【花雕学编程】Arduino CNC 之平滑的三轴加减速运动

最新推荐文章于 2025-06-14 15:50:06 发布
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分类专栏： 开源硬件 文章标签： 嵌入式硬件 单片机 c++ 平滑的三轴加减速运动 Arduino CNC
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Arduino是一个开放源码的电子原型平台，它可以让你用简单的硬件和软件来创建各种互动的项目。Arduino的核心是一个微控制器板，它可以通过一系列的引脚来连接各种传感器、执行器、显示器等外部设备。Arduino的编程是基于C/C++语言的，你可以使用Arduino IDE（集成开发环境）来编写、编译和上传代码到Arduino板上。Arduino还有一个丰富的库和社区，你可以利用它们来扩展Arduino的功能和学习Arduino的知识。

Arduino的特点是：
1、开放源码：Arduino的硬件和软件都是开放源码的，你可以自由地修改、复制和分享它们。
2、易用：Arduino的硬件和软件都是为初学者和非专业人士设计的，你可以轻松地上手和使用它们。
3、便宜：Arduino的硬件和软件都是非常经济的，你可以用很低的成本来实现你的想法。
4、多样：Arduino有多种型号和版本，你可以根据你的需要和喜好来选择合适的Arduino板。
5、创新：Arduino可以让你用电子的方式来表达你的创意和想象，你可以用Arduino来制作各种有趣和有用的项目，如机器人、智能家居、艺术装置等。

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Arduino CNC，全称Arduino Computerized Numerical Control（Arduino计算机数字控制），是结合了Arduino开源微控制器平台与CNC（计算机数字控制）技术的系统。这种系统广泛应用于自动化加工、3D打印、机械臂控制、机器人制作以及CNC雕刻机等领域。下面是对Arduino CNC的全面详细科学解释：

一、Arduino平台概述
1、定义：Arduino是一个开源的硬件和软件平台，它使得电子制作变得简单快捷。Arduino由一个可编程的微控制器（如ATmega328P）和相关电路板（如Arduino Uno）组成，通过简单的编程语言（Arduino IDE）和大量预制的库函数，用户可以轻松实现复杂的电子项目。
2、特点：
开源性：Arduino的硬件设计、软件（IDE）和参考设计都是开源的，允许用户自由修改和分发。
易用性：Arduino IDE基于C/C++语言，但提供了简化的编程接口，降低了学习门槛。
扩展性：通过各种扩展板和传感器，可以轻松扩展Arduino的功能。

二、CNC技术概述
1、定义：CNC（Computerized Numerical Control）即计算机数字控制，是一种通过预先编程的计算机程序来控制机床或其他自动化设备的运动轨迹、速度和加工参数的技术。CNC技术实现了加工过程的自动化和精确化。
2、工作原理：CNC系统通过读取存储在计算机中的程序指令，将其转换成控制机床运动的电信号，从而实现对机床的精确控制。这些程序指令通常包含了对机床各轴（如X、Y、Z轴）的位置、速度、加速度等的精确描述。

三、Arduino CNC系统
1、系统组成：
Arduino开发板：作为系统的主控制器，负责接收和处理CNC程序指令。
CNC扩展板：通常包括步进电机驱动器（如A4988）和相关的接口电路，用于将Arduino发出的控制信号转换为步进电机的驱动信号。
步进电机：作为执行机构，根据CNC程序指令实现精确的位置移动。
CNC软件：用于编写和编辑CNC程序，并将其传输到Arduino开发板中。
2、工作流程：
用户使用CNC软件编写加工程序，并将其保存到计算机中。
将加工程序通过串口或其他方式传输到Arduino开发板中。
Arduino开发板读取程序指令，并通过CNC扩展板将控制信号发送到步进电机驱动器。
步进电机驱动器将控制信号转换为步进电机的驱动电流，驱动步进电机按照程序指令进行精确的位置移动。
3、应用领域：
3D打印：控制3D打印机的打印头和平台运动。
机械臂控制：实现机械臂的精确抓取和移动。
CNC雕刻机：用于木材、塑料、金属等材料的精确雕刻和切割。
机器人制作：作为机器人的控制系统，实现机器人的自主移动和作业。

四、总结
Arduino CNC系统通过结合Arduino开源微控制器平台和CNC计算机数字控制技术，实现了加工过程的自动化和精确化。该系统具有开源性、易用性和扩展性等优点，广泛应用于3D打印、机械臂控制、CNC雕刻机等领域。随着技术的不断发展，Arduino CNC系统将在更多领域发挥重要作用。

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主要特点

  1. 运动平稳性
    在 Arduino CNC（计算机数字控制）系统中，平滑的三轴加减速运动能够避免电机在启动和停止时产生剧烈的冲击。传统的直接启动和停止方式可能会导致电机扭矩瞬间变化过大，引起机械结构的震动和磨损。而平滑的加减速运动通过逐渐增加或减小电机的速度，使运动过程更加平稳，减少了对机械部件的损害，延长了设备的使用寿命。
    例如，在使用 CNC 雕刻机进行精细雕刻时，平稳的运动可以保证刀具在切入和切出材料时不会因为震动而产生毛刺，提高了加工表面的质量。
  2. 速度控制精确
    可以精确地控制三轴（通常为 X、Y、Z 轴）在加减速过程中的速度变化。通过合理设置加减速曲线，能够根据不同的加工需求调整速度的变化率。比如，在进行高速加工时，可以设置较快的加速度以提高加工效率；而在接近工件表面或进行精细加工时，则设置较慢的加速度，以确保加工精度。
    利用 Arduino 的编程能力，可以实现复杂的速度控制算法，如 S 曲线加减速，使速度变化更加平滑和精确。
  3. 减少误差累积
    平滑的加减速运动有助于减少运动过程中的误差累积。在 CNC 加工中，每一次的位置误差都可能会影响最终的加工精度。通过平稳的加减速，能够更好地控制电机的步数和位置，降低因速度突变而导致的定位误差。
    特别是在进行多轴联动的复杂加工时，各轴之间的运动协调非常重要。平滑的加减速可以保证各轴之间的同步性，减少因速度不一致而产生的误差。
  4. 提高运动效率
    合理的加减速控制可以在保证运动平稳和精度的前提下，提高整体的运动效率。相比于直接启动和停止，平滑的加减速可以使电机更快地达到目标速度，减少了无效的运动时间。
    例如，在 CNC 铣床中，快速而平滑的加减速可以使刀具更快地到达加工位置，提高了单位时间内的加工量。

应用场景

  1. 精密机械加工
    在制造高精度的机械零件时，如航空航天领域的零部件、光学仪器的精密部件等，对加工精度和表面质量要求极高。平滑的三轴加减速运动能够确保刀具在加工过程中的稳定运行，减少因震动和误差累积而导致的尺寸偏差和表面粗糙度问题。
    例如，在加工发动机的精密齿轮时，平滑的运动可以保证齿轮的齿形精度和表面光洁度，提高齿轮的传动性能。
  2. 3D 打印
    3D 打印过程中，喷头的运动需要精确控制。平滑的加减速运动可以使喷头在移动过程中更加稳定，避免因速度突变而导致的材料挤出不均匀、层间结合不良等问题。
    特别是在打印复杂的三维模型时，各轴的协调运动和平滑的加减速能够保证模型的精度和质量。
  3. 激光切割与雕刻
    激光切割和雕刻设备需要精确控制激光头的运动轨迹和速度。平滑的三轴加减速运动可以使激光头在启动和停止时更加平稳，避免因速度变化过快而导致的切割边缘不整齐、雕刻深度不一致等问题。
    例如，在对木材、亚克力等材料进行激光雕刻时，平稳的运动可以使雕刻图案更加清晰、细腻。

需要注意的事项

  1. 参数设置与优化
    加减速的参数设置（如加速度、减速度、最大速度等）需要根据具体的硬件设备（如电机、驱动器、机械结构等）和加工任务进行优化。不合适的参数设置可能会导致运动不平稳、电机失步等问题。
    例如，如果加速度设置过大，电机可能无法及时响应，导致失步现象；而加速度设置过小，则会降低运动效率。
  2. 电机扭矩与负载匹配
    在进行加减速运动时，要确保电机的扭矩能够满足负载的需求。特别是在加速度较大的情况下，电机需要提供足够的扭矩来克服惯性力。如果电机扭矩不足，可能会导致电机堵转或失步，影响加工精度和设备的正常运行。
    因此，在选择电机和驱动器时，需要根据负载的大小和运动要求进行合理匹配，并在实际应用中进行测试和调整。
  3. 实时监测与反馈
    为了确保加减速运动的平滑性和准确性，需要对电机的运行状态进行实时监测。可以通过编码器等传感器获取电机的位置和速度信息，并将其反馈给 Arduino 控制系统。
    如果发现运动过程中出现异常情况（如失步、速度偏差等），控制系统可以及时进行调整，保证运动的稳定性。
  4. 软件与硬件兼容性
    确保 Arduino 所使用的控制软件与硬件设备（如电机驱动器、传感器等）之间具有良好的兼容性。不同的硬件设备可能需要不同的控制信号和通信协议，需要进行相应的编程和配置。
    同时，要注意软件的稳定性和可靠性，避免因软件故障而导致的运动异常。

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1、三轴基本运动

#include <AccelStepper.h>

// 定义步进电机引脚
#define stepPinX 2
#define dirPinX 5
#define stepPinY 3
#define dirPinY 6
#define stepPinZ 4
#define dirPinZ 7

// 创建步进电机对象
AccelStepper stepperX(1, stepPinX, dirPinX);
AccelStepper stepperY(1, stepPinY, dirPinY);
AccelStepper stepperZ(1, stepPinZ, dirPinZ);

void setup() {
    Serial.begin(115200);
    
    // 设置速度和加速度
    stepperX.setMaxSpeed(500);
    stepperX.setAcceleration(100);
    
    stepperY.setMaxSpeed(500);
    stepperY.setAcceleration(100);
    
    stepperZ.setMaxSpeed(500);
    stepperZ.setAcceleration(100);
}

void loop() {
    // 让 X 轴移动
    stepperX.moveTo(1000); // 向前移动1000步
    stepperY.moveTo(0); // Y 轴保持在0
    stepperZ.moveTo(0); // Z 轴保持在0

    while (stepperX.distanceToGo() != 0 || stepperY.distanceToGo() != 0 || stepperZ.distanceToGo() != 0) {
        stepperX.run();
        stepperY.run();
        stepperZ.run();
    }

    delay(1000); // 暂停1秒

    // 让 Y 轴移动
    stepperX.moveTo(0); // X 轴回到0
    stepperY.moveTo(1000); // 向前移动1000步
    stepperZ.moveTo(0); // Z 轴保持在0

    while (stepperX.distanceToGo() != 0 || stepperY.distanceToGo() != 0 || stepperZ.distanceToGo() != 0) {
        stepperX.run();
        stepperY.run();
        stepperZ.run();
    }

    delay(1000); // 暂停1秒

    // 让 Z 轴移动
    stepperX.moveTo(0); // X 轴保持在0
    stepperY.moveTo(0); // Y 轴保持在0
    stepperZ.moveTo(1000); // 向前移动1000步

    while (stepperX.distanceToGo() != 0 || stepperY.distanceToGo() != 0 || stepperZ.distanceToGo() != 0) {
        stepperX.run();
        stepperY.run();
        stepperZ.run();
    }

    delay(1000); // 暂停1秒
}

2、三轴顺序运动

#include <AccelStepper.h>

// 定义步进电机引脚
#define stepPinX 2
#define dirPinX 5
#define stepPinY 3
#define dirPinY 6
#define stepPinZ 4
#define dirPinZ 7

// 创建步进电机对象
AccelStepper stepperX(1, stepPinX, dirPinX);
AccelStepper stepperY(1, stepPinY, dirPinY);
AccelStepper stepperZ(1, stepPinZ, dirPinZ);

void setup() {
    Serial.begin(115200);

    // 设置速度和加速度
    stepperX.setMaxSpeed(300);
    stepperX.setAcceleration(150);
    
    stepperY.setMaxSpeed(300);
    stepperY.setAcceleration(150);
    
    stepperZ.setMaxSpeed(300);
    stepperZ.setAcceleration(150);
}

void loop() {
    // 顺序移动三轴
    moveAxes(1000, 1000, 1000); // 向(1000, 1000, 1000)移动
    delay(1000); // 暂停1秒
    moveAxes(0, 0, 0); // 返回原点
    delay(1000); // 暂停1秒
}

void moveAxes(int x, int y, int z) {
    stepperX.moveTo(x);
    stepperY.moveTo(y);
    stepperZ.moveTo(z);

    while (stepperX.distanceToGo() != 0 || stepperY.distanceToGo() != 0 || stepperZ.distanceToGo() != 0) {
        stepperX.run();
        stepperY.run();
        stepperZ.run();
    }
}

3、三轴同步运动

#include <AccelStepper.h>

// 定义步进电机引脚
#define stepPinX 2
#define dirPinX 5
#define stepPinY 3
#define dirPinY 6
#define stepPinZ 4
#define dirPinZ 7

// 创建步进电机对象
AccelStepper stepperX(1, stepPinX, dirPinX);
AccelStepper stepperY(1, stepPinY, dirPinY);
AccelStepper stepperZ(1, stepPinZ, dirPinZ);

void setup() {
    Serial.begin(115200);

    // 设置速度和加速度
    stepperX.setMaxSpeed(400);
    stepperX.setAcceleration(200);
    
    stepperY.setMaxSpeed(400);
    stepperY.setAcceleration(200);
    
    stepperZ.setMaxSpeed(400);
    stepperZ.setAcceleration(200);
}

void loop() {
    // 同步移动三轴
    stepperX.moveTo(1000); // 向前移动1000步
    stepperY.moveTo(1000); // 同时向前移动1000步
    stepperZ.moveTo(1000); // 同时向前移动1000步

    while (stepperX.distanceToGo() != 0 || stepperY.distanceToGo() != 0 || stepperZ.distanceToGo() != 0) {
        stepperX.run();
        stepperY.run();
        stepperZ.run();
    }

    delay(1000); // 暂停1秒

    // 返回原点
    stepperX.moveTo(0);
    stepperY.moveTo(0);
    stepperZ.moveTo(0);

    while (stepperX.distanceToGo() != 0 || stepperY.distanceToGo() != 0 || stepperZ.distanceToGo() != 0) {
        stepperX.run();
        stepperY.run();
        stepperZ.run();
    }

    delay(1000); // 暂停1秒
}

要点解读
三轴运动控制：
所有示例展示了如何控制三轴步进电机的运动，包括 X、Y 和 Z 轴。通过设置每个电机的最大速度和加速度，实现平滑的运动。
加减速特性：
使用 setMaxSpeed() 和 setAcceleration() 方法设置每个电机的速度和加速度。这使得电机在启动和停止时能够平滑过渡，避免了突然的冲击，减少了机械磨损。
同步与顺序控制：
示例 2 和 3 展示了顺序和同步运动的实现。在顺序运动中，电机一个接一个地移动，而在同步运动中，所有电机同时移动到目标位置。根据需求选择合适的运动模式。
运动到目标位置：
使用 moveTo() 方法设置目标位置，并在循环中通过 run() 方法使电机逐步到达目标。distanceToGo() 方法用于检查电机是否到达目标位置。
延时与反馈：
每次运动完成后，代码通过 delay() 暂停一段时间，便于观察。可以通过串口输出当前状态，提供实时反馈，方便调试与监控。

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4、基础三轴加减速控制

#include <AccelStepper.h>

// 定义步进电机引脚
const int stepPinX = 3;
const int dirPinX = 4;
const int stepPinY = 5;
const int dirPinY = 6;
const int stepPinZ = 7;
const int dirPinZ = 8;

// 创建步进电机对象
AccelStepper stepperX(AccelStepper::DRIVER, stepPinX, dirPinX);
AccelStepper stepperY(AccelStepper::DRIVER, stepPinY, dirPinY);
AccelStepper stepperZ(AccelStepper::DRIVER, stepPinZ, dirPinZ);

void setup() {
    stepperX.setMaxSpeed(1000); // 设置最大速度
    stepperY.setMaxSpeed(1000);
    stepperZ.setMaxSpeed(1000);

    stepperX.setAcceleration(500); // 设置加速度
    stepperY.setAcceleration(500);
    stepperZ.setAcceleration(500);
}

void loop() {
    // 向指定位置移动
    stepperX.moveTo(1000); // X轴移动1000步
    stepperY.moveTo(500);  // Y轴移动500步
    stepperZ.moveTo(250);  // Z轴移动250步

    // 逐步运行，直到到达目标位置
    while (stepperX.distanceToGo() != 0 || stepperY.distanceToGo() != 0 || stepperZ.distanceToGo() != 0) {
        stepperX.run();
        stepperY.run();
        stepperZ.run();
    }

    delay(1000); // 等待1秒

    // 反向移动
    stepperX.moveTo(-1000);
    stepperY.moveTo(-500);
    stepperZ.moveTo(-250);

    while (stepperX.distanceToGo() != 0 || stepperY.distanceToGo() != 0 || stepperZ.distanceToGo() != 0) {
        stepperX.run();
        stepperY.run();
        stepperZ.run();
    }
    
    delay(1000); // 等待1秒
}

要点解读：
三轴控制：通过创建三个AccelStepper对象控制三个步进电机，分别对应X、Y、Z轴。
加减速管理：使用setMaxSpeed()和setAcceleration()方法设置每个电机的最大速度和加速度，确保运动平滑。
目标位置移动：使用moveTo()方法设定目标位置，并通过run()方法逐步运行电机，保证运动的连续性。
反向运动：在到达目标后，设置反向运动，展示如何实现双向运动。
延时控制：在运动完成后使用delay()函数等待，便于观察运动效果。

5、动态调整速度与加速度

#include <AccelStepper.h>

const int stepPinX = 3;
const int dirPinX = 4;
const int stepPinY = 5;
const int dirPinY = 6;
const int stepPinZ = 7;
const int dirPinZ = 8;

AccelStepper stepperX(AccelStepper::DRIVER, stepPinX, dirPinX);
AccelStepper stepperY(AccelStepper::DRIVER, stepPinY, dirPinY);
AccelStepper stepperZ(AccelStepper::DRIVER, stepPinZ, dirPinZ);

void setup() {
    stepperX.setMaxSpeed(800);
    stepperY.setMaxSpeed(800);
    stepperZ.setMaxSpeed(800);

    stepperX.setAcceleration(400);
    stepperY.setAcceleration(400);
    stepperZ.setAcceleration(400);
}

void loop() {
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        // 循环移动到不同位置
        stepperX.moveTo(1000 + i * 200); // 每次移动增加200步
        stepperY.moveTo(500 + i * 100);
        stepperZ.moveTo(250 + i * 50);

        while (stepperX.distanceToGo() != 0 || stepperY.distanceToGo() != 0 || stepperZ.distanceToGo() != 0) {
            stepperX.run();
            stepperY.run();
            stepperZ.run();
        }

        // 动态调整速度
        stepperX.setMaxSpeed(800 - i * 100); // 每次降低最大速度
        stepperY.setMaxSpeed(800 - i * 100);
        stepperZ.setMaxSpeed(800 - i * 100);

        delay(1000); // 等待1秒
    }
}

要点解读：
动态调整：在每次运动后动态调整电机的最大速度，展示如何适应不同的运动需求。
循环运动：通过for循环多次移动到不同位置，增加代码的灵活性和可扩展性。
逐步平滑运动：在每个目标位置之间保持平滑运动，确保操作的精确性。
减速控制：通过逐步降低最大速度，展示如何在运动过程中控制电机的加减速特性。
简单逻辑：代码结构清晰，适合初学者理解动态调整速度和加速度的实现。

6、用户输入控制的三轴运动

#include <AccelStepper.h>

const int stepPinX = 3;
const int dirPinX = 4;
const int stepPinY = 5;
const int dirPinY = 6;
const int stepPinZ = 7;
const int dirPinZ = 8;

AccelStepper stepperX(AccelStepper::DRIVER, stepPinX, dirPinX);
AccelStepper stepperY(AccelStepper::DRIVER, stepPinY, dirPinY);
AccelStepper stepperZ(AccelStepper::DRIVER, stepPinZ, dirPinZ);

void setup() {
    Serial.begin(115200);
    stepperX.setMaxSpeed(1000);
    stepperY.setMaxSpeed(1000);
    stepperZ.setMaxSpeed(1000);

    stepperX.setAcceleration(500);
    stepperY.setAcceleration(500);
    stepperZ.setAcceleration(500);
}

void loop() {
    if (Serial.available() > 0) {
        String command = Serial.readStringUntil('\n'); // 读取用户输入的命令
        if (command.startsWith("X")) {
            int position = command.substring(1).toInt(); // 获取目标位置
            stepperX.moveTo(position); // 设置目标位置
        } else if (command.startsWith("Y")) {
            int position = command.substring(1).toInt();
            stepperY.moveTo(position);
        } else if (command.startsWith("Z")) {
            int position = command.substring(1).toInt();
            stepperZ.moveTo(position);
        }

        // 运行电机到达目标位置
        while (stepperX.distanceToGo() != 0 || stepperY.distanceToGo() != 0 || stepperZ.distanceToGo() != 0) {
            stepperX.run();
            stepperY.run();
            stepperZ.run();
        }
    }
}

要点解读：
用户输入控制：通过串口输入控制三轴运动，提供灵活的用户交互接口。
命令解析：使用String处理用户输入的命令，支持不同轴的独立控制。
动态目标设置：用户可以根据需要动态设置目标位置，增加操作的灵活性。
平滑运动：确保在设置目标后，电机平滑地运行到目标位置。
易于扩展：代码结构清晰，适合添加更多功能或控制更多轴的扩展。

总结
以上示例展示了如何使用Arduino实现平滑的三轴加减速运动。关键要点包括：
步进电机控制：使用AccelStepper库简化步进电机的控制，支持加减速功能。
动态调整：通过设置最大速度和加速度，使运动过程更加平滑和精确。
用户交互：通过串口输入实现用户对运动的控制，增加灵活性。
清晰的逻辑结构：代码结构简单明了，适合初学者理解三轴运动控制的基本实现。

注意，以上案例只是为了拓展思路，仅供参考。它们可能有错误、不适用或者无法编译。您的硬件平台、使用场景和Arduino版本可能影响使用方法的选择。实际编程时，您要根据自己的硬件配置、使用场景和具体需求进行调整，并多次实际测试。您还要正确连接硬件，了解所用传感器和设备的规范和特性。涉及硬件操作的代码，您要在使用前确认引脚和电平等参数的正确性和安全性。

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Arduino由一个可编程的微控制器（如ATmega328P）和相关电路板（如Arduino Uno）组成，通过简单的编程语言（Arduino IDE）和大量预制的库函数，用户可以轻松实现复杂的电子项目。高精度定位：Arduino CNC 的三轴运动系统通常搭配高精度的步进电机或伺服电机，通过精确的脉冲控制，可以实现微米级别的定位精度。同时，要注意电机的散热和过载保护，避免电机损坏。系统响应与处理能力：随机目标的生成可能会导致系统的运动轨迹和任务变得复杂，对系统的响应和处理能力提出了更高的要求。
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雕爷学编程
01-06 841
例如，在雕刻复杂的装饰花纹时，从直线部分转换到圆弧部分雕刻时，通过合理的减速控制，刀具可以平滑地改变运动方向和速度，保证雕刻线条的连贯性和质量。而过快的减速可能会超出电机的扭矩能力，导致电机失步或过载，影响设备的正常运行。例如，在一个复杂的加工路径中，设备可以先加速运动，然后以一定速度匀速加工，最后在接近终点时按照预设的减速策略减速，实现高效且精确的加工过程。各个轴之间的减速过程可以协同进行，确保在复杂的多轴联动运动中，如五轴加工中心加工复杂曲面时，每个轴都能按照合理的速度关系减速，保持运动的协调性。
【花雕学编程】Arduino CNC 之带加速度控制的三轴运动
雕爷学编程
12-28 1001
通过精确的电机驱动和位置反馈机制，Arduino CNC 系统可以将工具（如刀具、打印头）定位到三维空间中的任意一点，并且可以控制其在每个轴向上的运动轨迹，误差范围通常可以控制在微米级别，这对于高精度的加工或制造任务至关重要。例如，在木雕中，通过精确的三轴运动控制雕刻刀具，结合加速度控制，可以雕刻出具有细腻纹理和复杂形状的木雕作品，如人物雕像、花卉图案等。在模具的三维曲面加工中，通过合理的加速度控制，使刀具沿着复杂的曲面轮廓运动，制造出高质量的模具，确保注塑或压铸出的产品形状准确、表面光滑。
【花雕学编程】Arduino CNC 之多轴运动与加减速控制
雕爷学编程
12-24 864
例如，在加工复杂的机械零件或雕刻三维艺术品时，X、Y 轴控制平面位置，Z 轴控制深度，各轴之间紧密配合，实现复杂的空间轨迹，如螺旋线、曲面等加工路径。例如，在木雕中，可以通过控制刀具在 X、Y、Z 轴方向的运动，雕刻出具有层次感和立体感的花卉、人物等图案。通过精确的轴定位和协同运动，以及合适的加减速控制，能够在加工过程中确保零件的尺寸精度、形状精度和表面质量，满足航空航天领域的严格标准。合理的加减速控制可以确保在加工模具的薄壁部分和复杂的支撑结构时，刀具的运动平稳，减少模具的变形和损坏。
【花雕学编程】Arduino CNC 之循环运动绘制正方形
雕爷学编程
01-06 859
Arduino由一个可编程的微控制器（如ATmega328P）和相关电路板（如Arduino Uno）组成，通过简单的编程语言（Arduino IDE）和大量预制的库函数，用户可以轻松实现复杂的电子项目。例如，边长参数不能超出设备的运动范围，速度和加速度参数要在设备允许的范围内，否则可能会导致设备无法正常工作，甚至损坏设备。例如，在数控加工设备中，这种精确的循环运动可以确保绘制出的每个正方形的尺寸误差控制在极小范围内，满足高精度加工的要求。循环运动绘制正方形的指令可以和其他指令相结合，实现更复杂的功能。
【花雕学编程】Arduino CNC 之循环运动（矩形路径）
雕爷学编程
01-23 813
不同的材料和加工工艺需要不同类型的刀具，刀具的尺寸、形状和切削参数等都会影响加工效果。切割加工：在木材、塑料、金属等材料的切割加工中，若需要切割出大量相同尺寸的矩形工件，Arduino CNC 的矩形循环运动可以按照设定的矩形路径快速、精确地进行切割，提高切割效率和精度，保证切割质量的一致性。喷涂作业：在一些需要进行矩形区域喷涂的工作中，如在建筑墙面、家具表面等进行矩形图案或区域的喷涂，Arduino CNC 可以控制喷枪按照矩形循环路径进行移动，实现均匀、整齐的喷涂效果，提高喷涂的效率和质量。
【花雕学编程】Arduino CNC 之机器人控制
雕爷学编程
07-27 763
Arduino还有一个丰富的库和社区，你可以利用它们来扩展Arduino的功能和学习Arduino的知识。Arduino由一个可编程的微控制器（如ATmega328P）和相关电路板（如Arduino Uno）组成，通过简单的编程语言（Arduino IDE）和大量预制的库函数，用户可以轻松实现复杂的电子项目。CNC技术实现了加工过程的自动化和精确化。5、创新：Arduino可以让你用电子的方式来表达你的创意和想象，你可以用Arduino来制作各种有趣和有用的项目，如机器人、智能家居、艺术装置等。
【花雕学编程】Arduino FOC 之带有加速度控制的闭链五杆腿结构运动学
雕爷学编程
10-03 1231
在Arduino平台上实现FOC可以提供平滑的运行和高度的扭矩、速度和位置控制，它通过精确控制电机的电流和电压来实现高效率、高精度和低噪声的操作。通过精确的运动学模型和实时的加速度控制，可以实现高效、稳定的运动控制。5、创新：Arduino可以让你用电子的方式来表达你的创意和想象，你可以用Arduino来制作各种有趣和有用的项目，如机器人、智能家居、艺术装置等。1、高性能电机控制：FOC是一种高级的电机控制算法，可以精准控制PMSM(永磁同步电机)和BLDC(无刷直流)电机，实现平滑的转速和扭矩输出。
【嵌入式硬件实例】-555定时器实现烟雾和易燃气体泄露检测
最新发布
视觉与物联智能
06-14 1059
在本文中，我们将使用555定时器和MQ-2气体传感器构建一个气体泄漏检测和报警系统。它在煤气泄漏期间用作家庭安全警报器。每当传感器检测到气体时，LED和蜂鸣器就会变高，指示视听报警。
电机专用32位MCU PY32MD310，QFN32封装，内置多功能栅极驱动器
2403_86663987的博客
06-11 488
是PY32 系列 MCU 中专为直流无刷电机驱动设计，集成了丰富的电机控制外设和模拟前端，内置多功能三相 PN 型半桥式栅极驱动器，适用于三相/单相 BLDC/PMSM 的驱动控制，常见应用场景列举如下：风机、吊扇、落地扇、水泵、电动工具、航模等。内部高速 RC 振荡器（HSI）、内部低速 RC 振荡器（LSI）、支持外部高速晶振（HSE）和外部低速晶振（LSE）。直接用于驱动三相电桥的 6 个功率管（MOSFET/IGBT），是 BLDC/PMSM 矢量控制（FOC）的基础。最多 6 个外部通道。
东芝TB6560AHQ 驱动一个两相双极性步进电机。它通过PWM控制以恒定电流驱动
2502_92218111的博客
06-12 427
TB6560AHQ驱动一个两相双极性步进电机。它通过PWM控制以恒定电流驱动。TB6560AHQ可用于需要2相、1-2相、2W1-2相和4W1-2相激励模式的应用。它能够仅使用时钟信号来正向和反向驱动一个两相双极性步进电机。
单片机电路设计
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06-14 220
1.4 电磁原理讲解 一、电生磁：电流的磁效应二、磁生电：电磁感应现象三、电磁场的统一性：麦克斯韦电磁理论 19世纪，麦克斯韦提出电磁场理论，将电与磁统一为“电磁场”，其核心观点包括：四、电与磁的相互作用：洛伦兹力与安培力洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力安培力：磁场对电流的作用力五、电与磁的应用实例总结：电与磁的关系本质 电与磁并非孤立存在，而是同一物理现象的不同表现：电荷的运动产生磁场，磁场的变化产生电场，二者通过电磁场相互关联，并以电磁波的形式传播能量。这一原理不仅奠定了经典电磁学的基础，也推动了现代电
APM32芯得 EP.10 | 基于APM32F411控制的一个软开关电路设计分享
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06-10 1345
本文介绍了一种用于电子产品的软开关电路设计，通过按键控制系统的供电开启与关断。该电路采用APM32F411 MCU控制电源芯片的使能引脚，实现长按开机、按键松开保持供电、长按关机的功能。硬件部分通过PMOS和NMOS管组合，实现系统断电时按键触发供电、系统运行后MCU锁定电源的状态切换。软件部分提供GPIO控制和按键检测代码示例，支持检测长按动作执行关机操作。该设计已通过实物测试验证，适用于穿戴设备等需要软开关控制的电子产品。
STM32的相关概念
weixin_41800760的博客
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模拟量转为数字量温度，压力等传感器。
8088单板机8259中断的软件触发测试
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06-14 208
摘要：本文介绍了8086/8088系统中基于8259 PIC和16550 UART设计的中断处理程序。程序通过硬件中断（IRQ1）和软件中断（INT 21H）两种方式触发中断，实现了UART数据接收、LED闪烁控制及中断计数功能。系统初始化配置了UART波特率、中断向量和8259控制器，采用环形缓冲区管理接收数据。主程序循环处理LED状态更新、中断计数器报告及数据回显，展示了硬件中断与软件中断的协同工作方式。程序还包含完善的初始化、中断服务、数据缓冲和状态报告等功能模块。（150字）
lvgl arduino 花雕
02-17
### 关于在Arduino上使用LVGL库的示例教程 #### 示例代码解析 为了帮助理解如何在Arduino平台上利用LVGL库构建图形用户界面，下面提供了一个简单的`HelloWorld`实例。此例子展示了基本的初始化过程以及创建一个按钮的方法。 ```cpp #include "lvgl/lvgl.h" #include "lv_arduino.h" void setup() { Serial.begin(9600); // 初始化TFT屏幕和触摸屏 tft.init(); ts.begin(); // 初始化LVGL库 lv_init(); lv_disp_drv_t disp_drv; lv_disp_drv_init(&disp_drv); /*Basic display driver initialization*/ disp_drv.flush_cb = my_disp_flush; // 设置刷新回调函数 lv_disp_drv_register(&disp_drv); // 创建一个按钮并设置其属性 lv_obj_t * btn1 = lv_btn_create(lv_scr_act()); lv_obj_set_pos(btn1, 10, 10); /*Set its position*/ lv_obj_set_size(btn1, 120, 50); /*Set its size*/ // 给按钮添加标签 lv_obj_t * label = lv_label_create(btn1); lv_label_set_text(label, "Button"); } void loop() { lv_task_handler(); /*Let the GUI do its work*/ delay(5); /*Sleep a bit not to waste resources*/ } ``` 这段代码首先包含了必要的头文件，并定义了`setup()`函数来完成硬件初始化工作[^2]。接着，在屏幕上创建了一个按钮对象，并通过调用`lv_btn_create()`方法将其放置到当前活动窗口中；之后调整位置大小并通过`lv_label_create()`给该按钮附加文字说明。最后，在主循环里不断更新GUI状态以响应事件处理程序。 #### 主要组件解释 - **lvgl/** 文件夹下存放着核心图形引擎及相关模块； - **examples/** 中有多个子目录分别对应不同类型的案例研究，比如最基础的`HelloWorld`入门级应用； - **libraries/** 收录了第三方依赖项和其他支持包； - **tools/** 提供了一些实用工具，例如图像转换器等辅助开发的小应用程序[^5]。
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