ini_Val();//獲得初始角度
while(1)
{
Get_Temp_Add();
Change_angle();
Get_Current_angle();
Get_Num_sign();
sprintf(strff,"%.2f",True_Angle);//%0.2f angle
//sprintf(strff2,"%.2f",Current_Angle);//%0.2f angle
sprintf(strff2,"%.2f",Current_Angle);
if(dir == 0)
{
OLED_ShowChar(0,0,'+');
OLED_ShowChar(0,4,'+');
}
else
{
OLED_ShowChar(0,0,'-');
OLED_ShowChar(0,4,'-');
}
OLED_ShowNum(6,0,True_Angle,5,12);
OLED_ShowString(0,2,strff);
OLED_ShowNum(6,4,Current_Angle,5,12);
OLED_ShowString(0,6,strff2);
//OLED_ShowNum(54,6,3600000/pwm,5,12);
Get_Num_sign();
switch(sign)
{
case 1:
if(x==1)
{/*TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
led_On_Off();
x++;*/
setDir();
x++;
}
else if(x==2)
{
/*setDir();
x++;*/
TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
led_On_Off();
x++;
}
else if(x==3)
{ TIM_Cmd(TIM3,DISABLE);
led_On_Off();
x=1;}
sign = 0;
break;
case 2:
if(pwm>0)
{
pwm-=100;
}else
{
pwm=7199;
}
sign = 0;
TIM_SetAutoreload(TIM3,pwm);
break;
case 3:
if(pwm<15000)
{
pwm+=100;
}else
{
pwm=7199;
}
sign = 0;
TIM_SetAutoreload(TIM3,pwm);
break;
case 4:
//正轉(zhuǎn)1/4，反轉(zhuǎn)1/4，正轉(zhuǎn)半圈，反轉(zhuǎn)半圈
Pulse_output(1036);
/*setDir();
Pulse_output(1036);
while(TIM2_Pulse_TIM3_Counter_OK!=1);
TIM2_Pulse_TIM3_Counter_OK=0;*/
//setDir();
/*Pulse_output(100);
while(TIM2_Pulse_TIM3_Counter_OK!=1);
TIM2_Pulse_TIM3_Counter_OK=0;
setDir();
Pulse_output(100);
while(TIM2_Pulse_TIM3_Counter_OK!=1);
TIM2_Pulse_TIM3_Counter_OK=0;
*/
sign = 0;
break;
default:
break;
}
if(TIM2_Pulse_TIM3_Counter_OK==1)
{
TIM2_Pulse_TIM3_Counter_OK=0;
}
}
}
注意switch后面的語句是用來按鈕控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動的，和as5600本身無關(guān)。
五、實(shí)物演示
圖中一個是基于STM32F103C8T6的控制器，一個是TB6600步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動板。
實(shí)測，代碼正常運(yùn)行，功能都可以實(shí)現(xiàn)，連續(xù)正轉(zhuǎn)10圈誤差在3.6度以內(nèi)，再反轉(zhuǎn)10圈回零點(diǎn)誤差在0.15度以內(nèi)，數(shù)據(jù)也基本穩(wěn)定。
測試數(shù)據(jù)記錄
測試的時候每次給半圈的脈沖，所以一轉(zhuǎn)是兩個數(shù)據(jù)，0->180.21->0.103->180.63->0.239…依次測量得到。文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-780472.html
最后，附上程序代碼以及AS5600的berger制板文件的下載地址
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1zxl2O3oEvmDIDNtbDGoTPg
提取碼：m5k5
演示效果觀看地址：
https://www.bilibili.com/video/BV1hP411N7PJ/?vd_source=81fb9332eb85b94d92d4e3884ff48c6a文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-780472.html
到了這里，關(guān)于AS5600步進(jìn)電機(jī)編碼器（原理圖+pcb+stm32控制代碼）的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
