5-3、S曲线生成器【51单片机+L298N步进电机系列教程】

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摘要：本节介绍步进电机S曲线生成器的计算以及使用

一.计算原理
根据上一节内容，已经计算了一条任意S曲线的函数。在步进电机S曲线加减速的控制中，需要的S曲线如图1所示，横轴为时间，纵轴为角速度，其中w0为起始角速度，w1为终止角速度

在S曲线加减速控制中，加减速的角度是已知的，根据第五节内容公式③，已经计算了角度与步数的函数关系式为下式

根据第五节内容公式⑥，已经计算了定时器初值与速度的函数关系式为下式，其中速度变量n的单位为RPM

将图1的横轴变换为步数，纵轴变换的转速（RPM）后，得到图2关系图

根据第五节内容公式⑤，S曲线的函数为下式，其中该S曲线的起点P1与终点P2坐标分别为(1，n0), (step_num，n1），带入公式后即可求得K,B值，曲线方程即计算完成。然后计算从第一步到最后一步对应的定时器C值，即可求得S曲线加减速对应的数组表，在单片机控制过程中，调用该表格数据即可。（补充说明：为简化计算此处X轴步数采用均分，实际情况应该是前疏后密，后续有空余时间再补充严格计算方法)

优点是计算过程提前计算好，不消耗单片机可怜的算力，缺点是加减速较为固定，灵活程度不足，下面给出具体的S曲线生成器

二.S曲线生成器介绍
曲线参数栏包含电机转动的角度、起始速度、终止速度、平滑度，其中最后一项是曲线的对称性，默认生成的曲线是中心对称曲线，取消勾选后，可以调整曲线左右偏移量，实现非对称加减速的效果
硬件参数栏包含硬件对应参数，参考数据栏包含该段曲线电机的转动步数及时间，并计算了电机速度的可设置范围
左侧文本框为生成的数组结果，生成后复制到单片机程序使用，中部生成对应的S曲线

三、附件
S曲线生成器百度网盘下载链接：
链接：https://pan.baidu.com/s/1Nki_p_jxiFhb65wco6l8EA
提取码：ur9g