vx：嵌入式工程师成长日记

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具体功能实现

接通电源后，电机开始正转，转够一圈后，电机开始反转，同时在OLED上会显示forward和reverse分别表示正反转

STM32F103RCT6原理图

器件

STM32F103RCT6，OLED屏，十根杜邦线，ULN2003步进电机拓展版，28BYJ-48步进电机

正反转展示图

正转展示图

此时，OLED屏上显示forward，电机正转

反转展示图

此时，OLED上显示reverse，电机反转

知识介绍

驱动电机的方法

①1相励磁法：

每一瞬间只有一个线圈相通，其它休息。

优点：简单，耗电低，精确性良好。

缺点：力矩小，振动大，每次励磁信号走的角度都是标称角度。

1相励磁法 A->B->C->D

②2相励磁法：

每一瞬间有两个线圈导通。

优点：力矩大，震动小。

缺点：每励磁信号走的角度都是标称角度。

2相励磁法 AB->BC->CD->DA

③1-2相励磁法：

1相和2相交替导通。

优点）精度较高，运转平滑，每送一个励磁信号转动1/2标称角度，称为半步驱动。（前两种称为4相4拍，这一种称为4相8拍）

1-2相励磁法 A-->AB-->B->BC->C-->CD->D-->DA

正转和反转代码（1-2相励磁法）

逆时针：

u8 phasecw[8] =

{0x08,0x0c,0x04,0x06,0x02,0x03,0x01,0x09};

//1000,1100,0100,0110,0010,0011,0001,1001

顺时针：

u8 phaseccw[8]=

{0x09,0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08};

// 顺时针

//1001,0001,0011,0010,0110,0100,1100,1000

上图是ULN2003步进电机驱动模块，可以看到上面的标号分别是A,B,C,D，因此代码我们可以按这个顺序来理解。

比如：AB是1100，BC是0110，CD是0011等

ULN2003电机驱动模块

上图为驱动模块原理图

ULN2003是高耐压、大电流复合晶体管阵列，由七个硅NPN 复合晶体管组成，每一对达林顿都串联一个2.7K 的基极电阻，在5V 的工作电压下它能与TTL 和CMOS 电路直接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。

步进电机采用五线四相直流电速电机

其中：电压为5V，步进角度为5.625°，减速比为1/64，所以步距角为5.625/64=0.087°

意思就是，电机内部的转自转过5.626°，但是由于减速64倍所以外部的轴只转动0.087°。所需脉冲是360/0.087=4096个，由于采用四相八拍驱动，因此八个脉冲为一个周期，所以外部转动一周需要4096/8=512个周期。

主函数代码（C语言）KEIL5实现

main.c（主函数代码）#include "stm32f10x.h"#include "delay.h"#include "step.h"#include "OLED.h"int main(void){Step_Motor_GPIO_Init();delay_init();OLED_Init();OLED_ShowString(1,1,"direction:");while(1){motorNcircle(1,true);//n为步进电机转动的圈数，position为正转或者反转delay_ms(20);motorNcircle(1,false);//n为步进电机转动的圈数，position为正转或者反转}}//step.c（电机驱动函数）#include "OLED.h"#include "stdbool.h"#include "sys.h"#include "delay.h"#include "step.h"u8 phasecw[8] ={0x08,0x0c,0x04,0x06,0x02,0x03,0x01,0x09};// 逆时针//1000,1100,0100,0110,0010,0011,0001,1001u8 phaseccw[8]={0x09,0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08};// 顺时针//1001,0001,0011,0010,0110,0100,1100,1000//引脚初始化void Step_Motor_GPIO_Init(void){GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_5;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);  }//引脚映射void SetMotor(unsigned char InputData){if(InputData&0x01){GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);}else{GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);}if(InputData&0x02){GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_6);}else{GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_6);}if(InputData&0x04){GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7);}else{GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7);}if(InputData&0x08){GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_8);}else{GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_8);}}//步距角5.625 360/5.625=64 减速比1/64//故64*64个脉冲转一圈//n圈数//position 方向void motorNcircle(int n,bool position)//n为步进电机转动的圈数，position为正转或者反转{int i,j,k=0;for(j=0;j<n;j++){for(i=0;i<64*5.625;i++){for(k=0;k<8;k++){if(1 == position){OLED_ShowString(2,1,"forward");SetMotor(phasecw[k]);}else{OLED_ShowString(2,1,"reverse");SetMotor(phaseccw[k]);}delay_ms(1);}}}}

工程文件请在前面vx处领取~

问题解答

为什么stm32需要接ULN2003才能驱动？

因为stm32的电流还达不到步进电机所需的最小电流,而ULN2003可以增大stm32的电流，提高驱动能力

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