STM32+A4988控制步进电机

使用硬件型号为：STM32F103C8T6最小系统板、A4988模块、42步进电机(42BYGH39)

1.1 A4988介绍

引脚	功能说明	接线
EN	使能端，低电平有效	接GND或单片机IOx1
MS1/2/3	步进模式选择	不接或单片机IOx3
SLP	休眠，高电平有效	短接RST
STEP	输入脉冲，一个脉冲转一下	单片机IOx1
DIR	方向位，0/1各代表一方向	单片机IOx1
VMOT/GND	电源接口，直流供电8~35V，最大2A	12/24V电源
1A/1B/2A/2B	步进电机接线	步进电机
VDD/GND	接单片机3.3V和GND	单片机电源

1.2 接线方式

STM32与USB转TTL

STM32	USB转TTL
3.3V/5V	3.3/5V
GND	GND
PA9	RXD
PA10	TXD

STM32与A4988

STM32	A4988
3.3V/5V	VDD
GND	GND
PB6	STEP(motor.h定义)
PB7	DIR (motor.h定义)
	EN接GND
	SLP接RST

A4988与步进电机

A4988	步进电机
VMOT	12V电源+
GND	12V电源-
B2	B-
A2	B+
A1	A+
B1	A-

需要注意步进电机接线相序

A4988标注的1A、1B、2A、2B，数字代表相、ab代表正负。

步进电机标注的A+、A-、B+、B-，其中AB代表相，±代表正负。

因此接线对应方式应该是：A+和A-对应1A和1B、B+和B-对应2A和2B。比如我的步进电机为黑色A+、绿色A-、红色B+、蓝色B-，那么对应A4988的B2 A2 A1 B1，电机接线顺序就是B- B+ A+ A-（蓝-红-黑-绿）。

如果接错可能会出现电机反转，或只振动不旋转的现象。

1.2 程序设计

本程序为串口控制步进电机，改编自开发板的串口例程，另外编写了步进电机的驱动函数。

GPIO中间的延时表示速度，delay_ms(2)约0.8s每圈，delay_ms(1)约0.4s每圈。

默认情况下（全步进）一个STEP脉冲步进电机转90°。

//motor.h
#ifndef __MOTOR_H
#define __MOTOR_H
#include "delay.h"//PF0-7,12-15#define Motor_GPIO GPIOF               //PF
#define Motor_RCC RCC_APB2Periph_GPIOF
//第一个步进电机A4988的接线
#define Motor1_STEP GPIO_Pin_1  //STEP - PF1
#define Motor1_DIR  GPIO_Pin_2  //DIR  - PF2
//第二个步进电机A4988的接线   //PB
#define Motor2_STEP GPIO_Pin_3  //STEP - PF3
#define Motor2_DIR  GPIO_Pin_4  //DIR  - PF4void MOTOR_Init(void);
void motor(unsigned int motor1_dir, unsigned int motor1_step, unsigned int motor2_dir, unsigned int motor2_step);#endif

//motor.c
#include "motor.h"
/*GPIO_motornum和GPIOx用于选择电机，GPIO_direction用于选择电机方向，dir：0为逆1为正，k为90°的倍数*/
// GPIOvoid MOTOR_Init()
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(Motor_RCC,ENABLE);//Motor初始化GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = Motor1_STEP|Motor1_DIR|Motor2_STEP|Motor2_DIR;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(Motor_GPIO,&GPIO_InitStructure);    // 初始化GPIOBGPIO_ResetBits(Motor_GPIO,Motor1_STEP);          //初始化GPIOB_6输出低电平GPIO_ResetBits(Motor_GPIO,Motor1_DIR);         //初始化GPIOB_7输出低电平GPIO_ResetBits(Motor_GPIO,Motor2_STEP);            //初始化GPIOB_8输出低电平GPIO_ResetBits(Motor_GPIO,Motor2_DIR);         //初始化GPIOB_9输出低电平
}void motor(unsigned int motor1_dir, unsigned int motor1_step, unsigned int motor2_dir, unsigned int motor2_step)
{unsigned int i;switch(motor1_dir){case 0 : GPIO_SetBits(Motor_GPIO,Motor1_DIR); break; case 1 : GPIO_ResetBits(Motor_GPIO,Motor1_DIR); break; default : break; }switch(motor2_dir){case 0 : GPIO_SetBits(Motor_GPIO,Motor2_DIR); break; case 1 : GPIO_ResetBits(Motor_GPIO,Motor2_DIR); break; default : break; }/*GPIO_SetBits(Motor_GPIO,Motor1_STEP);GPIO_SetBits(Motor_GPIO,Motor2_STEP);delay_ms(2);                                  //周期1.3msGPIO_ResetBits(Motor_GPIO,Motor1_STEP);GPIO_ResetBits(Motor_GPIO,Motor2_STEP);delay_ms(2);*/for(i = 0;i < motor1_step || i < motor2_step; i++){if(i<motor1_step){GPIO_SetBits(Motor_GPIO,Motor1_STEP);delay_ms(2);                                 //周期1.3msGPIO_ResetBits(Motor_GPIO,Motor1_STEP);delay_ms(2);}if(i<motor2_step){GPIO_SetBits(Motor_GPIO,Motor2_STEP);delay_ms(2);                                 //周期1.3msGPIO_ResetBits(Motor_GPIO,Motor2_STEP);delay_ms(2);}}//delay_ms(2);                    //延时一会
}

//main.c
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "mbotLinuxUsart.h"//引用该头文件是使用，通信协议的前提
#include "motor.h"#define IMAGE_WIDTH     640/2
#define IMAGE_HEIGHT    480/2//测试发送变量
short testSend1   =1111;
short testSend2   =2222;
short testSend3   =3333;
unsigned char testSend4 = 0x05;//测试接收变量
int testRece1     =400;
int testRece2     =300;
unsigned char testRece3 = 0x00;int main(void)
{
//=======================================变量定义=====================================================u8 dir1;u8 dir2;u16 step1;u16 step2;
//======================================硬件初始化====================================================delay_init();                                    //延时函数初始化   NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置中断优先级分组2uart_init(115200);                              //串口初始化为115200MOTOR_Init();              //初始化A4988驱动//=======================================循环程序=====================================================while(1){//将需要发送到ROS的数据，从该函数发出，前三个数据范围（-32768 - +32767），第四个数据的范围(0 - 255)usartSendData(testSend1,testSend2,testSend3,testSend4);if(testRece1>IMAGE_WIDTH){dir1=1;step1=testRece1-IMAGE_WIDTH;}else{dir1=0;step1=IMAGE_WIDTH-testRece1;}if(testRece2>IMAGE_HEIGHT){dir2=0;step2=testRece2-IMAGE_HEIGHT;}else{dir2=1;step2=IMAGE_HEIGHT-testRece2;}motor(dir1,step1,dir2,step2);//必须的延时delay_ms(13);}
}//====================================串口中断服务程序=================================================
void USART1_IRQHandler()
{if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET){USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);//首先清除中断标志位//从ROS接收到的数据，存放到下面三个变量中usartReceiveOneData(&testRece1,&testRece2,&testRece3);}
}
//===========================================END=======================================================

1.3 实验

STM32从ROS系统获取图像中的目标中心坐标。
receiveData1存放目标x值，receiveData2存放目标y值。

由于ROS系统持续发送坐标值，因此STM32实时接受数据进行控制。A4988采用16细分，每次驱动(50循环)步进5.625°，即每个循环0.1°，可考虑根据目标偏移程度设置每次指令步进大小。例如每差1坐标，每次指令加一个循环0.1°。

本博客文章首先发布于个人博客：https://www.mahaofei.com/，欢迎大家访问。