第八十八章：CH32V103应用教程——步进电机驱动
本帖最后由 草帽王子 于 2021-9-10 18:24 编辑本章主要使用CH32V103进行步进电机的驱动，需要用到ULN2003步进电机驱动板和5V步进电机（四相五线），此处使用GPIO进行步进电机驱动控制。
1、GPIO简介及相关函数介绍
关于GPIO，在前面章节已进行过介绍，在此不再赘述。
关于步进电机，此处所用电机型号为28BYJ-48（步进电机），减速比为1:64，步进脚为5.625/64度，如果需要转动转动一圈，那么需要 360/5.625*64=4096 个脉冲信号。
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行设备。步进电机驱动信号为脉冲信号，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）。
我们可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时我们可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
2、硬件设计
本章教程主要通过GPIO引脚控制ULN2003步进电机驱动板驱动步进电机，CH32V103开发板与ULN2003步进电机驱动板的连接方式如下：
[*]PB6连接驱动板的IN1引脚
[*]PB7连接驱动板的IN2引脚
[*]PB8连接驱动板的IN3引脚
[*]PB9连接驱动板的IN4引脚
3、软件设计
使用GPIO控制步进电机驱动板具体程序如下：
gpio.h文件
#ifndef __GPIO_H
#define __GPIO_H
#include "ch32v10x_conf.h"
//ULN2003驱动
void Moto_Init(void); //步进电机初始化
void Motorcw(u8 speed); //步进电机正转函数
void Motorccw(u8 speed); //步进电机反转函数
void Motorcw_angle(int angle,int speed);//步进电机正转角度函数
void Motorccw_angle(int angle,int speed); //步进电机反转角度函数
void MotorStop(void); //步进电机停止函数
#endifgpio.h文件主要进行函数声明；
gpio.c文件
#include "gpio.h"
#include "debug.h"
//#define N 4
#define N 8
//步进电机正反转数组数组的值，即对应GPIO引脚的值
//单四拍
//uint16_t phasecw ={0x0200,0x0100,0x0080,0x0040};// D-C-B-A.（9-8-7-6）
//uint16_t phaseccw={0x0040,0x0080,0x0100,0x0200};// A-B-C-D.（6-7-8-9）
////双四拍
//uint16_t phasecw ={0x0300,0x0180,0x00C0,0x0240};// DC-CB-BA-AD.
//uint16_t phaseccw={0x00C0,0x0180,0x0300,0x0240};// AB-BC-CD-DA.
//四相八拍
uint16_t phasecw ={0x0200,0x0300,0x0100,0x0180,0x0080,0x00C0,0x0040,0x0240};// D-DC-C-CB-B-BA-A-AB.
uint16_t phaseccw={0x0040,0x00C0,0X0080,0x0180,0x0100,0x0300,0x0200,0x0240};// A-AB-B-BC-C-CD-D-DA.
//电机初始化函数
void Moto_Init(void)
{
//步进电机初始化
// IN1: PB6 a
// IN2: PB7 b
// IN3: PB8 c
// IN4: PB9 d
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9 ;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 |GPIO_Pin_8 |GPIO_Pin_9 );
}
//电机正转函数
//其中，speed的值越大，速度越慢，值越小，速度越快，speed相当于调节脉冲速度
//转动速度和脉冲频率成正比，在此处，延时越小，频率越高
void Motorcw(u8 speed)
{
uint8_t i=0;
for(i=0;i<N;i++)
{
GPIO_Write(GPIOB,phasecw);
Delay_Ms(speed);
}
}
//电机反转函数
void Motorccw(u8 speed)
{
uint8_t i;
for(i=0;i<N;i++)
{
GPIO_Write(GPIOB,phaseccw);
Delay_Ms(speed);
}
}
//电机停止函数
void MotorStop(void)
{
//GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 |GPIO_Pin_8 |GPIO_Pin_9 );
GPIO_Write(GPIOB,0x0000);
}
//电机正转角度
void Motorcw_angle(int angle,int speed)
{
int i,j;
j=(int)(angle/0.70312);
for(i=0;i<j;i++)
{
Motorcw(speed);
}
}
//电机反转角度
void Motorccw_angle(int angle,int speed)
{
int i,j;
j=(int)(angle/0.70312);
for(i=0;i<j;i++)
{
Motorccw(speed);
}
}gpio.c文件内几个函数主要进行电机的相关控制。关于几个函数的具体介绍，在程序中都有详细注释在此不再赘述。
main.c文件
/********************************** (C) COPYRIGHT *******************************
* File Name : main.c
* Author : WCH
* Version : V1.0.0
* Date : 2020/04/30
* Description : Main program body.
*******************************************************************************/
/*
*@Note
电机驱动
ULN2003步进电机驱动板+5V步进电机(四相五线）
电机型号为：28BYJ-48（减速步进电机），减速比为1:64，步进脚为5.625/64度，如果需要转动一圈，那么需要 360/5.625*64=4096 个脉冲信号。
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行设备。步进电机驱动信号为脉冲信号
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）。
我们可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时我们可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
*/
#include "debug.h"
#include "gpio.h"
/* Global typedef */
/* Global define */
/* Global Variable */
/*******************************************************************************
* Function Name: main
* Description : Main program.
* Input : None
* Return : None
*******************************************************************************/
int main(void)
{
USART_Printf_Init(115200);
Moto_Init();
Delay_Init();
printf("This is Stepper motor driver\r\n");
Motorcw_angle(360,5); //步进电机正转角度函数
MotorStop();
Delay_Ms(1000);
Motorccw_angle(360,5);//步进电机反转角度函数
MotorStop();
Delay_Ms(1000);
}main.c文件主要进行函数初始化以及进行电机控制运行。
4、下载验证
将编译好的程序下载到开发版并复位，通过逻辑分析仪对这几个GPIO引脚进行波形采集，具体如下图。将开发板、步进电机驱动板、步进电机连接起来，可看到电机进行正反转。
87、步进电机的驱动.rar
链接：https://pan.baidu.com/s/1ZU5ysRXfBBLeuLFM2DypAg
提取码：ru7f
复制这段内容后打开百度网盘手机App，操作更方便哦
完
步进这种角位移执行机构挺有意思，单极性整步驱动力小，单极性半步驱动力大；双极性整步驱90动力大很多，双极性半步驱动45精度高，双极性细分驱动任意力量和精度更加。 步进这种角位移执行机构挺有意思，单极性整步驱动力小，单极性半步驱动力大；双极性整步驱90动力大很多，双极性半步驱动45精度高，双极性细分驱动任意力量和精度更佳。
页:
[1]