将步进电机与STM32F103C8T6接口

在本教程中，我将向您展示将步进电机与STM32F103C8T6 MCU基于STM32蓝色药丸板接口的程序。我将首先简要概述步进电机，其类型，其驾驶技术以及最后如何与STM32连接步进电机。

介绍

步进电动机是工业和商业应用中使用的重要类型。它们是简单的无刷电动机，可将数字脉冲转换为角旋转。

步进电机的独特功能是，每次革命通常分为不同的相等步骤，通常为200个。由于360有200个步骤⁰旋转，每个步骤将导致旋转1.8⁰。为了从一个步骤移到另一个步骤，必须发送一个单独的脉冲，并且旋转速度与脉冲频率成正比。

关于步进电动机的另一个重要了解是，有两种类型的步进电动机。它们是单极步进电动机和双极步进电动机。这两者之间的主要区别在于，在单极步进电动机中，每个阶段在双极步进电动机中都有一个带中心水龙头的绕组，每个相中只有一个绕组。

另一个区别是这些电动机的驱动方式。由于线圈中磁铁的极性可以以单极类型的形式逆转，而无需切换电流方向，因此驱动它们非常容易。例如，您只需要一个简单的基于晶体管的电机驱动器，例如ULN2003 IC。

但是，在双极步进电动机的情况下，由于每个相只有单个绕组，因此很难直接逆转磁极。我们通常需要专用的H桥型电动机IC，例如L293D或L298N IC来驱动双极步进电机。

将步进电机与STM32F103C8T6接口

在这个项目中，我将使用一个简单的5V单极步进电动机，在该电动机中，两个绕组的中心水龙头都很普遍。这意味着电动机只有5条电线而不是六根电线。

28ByJ-48是一种非常受欢迎且便宜的业余爱好者单极步进电动机的常见类型。如果您参考该电动机的数据表，则提到它的齿轮比为64，步行角为5.625⁰。这意味着一个旋转需要的数字是360 / 5.625，等于64。

同样，由于齿轮比为64，因此输出轴的有效步骤是每革命的步骤乘以齿轮比，即64 * 64 = 4096。

在这个项目中，我将与ULN2003驱动器IC一起使用此步进电机，并使用STM32 MCU控制它。该项目将是沿顺时针方向和逆时针方向的旋转扫描。

需要组件

• STM32F103C8T6基于MCU的STM32蓝色药丸板
• 5V单极步进电动机（5线）
• ULN2003驱动器IC
• 连接电线
• USB到uart转换器（如果通过UART编程）

电路原理图

下图显示了将步进电机与STM32F103C8T6 MCU接口的电路图。

连接解释了

首先，步进电动机的红线连接到5V。接下来，ULN2003 IC的前四个输入In1至In4 IN与PA0连接到PA3。ULN2003的前四个输出即以下顺序连接到步进电动机线：

• OUT1 - >蓝色
• out2 - >粉红色
• out3 - >黄色
• OUT4 - >橙色

另外，连接ULN2003，STM32和5V电源的GND端子。

用于步进电机控制的STM32编程

首先，选择PA0至PA3作为ULN2003的输入，并将其初始化为STM32的输出。

现在使用变量将最大步骤表示为4095。这代表的是一个完整旋转的计数。现在，将初始方向顺时针置，并使用半步进技术启动步进电机。

一旦步骤计数达到0，这意味着电动机已经完成了一个旋转。现在，给出一秒钟或两秒钟的较小延迟，然后将方向更改为逆时针。将步骤计数重置为最大值，即4095，并以相反顺序开始序列。步进电动机将开始沿相反的方向旋转。在循环中重复此过程。

本代码中无需任何库，您甚至可以修改代码以接受用户输入以选择方向和步骤数。

如果您有不同的步进电动机，请参考其数据表并计算一个旋转所需的步长，齿轮比和总数。

代码

#define in1 pa0
#define in2 pa1
#define in3 pa2
#define in4 pa3
int步骤= 0;
布尔方向= true;
未签名的长期前期；
未签名的长期米利斯；
int stepsleft = 4095;
很久;
void setup（）
{
pinmode（in1，输出）;
pinmode（in2，输出）;
pinmode（in3，输出）;
pinmode（in4，输出）;
}
void loop（）
{
while（stepsleft> 0）
{
CurrentMillis = micros（）;
if（CurrentMillis-PrevTime> = 1000）
{
步进（1）;
时间=时间 + micros（） - previme;
PrevTime = micros（）;
步长 - ;
}
}
延迟（2000）;
方向=！方向;
stepleft = 4095;
}

void步进（int x）
{
for（int i = 0; i {
开关（步骤）
{
情况0：
DigitalWrite（1，低）；
DigitalWrite（In2，低）;
DigitalWrite（In3，低）;
DigitalWrite（In4，高）;
休息;
情况1：
DigitalWrite（1，低）；
DigitalWrite（In2，低）;
DigitalWrite（In3，高）;
DigitalWrite（In4，高）;
休息;
案例2：
DigitalWrite（1，低）；
DigitalWrite（In2，低）;
DigitalWrite（In3，高）;
DigitalWrite（In4，低）；
休息;
案例3：
DigitalWrite（1，低）；
DigitalWrite（In2，高）;
DigitalWrite（In3，高）;
DigitalWrite（In4，低）；
休息;
案例4：
DigitalWrite（1，低）；
DigitalWrite（In2，高）;
DigitalWrite（In3，低）;
DigitalWrite（In4，低）；
休息;
案例5：
DigitalWrite（1，高）;
DigitalWrite（In2，高）;
DigitalWrite（In3，低）;
DigitalWrite（In4，低）；
休息;
案例6：
DigitalWrite（1，高）;
DigitalWrite（In2，低）;
DigitalWrite（In3，低）;
DigitalWrite（In4，低）；
休息;
案例7：
DigitalWrite（1，高）;
DigitalWrite（In2，低）;
DigitalWrite（In3，低）;
DigitalWrite（In4，高）;
休息;
默认：
DigitalWrite（1，低）；
DigitalWrite（In2，低）;
DigitalWrite（In3，低）;
DigitalWrite（In4，低）；
休息;
}
setDirection（）;
}
}
void setDirection（）
{
如果（方向== 1）
{
步骤++;
}
如果（方向== 0）
{
脚步-;
}
如果（步骤> 7）
{
步骤= 0;
}
如果（步骤<0）
{
步骤= 7;
}
}

结论

这里实施了一个简单的项目，以证明步进电机与基于STM32F103C8T6 MCU的STM32蓝色药丸板的接口。