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【精选】STM32控制ULN2003驱动步进电机28BYJ
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步进电机
步进电动机又称脉冲电动机，是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步，其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。 传送门：一文搞懂步进电机特性、原理及驱动器设计 28BYJ-48步进电机
1相励磁 励磁控制：一瞬间步进电机只有一个线圈导通，没送一个励磁信号，步 进电机转动一个角度。 特点：精确度好，消耗电力小，但输出转矩最小，振动较大。 2相励磁 励磁控制：一瞬间步进电机有两个线圈导通。 特点：输出转矩最大，振动较小。 1-2相励磁 励磁控制：1相励磁和2相励磁交替导通。 特点：分辨率高，运转平滑，应用广。 28BYJ-48采用以上方式都可行，相较1相励磁和2相励磁来说，1-2相励磁方式应用更广。1-2相励磁驱动28BYJ-48获得更小的步进角度，运转更平滑，但同时28BYJ-48的转矩会随着1-2相励磁交替改变。 ULN2003
ULN2003驱动板 ULN2003 是高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品,具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点,适应于各类要求高速大功率驱动的系统。
ULN2003驱动原理
ULN2003驱动28BYJ-48接线 在实际使用中，只需要使用单片机的IO接ULN2003驱动板的IN1-IN4即可，当然，单片机和模块需要共地。 代码实现（使用STM32F103C8最小系统板） 创建step_motor.c和step_motor.h文件，并在step_motor.h中进行宏定义4个IO口，如下： /* 宏定义 ------------------------------------------ */ /* 步进电机1参数宏 */ #define LA PAout(1) /* A相 */ #define LB PAout(2) /* B相 */ #define LC PAout(3) /* C相 */ #define LD PAout(4) /* D相 */ /* A相 */ #define LA_GPIO_PORT GPIOA #define LA_GPIO_PIN GPIO_Pin_1 #define LA_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOA /* B相 */ #define LB_GPIO_PORT GPIOA #define LB_GPIO_PIN GPIO_Pin_2 #define LB_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOA /* C相 */ #define LC_GPIO_PORT GPIOA #define LC_GPIO_PIN GPIO_Pin_3 #define LC_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOA /* D相 */ #define LD_GPIO_PORT GPIOA #define LD_GPIO_PIN GPIO_Pin_4 #define LD_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOA 在step_motor.c中初始化端口，代码如下： /** * @name: Step_Motor_Init * @description: 步进电机初始化端口 * @param {*} * @return {*} */ void Step_Motor_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; RCC_APB2PeriphClockCmd(LA_GPIO_CLK | LB_GPIO_CLK | LC_GPIO_CLK | LD_GPIO_CLK, ENABLE); /* A相端口初始化 */ GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = LA_GPIO_PIN; GPIO_Init(LA_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct); GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = LB_GPIO_PIN; GPIO_Init(LB_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct); GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = LC_GPIO_PIN; GPIO_Init(LC_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct); GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = LD_GPIO_PIN; GPIO_Init(LD_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct); GPIO_ResetBits(LA_GPIO_PORT, LA_GPIO_PIN); GPIO_ResetBits(LB_GPIO_PORT, LB_GPIO_PIN); GPIO_ResetBits(LC_GPIO_PORT, LC_GPIO_PIN); GPIO_ResetBits(LD_GPIO_PORT, LD_GPIO_PIN); } 在step_motor.c中宏定义或者枚举类型定义每个IO口或者是电机各个相的软件接通位。比如： A相位定义为bit0，当A相导通的时候状态对应0x01；B相位定义为bit1，当B相导通时位0x02；以此类推定义C相和D相； /* 私有类型定义------------------------------------------------- */ typedef enum _PIN_BIT { PLA = 0x01, PLB = 0x02, PLC = 0x04, PLD = 0x08, } Pin_Bit; 根据以上定义，很容易算1-2相励磁的时候各个步骤中的每相的状态，将状态组织成为数据，方便后续进行遍历，如下：只要在以上定义的数字之间，穿插加上一个数字，值为两边的数字求和； /* 私有变量定义------------------------------------- */ static uint8_t steps[8] = {0x01, 0x03, 0x02, 0x6, 0x04, 0x0c, 0x08, 0x09}; 定义电机正转函数： /** * @name: Step_Motor_CW * @description: 电机正转函数 * @param {uint32_t} nms * @return {*} */ void Step_Motor_CW(uint32_t nus) { volatile uint8_t i; uint8_t temp = 0; for(i = 0; i int i; for(i = 8; i > 0; i--) { LA = (uint8_t)((steps[i-1]&PLA) >> 0); LB = (uint8_t)((steps[i-1]&PLB) >> 1); LC = (uint8_t)((steps[i-1]&PLC) >> 2); LD = (uint8_t)((steps[i-1]&PLD) >> 3); delay_us(nus); } Step_Motor_Stop(); } 定义一个电机停转函数，为了让电机停止的时候每一相都断电，不然长期通电会使电机线圈发热严重： /** * @name: Step_Motor_Stop * @description: 电机停止 * @param {*} * @return {*} */ void Step_Motor_Stop(void) { LA = 0; LB = 0; LC = 0; LD = 0; }最后，在main.c中进行测试： int main(void) { initSysTick(); LED1_Init(); Step_Motor_Init(); for(;;) { Step_Motor_CW(1000); } }以上是STM32驱动ULN2003的简单过程，在使用此种方法的同时会带来严重问题： 28BYJ-48非常慢，转动一圈需要4096步，如果每步之间需要1ms，一圈需要4.096s；在电机旋转函数中调用了delay_ms进行每步之间的保持时间，消耗cpu运行效率，阻塞其他任务执行；如果28BYJ-48转动10圈，那么相当于cpu在41s一直在执行电机相位切换和delay_ms函数，阻塞整个程序，不利于整个系统的稳定性；所以，如果想要系统及时稳定的处理其他问题，以上这样驱动ULN2003是不可取的，怎样才能在不影响系统及时稳定的前提下，驱动ULN2003呢？ 请看下节分析 以上传送门：完整工程的驱动传 喜欢请点个赞哦，欢迎大家指正，谢谢 |
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