【LattePanda Mu 开发套件】步进电机的 LabVIEW 控制上位机

【LattePanda Mu 开发套件】步进电机的 LabVIEW 控制——上位机设计

本文介绍了 LattePanda Mu 开发套件通过 LabVIEW 上位机结合 UART 串口通信实现步进电机控制的项目设计。项目实现了包括步进电机的单步操作和连续控制，并结合随机数产生，模拟了实际工业科研领域应用场景中的多设备联合调用的情况。

项目介绍

在前面关于操作系统更新和 LabVIEW 软件安装的基础上，进一步通过 LabVIEW 编程，实现步进电机单步和连续控制。

• 单步操作：包括前面板、程序框图的设计与功能展示；
• 连续控制：在单步操作的基础上，实现步进电机自动连续旋转控制，并结合随机函数实现数据采集和曲线绘图。
  
  

硬件连接方案

测试阶段采用 Beetle RP2350 开发板及其扩展板，结合 ULN2003A 步进电机驱动器，实现步进电机控制。

LattePanda (LabVIEW上位机) 通过 UART 发送指令至 RP2350，RP2350 通过 ULN2003A 驱动步进电机旋转。

后续将步进电机驱动板与 RP2350 单片机整合为一个完整的独立PCB模块，专门用作 LattePanda 的连接。

单步操作

单步控制步进电机是指给定目标旋转角度和速度，按钮控制步进电机旋转至目标位置，

• 该方案多是作为连续控制的基础和补充使用；
• 在实际应用中往往是为了驱动目标到达指定位置，为连续控制作铺垫。
  
  

前面板

前面板设计包括：串口连接模块、单步操作模块、状态指示、连续控制模块等。

程序框图

根据设定的顺序结构、判断结构、While 循环结构等，连接各个模块，实现目标功能。

操作步骤

• 硬件串口连接完成后，前面板配置串口参数，启动程序
• 设置目标速度及旋转角度，点击 Go To 按钮，待 running 指示灯熄灭，表明到达指定位置；
• 对于连续旋转控制，需要输入步长、总旋转角度以及延时，点击 Start 按钮，loop 指示灯显示循环状态、Position 显示当前已旋转的角度；
• 完成后，点击 Terminate 终止程序。
  
  

演示

单步控制步进电机顺时针 (CW) 和逆时针 (anti-CW) 旋转

连续控制

在实现单步控制运行的基础上，进一步加入循环实现连续转动控制，同时采集数据；

连续控制相较于单步操作在实际应用中，特别是对于多设备联合调用数据采集等工业科研领域，具有更加多元化的表现和环境适应能力。

前面板

前面板设计包括：串口连接模块、单步操作模块、状态指示和数据保存模块、连续控制模块、曲线显示模块等。

程序框图

在单步操作的基础上，增加外循环的按钮触发机制，实现指定步长和范围的精确旋转控制。

Part 2

在该程序中，使用随机数和阶跃函数构建了光强信号的模拟数据，作为联合调用设备采集数据的补充。

数据保存

第一列为旋转角度，第二列为采集的数据

动态演示

步进电机连续控制转动

总结

本文介绍了 LattePanda Mu 开发套件通过 LabVIEW 上位机结合 UART 串口通信实现步进电机控制的项目设计。项目实现了包括步进电机的单步操作和连续控制，并结合随机数产生，模拟了实际工业科研领域应用场景中的多设备联合调用的情况。