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毕设系列之 — 教程：单片机控制步进电机

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毕设系列之 — 教程：单片机控制步进电机文章目录1简介2步进电机介绍3A4988驱动介绍4电机启动代码5最后1简介Hi，大家好，这里是丹成学长，今天向大家介绍如何使用单片机控制步进电机大家可用于课程设计或毕业设计技术解答毕设帮助：<Q>7468760412步进电机介绍步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（即步进角），多用于雕刻机、3D打印机等需要精确控制的设备。本篇使用ULN2003驱动五线四相减速

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

文章目录

1 简介

Hi，大家好，这里是丹成学长，今天向大家介绍如何使用单片机控制步进电机

大家可用于 课程设计 或 毕业设计

技术解答
毕设帮助：<Q>746876041

2 步进电机介绍

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（即步进角），多用于雕刻机、3D打印机等需要精确控制的设备。本篇使用ULN2003驱动五线四相减速步进电机。

在这里插入图片描述

  • 步进电机每次能转动的最小角度叫做步距角。
  • 每当步进电机接收到一个驱动信号后，步进电机将按照一定的方向转动一个固定的角度。
  • 通过控制脉冲的个数来精确的控制步进电机的角位移量，通过控制脉冲的频率来控制电机转动的速度及加速度，从而达到调速的目的。
  • 步进电机按照相数不同分为单相、双相、多相三种，励磁方式分为1相励磁方式和2相励磁方式。
  • 本文使用的步进电机型号为28BYJ-48，1相励磁方式驱动，通过给ABCD四相依次通电来实现转自不停转动。

3 A4988驱动介绍

由于一般的开发板的通用IO驱动能力有限，有些外设不能直接使用IO进行驱动，需要借助一些驱动电路间接控制大功率器件。A4988是大电流驱动阵列，多用于单片机、智能仪表、PLC、数字量输出卡等控制电路中，可直接驱动继电器等负载。

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

4 电机启动代码

#include "a4988.h"
#include "delay.h"

/* STEP1 PDout(15) SDIR1 PGout(2) STEP2 PDout(14) SDIR2 PGout(3) STEP3 PDout(13) SDIR3 PGout(4) STEP4 PDout(12) SDIR4 PGout(5) MSTEP PDout(15) //固定芯片步进STEP MDIR PGout(2) //固定芯片步进DIR CSTEP PDout(14) //磁铁步进STEP CDIR PGout(3) //磁铁步进DIR RSTEP PDout(13) //蠕动泵STEP RDIR PGout(4) //蠕动泵DIR USTEP PDout(12) //超声步进电机STEP UDIR PGout(5) //超声步进电机DIR */

//方向脚初始化
void Step_DIR_Init(void)
{ 
   
 GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
 
 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOG, ENABLE);   //使能PG端口时钟
    
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5;  //端口配置
 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;        //推挽输出
 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;       //IO口速度为50MHz
 GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);                  //根据设定参数初始化
 GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_2);                         
 GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_3);    
 GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_4);        
 GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_5);    
}

//脉冲初始化，公用定时器4，重映射，4路频率会被一起改变
void Step_Pulse_Init(u16 arr,u16 psc)
{ 
   
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
    
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);    //使能定时器4时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);  //使能GPIO外设和AFIO复用功能模块时钟
    
    GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_TIM4, ENABLE); //Timer4重映射 
    
   //设置该引脚为复用输出功能,输出TIM4的PWM脉冲波形
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15; //TIM_CH4
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //复用推挽输出 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO
    
    //！！！！！配置完复用功能后，此时输出为低电平，似乎难以修改
    
   //初始化TIM4
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值 
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
    TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位

    //初始化TIM4 Channel_1234 PWM模式 
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式1
    //TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Disable; //关闭比较输出使能
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性:TIM输出比较极性高
    
    TIM_OC1Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM4 OC1
    //TIM_OC1PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable); //使能TIM4在CCR1上的预装载寄存器
    
    TIM_OC2Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM4 OC2
    //TIM_OC2PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable); //使能TIM4在CCR2上的预装载寄存器
    
    TIM_OC3Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM4 OC3
    //TIM_OC3PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable); //使能TIM4在CCR3上的预装载寄存器
    
    TIM_OC4Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM4 OC4
    //TIM_OC4PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable); //使能TIM4在CCR4上的预装载寄存器
 
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_1,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道1
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_2,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道2
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_3,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道3
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_4,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道4
    
    TIM_Cmd(TIM4, DISABLE);  //先不使能TIM4 
}



//芯片电机运动
void Mstep_move(u8 dir,u16 frequency)
{ 
   
    MDIR = dir;     
    Step_Pulse_Init((u16)(100000/frequency-1),719);
    TIM_SetCompare4(TIM4,(u16)(50000/frequency));
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_4,TIM_CCx_Enable);//开启TIM4通道4
    TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);//必须放在最后使能

}
//芯片电机停止
void Mstep_stop(void)
{ 
      
    TIM_SetCompare4(TIM4,0);    
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_1,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道1
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_2,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道2
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_3,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道3
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_4,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道4
    TIM_Cmd(TIM4, DISABLE);
}


//磁铁电机运动
void Cstep_move(u8 dir,u16 frequency)
{ 
   
    CDIR = dir;     
    Step_Pulse_Init((u16)(100000/frequency-1),719);
    TIM_SetCompare3(TIM4,(u16)(50000/frequency));
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_3,TIM_CCx_Enable);//开启TIM4通道3
    TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);//必须放在最后使能

}
//磁铁电机停止
void Cstep_stop(void)
{ 
      
    TIM_SetCompare3(TIM4,0);
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_1,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道1
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_2,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道2
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_3,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道3
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_4,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道4
    TIM_Cmd(TIM4, DISABLE);
}

//超声电机运动
void Ustep_move(u8 dir,u16 frequency)
{ 
   
    UDIR = dir;     
    Step_Pulse_Init((u16)(100000/frequency-1),719);
    TIM_SetCompare1(TIM4,(u16)(50000/frequency));
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_1,TIM_CCx_Enable);//开启TIM4通道1
    TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);//必须放在最后使能

}
//超声电机停止
void Ustep_stop(void)
{ 
      
    TIM_SetCompare1(TIM4,0);
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_1,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道1
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_2,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道2
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_3,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道3
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_4,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道4
    TIM_Cmd(TIM4, DISABLE);//USTEP会随波形停在高或低
}

//蠕动泵抽取
void Rstep_move(u8 dir,u16 frequency)
{ 
   
    RDIR = dir;     
    Step_Pulse_Init((u16)(100000/frequency-1),719);
    TIM_SetCompare2(TIM4,(u16)(50000/frequency));
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_2,TIM_CCx_Enable);//开启TIM4通道2
    TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);//必须放在最后使能

}
//蠕动泵停止
void Rstep_stop(void)
{ 
      
    TIM_SetCompare2(TIM4,0);
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_1,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道1
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_2,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道2
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_3,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道3
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_4,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道4
    TIM_Cmd(TIM4, DISABLE);//RSTEP会随波形停在高或低
}

5 最后

技术解答
毕设帮助：<Q>746876041

单片机毕设项目大全：
https://blog.csdn.net/huawei123444/article/details/119822845

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