将步进电机与STM32F103C8板连接的教程

科技观察员 2022-11-07 7485

描述

步进电机是无刷直流电机，可以小角度旋转，这些角度称为步进。一般步进电机使用200步完成360度旋转，意味着其每步旋转1.8度。步进电机用于许多需要精确旋转运动的设备，如机器人、天线、硬盘驱动器等。我们可以通过给出适当的说明将步进电机旋转到任何特定角度。主要有两种类型的步进电机可供选择，单极和双极。单极更容易操作、控制，也更容易获得。在本教程中，我们将步进电机与STM32F103C8（蓝色药丸）板连接。

所需材料

STM32F103C8 （蓝色药丸）

步进电机（28BYJ-48）

ULN2003 集成电路

电位器 10k

面包板

跳线

步进电机（28BYJ-48）

28BYJ-48 是一款单极步进电机，需要 5V 电源。电机具有4线圈单极性布置，每个线圈的额定电压为+5V，因此使用Arduino，Raspberry Pi和STM32等任何微控制器都相对容易控制。但是我们需要像ULN2003这样的电机驱动IC来驱动它，因为步进电机消耗大电流，可能会损坏微控制器。

STM32F103C8

另一个需要注意的重要数据是步幅角度：5.625°/64。这意味着电机按 8 步顺序运行时每一步移动 5.625 度，完成一整圈需要 64 步（5.625*64=360）。以下数据表中提供了其他规格：

STM32F103C8

ULN2003 电机驱动器 IC

它用于根据从微控制器接收到的脉冲驱动电机。以下是ULN2003的图片图：

STM32F103C8

引脚（IN1 到 IN7）是输入引脚，（OUT 1 到 OUT 7）是相应的输出引脚。COM 被赋予输出设备所需的正源电压。步进电机的进一步连接在下面的电路图部分给出。

电路图和连接

STM32F103C8

以下是上述电路图的连接说明。

STM32F103C8 （蓝色药丸）

如下图所示，PWM引脚以波形（~）表示，有15个这样的引脚可用于步进电机的脉冲输出。我们只需要四个引脚，我们使用（PA0到PA3）。

STM32F103C8

STM32F103C8 带 ULN2003 电机驱动器 IC

引脚（PA0 至 PA3）被视为与 ULN2003 IC 的输入引脚（IN1-IN4）连接的输出引脚。

STM32F103C8的引脚	ULN2003 集成电路引脚
质保	合1
质量保证	IN2
质量保证	HNR
卡塔尔里亚尔	IN4
5V	.COM
接地	接地

ULN2003 带步进电机的集成电路（28BYJ-48）

ULN2003 IC 的输出引脚（OUT1-OUT4）连接到步进电机引脚（橙色、黄色、粉红色和蓝色）。

ULN2003 集成电路引脚	步进电机引脚
输出1	橙
输出2	黄色
输出3	粉红色
输出4	蓝
.COM	红

STM32F103C8 带电位计

电位计用于设定步进电机的速度。

电位计	STM32F103C8
左（输入）	3.3
中心（输出）	质保
右（接地）	接地

采用STM32F103C8的旋转步进电机

以下是操作步进电机的几个步骤：

通过改变电位器设置步进电机的速度。

然后通过ARDUINO IDE（工具>串行监视器）或CTRL + SHIFT + M中的串行MONITER以顺时针（+值）或逆时针方向（-值）手动输入旋转步骤。

根据串行监视器中给出的输入值，步进电机中会发生某些旋转步骤。

例如

串行监控器中给出的值	旋转
2048	（360）克莱克·怀斯
1024	(180)CLK WISE
512	(90)CLK WISE
-2048	(-360)反克利明智
-1024	(-180)反克利明智
-512	(-90)反克利明智

STM32F103C8

步进电机STM32编程

与前面的教程一样，我们通过USB端口使用Arduino IDE对STM32F103C8进行了编程，而无需使用FTDI编程器。

首先，我们必须包含步进库文件#include ，以便使用步进器函数。

#include

然后我们定义 no。旋转时要完成的步骤，这里我们使用 32，因为我们使用的是全步（4 步序列）所以（360/32 = 11.25 度）。因此，对于一步，轴移动 11.25 度，即步幅角。在 4 步序列中，一个完整的旋转需要 4 个步骤。

#define STEPS 32

我们还可以使用半步模式，其中有 8 步序列（360/64=5.625）步幅。

Steps per revolution = 360 / STEP ANGLE

当我们设置速度时，我们必须从连接到电位计的PA4中获取模拟值。所以我们必须为此声明 pin

const int speedm = PA4

然后，我们将模拟值转换为数字值，将这些值存储在整数类型的变量中，之后我们必须映射ADC值以设置速度，因此我们使用以下语句。在此处了解有关将ADC与STM32配合使用的更多信息。

int adc = analogRead(speedm);

int result = map(adc, 0, 4096, 1, 1023);

为了设置速度，我们使用stepper.setSpeed（result）;我们的速度范围为（1-1023）。

我们必须创建如下所示的实例来设置连接到电机的引脚。在这些步骤中要小心，因为大多数步骤在此模式中都会出错。它们给出了错误的模式，因此线圈无法通电。

Stepper stepper(STEPS, PA0, PA2, PA1, PA3);

以下语句用于从串行监视器获取步骤的值。例如，我们需要 2048 个值进行一次完整旋转（32*64 = 2048），即 64 将是齿轮比，32 将是一次旋转的半步序列。

rotate = Serial.parseInt();

下面的代码用于调用实例并运行电机。如果旋转值为 1，则调用函数步进器一次，完成一次移动。

stepper.step(rotate);

/STM32 stepper motor control code

//CIRCUIT DIGEST

#include // Include the Stepper motor header file

#define STEPS 32 // change this to the number of steps on your motor

const int speedm = PA4; // Pin for input speed

Stepper stepper(STEPS, PA0, PA2, PA1, PA3); // create an instance of the stepper class using the steps and pins

int rotate = 0; //declare variable rotate with 0 for input rotation.

void setup() //Setup() runs only once

{

Serial.begin(9600); //begins serial communication at 9600baud rate

pinMode(speedm,INPUT); //set pin PA4 as input

}

void loop() //loop() runs infinitely

{

if (Serial.available()>0) //Checks if serial data is entered or not in serial monitor

{

rotate = Serial.parseInt(); //gets the value for rotation from serial monitor

int adc = analogRead(speedm); //read analog value from pin PA0

int result = map(adc, 0, 4096, 0, 1023); //maps the result of ADC from (0to4096)with (0to1023)

stepper.setSpeed(result); //sets the speed of motor

stepper.step(rotate); //makes the motor to rotate

Serial.println(rotate); //prints the value you specified to rotate

}

}

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