Универсальный блок управления шаговым двигателем. Нужна помощь в написании программы для мотора.

Всем привет. Потихоньку пилю дальше свой блок управления шаговым мотором. Механическая часть оказалась самой простой и уже закончена на 90%. На 1-й фото видно как все подключено. В блоке 2 Ардуинки (Nano и Mini Pro), Nano показывает меню и график силы тока на дисплее, а Mini Pro должна управлять мотор шилдом (EasyDriver) и караулить 2 конечных выключателя. В зависимости от программы, при нажатии одного такого конечника должно происходить либо остановка мотора либо смена направления вращения на противоположную. Но на этом этапе осознал что написать программу намного сложнее чем я раньше думал.

Если с первой Ардуинкой (Nano) все более менее ясно, меню показывает, кнопки считывает нормально, параметры мотора можно менять, показ графика силы тока прикручен. То 2-я Ардуинка не готова совершенно не могу придумать как синхронизировать параметры мотора на обоих платах. Как сделать чтобы ардуинка (номер 2, Mini Pro) и мотор крутила без остановки и следила за кнопками, при увеличении значений крутим быстрее, при уменьшении медленнее. 2 концевика хочу повесить на прерывания на Mini как раз 2 пина для этого есть. Уважаемы гуру программирования подскажите в какую сторону искать. Или существуют более простые пути реализации такого функционала?

Скетч для первой Ардуинки ниже.

 

Что-то форум ругается "Пожалуйста, введите сообщение, размером не более чем 10000 символов.". Попробую код на 2-3 части разбить...

Код (Text):

#include <SPI.h>
#include <AccelStepper.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_ST7735.h>

/* Rotes Display 1,8" Fast Speed SPI:
CS          -> 10
A0    (DC) -> 9
RESET (RST) -> 8
SDA        -> 11
SCK  (CLK) -> 13  */

#define cs  10
#define dc  9
#define rst 8

AccelStepper stepper (1, 5, 4); // Defaults to AccelStepper::FULL4WIRE (5 pins) on 4, 5, 6, 7, 12

int MS_1 = 6;
int MS_2 = 7;


//#define Neutral 0
#define Mode 1
#define Up 2
#define Down 3

int stepsMotor = 200;                // Steps pro Umdrehung
int divider = 8;                    //  Teiler für Mikrosteps
int acceleration = 1000;
int motorSpeed = 100;                //  steps pro sek
int motorSpeedRPM = ((stepsMotor*motorSpeed*divider)/60);  // Umdrehungen pro Minute
int motorRevolution = 10;            //  Umdrehungen
int moveDirection = 1;              //  Richtung
int stepsMode = 1;                  //  Microsteps Mode
boolean motorGo = false;

int pos = 36000;


int buttonValue = 0;
int selected = 0;
int lastButtonState = 0;
long lastDebounceTime = 0; long debounceDelay = 110;


int menuState = 0;
int xPos = 10;

Adafruit_ST7735 tft = Adafruit_ST7735(cs, dc, rst);


void setup()
{
  attachInterrupt(0, endSwitch1Arrive, RISING);
  attachInterrupt(1, endSwitch2Arrive, RISING);
  tft.initR(INITR_BLACKTAB);
  tft.setRotation(3);
  menuStart();
  Serial.begin(9600);
  delay(20);
}



void loop()
{
  menuSelect();
  checkButton();
  tftUpDate();
  delay(20);
}



//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

 

Код (Text):

//////////////////////////////////////////////////////////

void menuStart(){
  tft.fillScreen(ST7735_BLACK);
  tft.setTextColor(ST7735_GREEN);
  tft.setTextSize(1);
  tft.setCursor(0, 4);
  tft.println(" Display mode");
  tft.setCursor(0, 15);
  tft.println(" Steps per rev");
  tft.setCursor(0, 26);
  tft.println(" Speed rpm");
  tft.setCursor(0, 37);
  tft.println(" Revolutions");
  tft.setCursor(0, 48);
  tft.println(" Steps mode");  
  tft.fillRoundRect(15, 60, 76, 14, 4, ST7735_RED);
  tft.setCursor(23, 63);
  tft.setTextSize(1);
  tft.setTextColor(ST7735_WHITE);
  tft.println("START/STOP");
  tft.fillRoundRect(85, 3, 30, 10, 3, ST7735_GREEN);
  tft.fillRoundRect(85, 14, 30, 10, 3, ST7735_GREEN);
  tft.fillRoundRect(85, 25, 30, 10, 3, ST7735_GREEN);
  tft.fillRoundRect(85, 36, 30, 10, 3, ST7735_GREEN);
  tft.fillRoundRect(85, 47, 30, 10, 3, ST7735_GREEN);
  tft.setCursor(89, 48);
  tft.setTextColor(ST7735_BLACK, ST7735_GREEN);
  tft.print("full");
 
  tft.fillRoundRect(122, 5, 35, 70, 4, ST7735_WHITE);
  tft.fillRoundRect(123, 7, 33, 66, 3, ST7735_RED);
  tft.drawRoundRect(124, 10, 31, 60, 3, ST7735_WHITE);
  tft.drawTriangle(139, 12 , 135, 20, 143, 20, ST7735_WHITE);
  tft.drawTriangle(139, 67 , 135, 59, 143, 59, ST7735_WHITE);
  tft.setCursor(130, 34);
  tft.setTextSize(1);
  tft.setTextColor(ST7735_WHITE);
  tft.println("to");
  tft.setCursor(128, 40);
  tft.print("move");
 
  axis_xy(14, 117, 60);
// switchLeft();
// switchRight();
}



void axis_xy(uint16_t x0, uint16_t y0, uint16_t lenght) {
  tft.drawFastHLine(x0, y0, lenght, ST7735_GREEN);
  tft.fillTriangle(x0+lenght+7, y0, x0+lenght, y0+2, x0+lenght, y0-2, ST7735_GREEN);
  tft.drawFastVLine(x0+20, y0-2, 5, ST7735_GREEN);
  tft.drawFastVLine(x0+40, y0-2, 5, ST7735_GREEN);
  tft.drawFastVLine(x0+60, y0-2, 5, ST7735_GREEN);

  tft.drawFastVLine(x0, y0-40, 40, ST7735_GREEN);
  tft.drawFastHLine(x0-2, y0+25, 5, ST7735_GREEN);
  tft.drawFastHLine(x0-2, y0-20, 5, ST7735_GREEN);
 
  tft.fillCircle(x0, y0, 2, ST7735_GREEN);
  tft.fillTriangle(x0, y0-45, x0+2, y0-40, x0-2, y0-40, ST7735_GREEN);
 
  tft.setCursor(x0-12, y0-42);
  tft.setTextColor(ST7735_GREEN);
  tft.setTextSize(1);
  tft.println("10 dA");
  tft.setCursor(x0-10, y0-22);
  tft.println("5");
  tft.setCursor(x0-8, y0+4);
  tft.println("0  5  10  15 min");  }



void tftUpDate(){
  tft.setCursor(91, 4);
  tft.setTextSize(1);
  tft.setTextColor(ST7735_BLACK, ST7735_GREEN);
  tft.print("S.M.");
  tft.setCursor(91, 15);
  tft.setTextColor(ST7735_BLACK, ST7735_GREEN);
  tft.print(stepsMotor);
  tft.setCursor(91, 26);
  tft.setTextColor(ST7735_BLACK, ST7735_GREEN);
  tft.print(motorSpeed);
  tft.setCursor(91, 37);
  tft.setTextColor(ST7735_BLACK, ST7735_GREEN);
  tft.print(motorRevolution);
 
  if( (millis() % 20) == 0){
  int drawGraph = (motorSpeed/2);
  Serial.println(drawGraph);
  if(xPos >= 160 ){
    xPos = 10;
    tft.fillRect(10, 55, 150, 55, ST7735_BLACK);
  } else {
  xPos++;
  //tft.drawFastVLine(xPos, 125-drawGraph, drawGraph, ST7735_YELLOW);
  tft.drawPixel(xPos, 125-drawGraph, ST7735_RED);
 
  // oneDirection();
  }
}
}






int checkButton(){
  int buttonState = analogRead(0);
  if(500<buttonState && buttonState <701) {
      menuState ++;
      Serial.print("menuState Änderung");
      Serial.println(menuState);
      return Mode;}
  if(350<buttonState && buttonState <501) {
      Serial.print("Up");
      return Up;}
  if(120<buttonState && buttonState <351) {
      Serial.print("Down");
      return Down;}
                                    // Logik für's Debouncen (=Entprellen):
  if(selected != lastButtonState) {
    lastDebounceTime = millis();
    lastButtonState = selected;
  }
  if ((millis() - lastDebounceTime) > debounceDelay) {
    if(selected == lastButtonState) {
      lastDebounceTime = millis();
      return selected;
    }
  }
}

 

 

Код (Text):

void menuSelect(){
  switch (menuState){
 
    case 0:
      delay(20);
      tft.drawRoundRect(121, 4, 37, 72, 4, ST7735_BLACK);
      tft.drawRoundRect(120, 3, 39, 74, 5, ST7735_BLACK);
      tft.drawRoundRect(0, 2, 121, 12, 4, ST7735_CYAN);
      tft.drawRoundRect(1, 3, 119, 10, 3, ST7735_CYAN);
      Serial.println( "Case 0 ");
        switch (checkButton()){
          case Up:
         
            break;
       
          case Down:
         
            break;
         
          case Mode:
            menuState--; }
      break;
   
    case 1:
      delay(20);
      tft.drawRoundRect(0, 2, 121, 12, 4, ST7735_BLACK);
      tft.drawRoundRect(1, 3, 119, 10, 3, ST7735_BLACK);  
      tft.drawRoundRect(0, 13, 121, 12, 4, ST7735_CYAN);
      tft.drawRoundRect(1, 14, 119, 10, 3, ST7735_CYAN);
      Serial.println( "Case 1 ");
        switch (checkButton()){
          case Up:
            stepsMotor++;
            break;
       
          case Down:
            stepsMotor--;
            break;
         
          case Mode:
            menuState--; }
        break;
     
    case 2:
      delay(20);
      tft.drawRoundRect(0, 13, 121, 12, 4, ST7735_BLACK);
      tft.drawRoundRect(1, 14, 119, 10, 3, ST7735_BLACK);
      tft.drawRoundRect(0, 24, 121, 12, 4, ST7735_CYAN);
      tft.drawRoundRect(1, 25, 119, 10, 3, ST7735_CYAN);
      Serial.println( "Case 2 ");
        switch (checkButton()){
          case Up:
            motorSpeed++;
            break;
       
          case Down:
            motorSpeed--;
            break;
         
          case Mode:
            menuState--; }
      break;
    case 3:
      delay(20);
      tft.drawRoundRect(0, 24, 121, 12, 4, ST7735_BLACK);
      tft.drawRoundRect(1, 25, 119, 10, 3, ST7735_BLACK);
      tft.drawRoundRect(0, 35, 121, 12, 4, ST7735_CYAN);
      tft.drawRoundRect(1, 36, 119, 10, 3, ST7735_CYAN);
      Serial.println( "Case 3 ");
        switch (checkButton()){
          case Up:
            motorRevolution++;
            break;
       
          case Down:
            motorRevolution--;
            break;
         
          case Mode:
            menuState--; }
      break;
 
 
    case 4:
      delay(20);
      tft.drawRoundRect(0, 35, 121, 12, 4, ST7735_BLACK);
      tft.drawRoundRect(1, 36, 119, 10, 3, ST7735_BLACK);
      tft.drawRoundRect(0, 46, 121, 12, 4, ST7735_CYAN);
      tft.drawRoundRect(1, 47, 119, 10, 3, ST7735_CYAN);
      Serial.println( "Case 4 ");
        switch (checkButton()){
          case Up:
            delay(50);
            stepsMode++;
            if(stepsMode > 4) stepsMode = 1;          
            break;
       
          case Down:
            delay(50);
            stepsMode--;
            if(stepsMode < 1) stepsMode = 4;
            break;
         
          case Mode:
            menuState--; }
         
         
        switch(stepsMode){
          case 1:
            Serial.println( "StepsMode 1");        // Aktivieren Voll-Schritt  (MS1=0, MS2=0)
              for (int i=0; i <=1; i++){
                tft.fillRoundRect(85, 47, 30, 10, 3, ST7735_GREEN);
            tft.setTextSize(1);
            tft.setCursor(89, 48);
            tft.setTextColor(ST7735_BLACK, ST7735_GREEN);
            tft.print("full"); }
            digitalWrite(MS_1, LOW);
            digitalWrite(MS_2, LOW);
            break;
         
          case 2:
            Serial.println( "StepsMode 2");      // Aktivieren Halb-Schritt  (MS1=1, MS2=0)
              for (int i=0; i <=1; i++){
                tft.fillRoundRect(85, 47, 30, 10, 3, ST7735_GREEN);
            tft.setTextSize(1);
            tft.setCursor(89, 48);
            tft.setTextColor(ST7735_BLACK, ST7735_GREEN);
            tft.print("1/2 "); }
            digitalWrite(MS_1, HIGH);
            digitalWrite(MS_2, LOW);
            break;    
         
          case 3:
            Serial.println( "StepsMode 3");      // Aktivieren Viertel-Schritte (MS1=0, MS2=1)
              for (int i=0; i <=1; i++){
                tft.fillRoundRect(85, 47, 30, 10, 3, ST7735_GREEN);
            tft.setTextSize(1);
            tft.setCursor(89, 48);
            tft.setTextColor(ST7735_BLACK, ST7735_GREEN);
            tft.print("1/4 "); }
            digitalWrite(MS_1, LOW);
            digitalWrite(MS_2, HIGH);        
            break;
         
          case 4:
            Serial.println( "StepsMode 4");      // Aktivieren 1/8-Schritte (MS1=1, MS2=1)
              for (int i=0; i <=1; i++){
                tft.fillRoundRect(85, 47, 30, 10, 3, ST7735_GREEN);
            tft.setTextSize(1);
            tft.setCursor(89, 48);
            tft.setTextColor(ST7735_BLACK, ST7735_GREEN);
            tft.print("1/8 "); }
            digitalWrite(MS_1, HIGH);
            digitalWrite(MS_2, HIGH);        
            break;        }
        break;
           
    case 5:
      delay(20);
      tft.drawRoundRect(0, 46, 121, 12, 4, ST7735_BLACK);
      tft.drawRoundRect(1, 47, 119, 10, 3, ST7735_BLACK);
 
      if ((millis() / 500) % 2){
      tft.drawRoundRect(14, 59, 78, 16, 5, ST7735_CYAN);
      tft.drawRoundRect(15, 60, 76, 14, 4, ST7735_CYAN);}
      else{
        tft.drawRoundRect(14, 59, 78, 16, 5, ST7735_BLACK);
        tft.drawRoundRect(15, 60, 76, 14, 4, ST7735_BLACK); }
   
      Serial.println( "Case 5 ");
   
        switch (checkButton()){
          case Up:          // Start /motorStart()
            motorGo = !motorGo;
            break;
          case Down:
            motorGo = !motorGo;
            break;
         
          case Mode:
            menuState--; }
         
        motorDrive();

      break;
   
    case 6:
      delay(20);
        tft.drawRoundRect(14, 59, 78, 16, 5, ST7735_BLACK);
        tft.drawRoundRect(15, 60, 76, 14, 4, ST7735_BLACK);
        tft.drawRoundRect(78, 90, 80, 22, 7, ST7735_CYAN);
      Serial.println( "Case 6 ");
        switch (checkButton()){
          case Up:
            //motorForwardDirect();
            break;
       
          case Down:
            //motorBackDirect();
            break;
         
          case Mode:
            menuState--; }
      break;
    case 7:
      delay(20);
      tft.drawRoundRect(78, 90, 80, 22, 7, ST7735_BLACK);
      tft.drawRoundRect(121, 4, 37, 72, 4, ST7735_CYAN);
      tft.drawRoundRect(120, 3, 39, 74, 5, ST7735_CYAN);
      Serial.println( "Case 7 ");
   
      stepper.setMaxSpeed(10000);
      stepper.setSpeed(8000);
        switch (checkButton()){
          case Up:
            digitalWrite(4, HIGH);
            stepper.runSpeed();
       
            break;
       
          case Down:
            digitalWrite(4, LOW);
            stepper.runSpeed();
         
            break;
         
          case Mode:
            menuState=-1; }
        break;
      }
}




void endSwitch1Arrive (){}


void endSwitch2Arrive (){}

void motorDrive()
{
  if(motorGo){
                  stepper.moveTo(pos);
                  stepper.setMaxSpeed(3000);
                  stepper.setAcceleration(10000);          
                  Serial.print("Distance To Go = ");
                  Serial.println(stepper.distanceToGo());
                    if(stepper.distanceToGo() != 0){
                        stepper.run(); }
  }
}

 

Возьмите мегу, чего вас потянула на два мк

 

Места больше нет.
А чем Мега принципиально отличается от Нано?
2 платы не потому что пинов не хватает, а для реализации многопоточности процессов. Если на одну плату повесить отрисовку меню, графиков, статус конечников и т.д. + управленме мотором, то мотор будет крутится с большими задержками.

 

У меги не только больше пинов, но шустрость повышенная (за счет более серьезного МК), и внешних прерываний намного больше.
Но она сама больше, чем нано и мини про вместе взятые.
А EasyDriver - это который сдвигается на шаг (долю шага) импульсом на пине?
Тогда мотор можно крутить таймерным прерыванием. А управлять вращением через переменные, определяющие количество "холостых" вызовов функции обработки прерывания между изменениями уровня на управляющем входе драйвера.

 

Не слишком долго будет получаться? Нужны 3 кнопки (больше; меньше; переключение меню). Плюс надо определить в каком меню находимся сейчас (чтобы понять какой параметр мотора менять). Кнопки висят на аналоговом входе (на приложенном фото должно быть понятней). Чтобы избежать дребезга у меня сделана задержка в 20 мс при определении. И в то время когда мы поворачиваем мотор мы не можем следить за нажатиями... Может вы могли бы в сам код заглянуть? Мои возможности программирования немногим отличаются от нуля. Не начал бы сам никогда такой проект, если бы не тонны библиотек, примеров для работы с экраном. А вот с мотором не так просто оказалось как думал.

 

Прерываний и ввода-вывода то больше, а шустрость ровно та же, вся серьезность ушла в размер памяти.

 

Да, напутал немного. Тактовая у них одинаковая. Не у той платы характеристики смотрел.
Хотя, может быть, мне показалось, но при перехода с Micro на Mega 2560 железка с большим количеством подключенных модулей стала поворачиваться немного быстрее.