STM32驱动步进电机28BYJ

2015.04.01 | STM32 | AilsonJack | 暂无评论 | 2007 views

By: Ailson Jack
Date: 2015-04-01
个人博客: http://www.only2fire.com/

步进电机是一种将电脉冲信号转化为角位移的执行机构。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用进电机来控制变的非常的简单。步进电机的特点：步进电机必须加驱动才可以运转，驱动信号必须为脉冲信号，没有脉冲的时候，步进电机静止，如果加入适当的脉冲信号，就会以一定的角度（称为角）转动。转动的速度和脉冲的频率成正比。如果想改变步进电机的转动方向，只需要改变给定步进电机的脉冲顺序即可。上面是关于步进电机的一些基础知识，今天我要给大家讲讲如何利用STM32来驱动步进电机28BYJ。虽然网上有许多的关于28BYJ的驱动程序，不过大多是用51实现的，我现在正好要用到28BYJ，而且驱动也写好了，因此在这里就分享出来用STM32驱动28BYJ的完整程序，方便大家学习使用。在开始讲解之前，先说明一下，我使用的是STM32的库函数，开发工具是Keil，大家如果还不清楚如何在Keil下搭建STM32的库函数工程，那么可以参考我的博文：<a href="http://www.only2fire.com/archives/3.html" target="_blank">Keil下建立STM32库函数工程</a>。  这里是我的驱动28BYJ步进电机的完整的Keil工程，有需要的可以下载看看。文件：<a class="btn btn-success" href="https://pan.baidu.com/share/init?surl=sjr2qap" target="_blank">点此下载</a>  密码：i2gg。这里对于28BYJ的一些细节的东西，我就不讲太多，有想了解更详细信息的，可以参看28BYJ的手册。我在这儿只说一些大家关心的问题。我驱动28BYJ采用的是双相八拍（A-AB-B-BC-C-CD-D-DA），一个循环使转子转动5.625/8度，那么要想使转子转过一圈，就要让这个循环512次。 由于STM32的IO口输出信号不足以驱动28BYJ，因此我使用了ULN2003对IO口信号进行放大，然后再连接到步进电机的相应接口上。这里是我使用的引脚定义：IN1:PB3 IN2:PB2 IN3:PB1 IN4:PB0，下面是连接的电路图：<img src="/uploads/AilsonJack/2018.08.18/1534571111212290.png" onclick="preview_image('/uploads/AilsonJack/2018.08.18/1534571111212290.png')"/>下图是四相八拍逆时针方向的一个相序图：<img src="/uploads/AilsonJack/2018.08.18/1534571113449661.jpg" onclick="preview_image('/uploads/AilsonJack/2018.08.18/1534571113449661.jpg')"/>我在程序中定义的正反转脉冲数组： u8 cw[8]={0X09,0X01,0X03,0X02,0X06,0X04,0X0C,0X08};//双相八拍正转(顺时针) u8 ccw[8]={0X08,0X0C,0X04,0X06,0X02,0X03,0X01,0X09};//双相八拍反转(逆时针)这个数组最终体现在PB口的低4位，从上述数组中挑一个值讲讲，其余的类似。ccw[0]=0X08，即二进制的0000 1000，也即PB3 PB2 PB1 PB0 – > 1000，对应的是PB3:橙 PB2:黄 PB1:粉 PB0:蓝，对应结果和上图的第二列(序号1)一致，其余的列依此类推。要想步进电机转动的方向反向，那么就让其脉冲反向即可，这也就是ccw与cw的关系啦。理解了这个之后，剩下的大家看看我的程序就明白了。我的程序如下：motor.h:<pre class="brush:cpp;toolbar:false PrismJs">#ifndef MOTOR_H #define MOTOR_H #include "stm32f10x.h" #include "delay.h" void Motor_Init(void);//步进电机初始化 void Motor_TurnPosi(u8 ms);//步进电机正转 void Motor_TurnNeg(u8 ms);//步进电机反转 #endif</pre>motor.c:<pre class="brush:cpp;toolbar:false PrismJs">#include "motor.h" #define PluseNum 8    //步进电机拍数 u8 cw[8]={0X09,0X01,0X03,0X02,0X06,0X04,0X0C,0X08};//双相八拍正转(顺时针) u8 ccw[8]={0X08,0X0C,0X04,0X06,0X02,0X03,0X01,0X09};//双相八拍反转(逆时针) /* ************************************************************************* *函数:void Motor_Init(void) *说明:初始化步进电机的相关引脚 *参数:无 *返回值:无 *注:  橙:PB3    黄:PB2    褐:PB1    蓝:PB0 *By:Ailson Jack *Date:2015.04.01 ************************************************************************* */ void Motor_Init(void) {     GPIO_InitTypeDef Motor_Pin;//声明引脚初始化结构体     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//使能PB口时钟     Motor_Pin.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3;//PB0 PB1 PB2 PB3     Motor_Pin.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出模式     Motor_Pin.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//IO口速度50MHz     GPIO_Init(GPIOB,&Motor_Pin);//初始化PB0 PB1 PB2 PB3     GPIO_Write(GPIOB,0XFF);//初始化输出高电平 } /* ************************************************************************* *函数:void Motor_TurnPosi(u8 ms) *说明:让步进电机正转 *参数:ms:各个脉冲之间的时间间隔,单位:ms *注:  如果发现步进电机的轴没有转动，但是有轻微的振动,那么可以通过适当的增大 *     或减小ms的设定值,来使步进电机转动起来 *返回值:无 *By:Ailson Jack *Date:2015.04.01 ************************************************************************* */ void Motor_TurnPosi(u8 ms) {     u8 i=0;     for(i=0;i<PluseNum;i++)     {         GPIO_Write(GPIOB,cw[i]);         delay_ms(ms);     }     GPIO_Write(GPIOB,0XFF); } /* ************************************************************************* *函数:void Motor_TurnNeg(u8 ms) *说明:让步进电机反转 *参数:ms:各个脉冲之间的时间间隔,单位:ms *返回值:无 *注:  如果发现步进电机的轴没有转动，但是有轻微的振动,那么可以通过适当的增大 *     或减小ms的设定值,来使步进电机转动起来 *By:Ailson Jack *Date:2015.04.01 ************************************************************************* */ void Motor_TurnNeg(u8 ms) {     u8 i=0;     for(i=0;i<PluseNum;i++)     {         GPIO_Write(GPIOB,ccw[i]);         delay_ms(ms);     }     GPIO_Write(GPIOB,0XFF); }</pre>main.c:<pre class="brush:cpp;toolbar:false PrismJs">#include "stm32f10x.h" #include "delay.h" #include "motor.h" int main(void) {     int i=0;     GPIO_InitTypeDef Motor_Pin;//声明引脚初始化结构体     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//使能PA口时钟     Motor_Pin.GPIO_Pin=GPIO_Pin_11|GPIO_Pin_15;//按键输入口,用来切换电机转向     Motor_Pin.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;//上拉输入     GPIO_Init(GPIOA,&Motor_Pin);//初始化     Motor_Init();//初始化步进电机     while(1)     {         if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_11) == 0)         {             for(i=0;i<512;i++)//循环512次,即转子转过360度             {                 Motor_TurnPosi(9);             }         }         if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_15) == 0)         {             for(i=0;i<512;i++)//循环512次,即转子转过360度             {                 Motor_TurnNeg(9);             }         }         delay_ms(100);     } }</pre>将程序下载到板子上，接好步进电机与STM32的引脚连接，用两个按键或者直接将按键输入口接一下地，是不是看到步进电机动起来了<img src="/UEditor/dialogs/emotion/images/face/i_f07.gif"/>。注：我这个驱动在我自己做的STM32小系统上能跑起来，但是在我买的开发板上貌似有点问题，而且总感觉STM32驱动步进电机的力不大，应该是IO口输出能力的问题，但是想想自己加了个驱动板，按理说，应该不会出现驱动力不足这个现象，有知道怎么回事的朋友可以交流一下。只想说，知识的世界真的很大，怎么学都有学的<img src="/UEditor/dialogs/emotion/images/face/i_f01.gif"/>。

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