stm32单片机控制28BYJ48步进电机原理及代码

 命名方式(以28BYJ48步进电机为例)

28BYJ48步进电机的编号

28-----步进电机的有效最大外径是28毫米

B-----表示步进电机

Y-----表示永磁式

J-----表示减速型

48-----表示四相八拍

工作原理

1、五线四相步进电机,不同相位得电会让步进电机的转子转动一个角度,按一定规律给不同的相位通电,就可以让步进电机连续转动,下表就是通电的顺序。

表里面的顺,逆时针的方向只是代表相位给电时序,

注:总共五条线,一个是VCC,剩下四条分别接上ABCD相

分别对应与ULN2003/ULN2003A驱动芯片的5V以及4个输入口对应连接

2、每走一个位置,都要给一定的延时,不然还没等转子到位,下一个脉冲就进来了,肯定会引起错误,导致电机堵转或者异常震动。

3、通过改变延时的时间,就可以控制电机的转速,不能太慢,也不要太快,不断调试到合理范围就行。

4、单片机IO口和电机四条相线连接时,一定不能错误,要按照顺序相连接。

5、调换得电的顺序,就可以控制电机的转向。

注意在51单片机中,为IO口置0相当于是高电平,而置1的时候相当于是低电平,和上面的图片一致(GND)

二、关键实验程序

在编写注释的时候用的是ANSI编码器,在这里部分注释可能会出现乱码,复制到编译器中就会正常显示(也注意一般用UTF-8编码器进行编写,ANSI编码器对中文不友好,一般一个汉字用的2个字符储存,所以在转存的时候就会出现乱码)

头文件

#ifndef __BSP_ULN2003_H__
#define __BSP_ULN2003_H__

#include <stm32f10x.h>
#include "bsp_SysTick.h"

#define STEPPER_ANGLE		0.703125   //  360/(4096/4)=360/512=0.703125

enum dir{Pos, Neg};   //Pos = 0, Neg = 1  //enumΪ¶¨ÒåΪö¾Ù

#define IN1_HIGH	GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_4, Bit_SET)
#define IN1_LOW		GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_4, Bit_RESET)

#define IN2_HIGH	GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_5, Bit_SET)
#define IN2_LOW		GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_5, Bit_RESET)

#define IN3_HIGH	GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_6, Bit_SET)
#define IN3_LOW		GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_6, Bit_RESET)

#define IN4_HIGH	GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_7, Bit_SET)
#define IN4_LOW		GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_7, Bit_RESET)

void ULN2003_Configuration(void);
void stepper(unsigned int dir, unsigned int speed);
void angle_control(unsigned int dir, double angle, unsigned int speed);

#endif

调用函数

/*
	Á¬Ïß±í£º
	STM32								ULN2003Çý¶¯
	PA4      	<-------> 	IN1
	PA5			<-------> 	IN2
	PA6			<-------> 	IN3
	PA7			<-------> 	IN4
	
	5V 28BYJ-48²½½øµç»ú£¬ÄÚ²¿´øÓмõËÙ×°Öà ¼õËٱȣº1/64   ²½¾à½Ç£º5.625¡ã/64£¨64¸öÂö³åת¶¯5.625¡ã£©

ÕýÏòת¶¯£º
	ËÄÏà°ËÅÄ¿ØÖÆ˳Ðò£º(A-AB-B-BC-C-CD-D-DA)
				1		2		3		4		5		6		7		8
	A			-		-		+		+		+		+		+		-
	B			+		-		-		-		+		+		+		+
	C			+		+		+		-		-		-		+		+
	D			+		+		+		+		+		-		-		-
·´Ïòת¶¯£º(DA-D-CD-C-BC-B-AB-A)
*/

#include "bsp_uln2003.h"

void ULN2003_Configuration(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7, Bit_RESET);
}

//ËٶȿØÖÆ:
/*
dir: ˳£¬ÄæʱÕëÐýת·½Ïò
speed£º×ªËÙ£¬·¶Î§[1,100]
*/
void stepper(unsigned int dir, unsigned int speed)
{
	if(dir == Pos)
	{
		//step1:
		IN1_HIGH;
		IN2_LOW;
		IN3_LOW;
		IN4_LOW;
		Delay_us(speed);
		
		//step2:	
		IN1_HIGH;
		IN2_HIGH;
		IN3_LOW;
		IN4_LOW;
		Delay_us(speed);

		//step3:		
		IN1_LOW;
		IN2_HIGH;
		IN3_LOW;
		IN4_LOW;
		Delay_us(speed);

		//step4:
		IN1_LOW;
		IN2_HIGH;
		IN3_HIGH;
		IN4_LOW;
		Delay_us(speed);

		//step5:
		IN1_LOW;
		IN2_LOW;
		IN3_HIGH;
		IN4_LOW;
		Delay_us(speed);

		//step6:
		IN1_LOW;
		IN2_LOW;
		IN3_HIGH;
		IN4_HIGH;
		Delay_us(speed);

		//step7:
		IN1_LOW;
		IN2_LOW;
		IN3_LOW;
		IN4_HIGH;
		Delay_us(speed);

		//step8:
		IN1_HIGH;
		IN2_LOW;
		IN3_LOW;
		IN4_HIGH;
		Delay_us(speed);
	}
	else
	{
		//step1:
		IN1_HIGH;
		IN2_LOW;
		IN3_LOW;
		IN4_HIGH;
		Delay_us(speed);

		//step2:		
		IN1_LOW;
		IN2_LOW;
		IN3_LOW;
		IN4_HIGH;
		Delay_us(speed);

		//step3:		
		IN1_LOW;
		IN2_LOW;
		IN3_HIGH;
		IN4_HIGH;
		Delay_us(speed);

		//step4:
		IN1_LOW;
		IN2_LOW;
		IN3_HIGH;
		IN4_LOW;
		Delay_us(speed);

		//step5:
		IN1_LOW;
		IN2_HIGH;
		IN3_HIGH;
		IN4_LOW;
		Delay_us(speed);

		//step6:
		IN1_LOW;
		IN2_HIGH;
		IN3_LOW;
		IN4_LOW;
		Delay_us(speed);

		//step7:
		IN1_HIGH;
		IN2_HIGH;
		IN3_LOW;
		IN4_LOW;
		Delay_us(speed);

		//step8:
		IN1_HIGH;
		IN2_LOW;
		IN3_LOW;
		IN4_LOW;
		Delay_us(speed);
	}
}

//½Ç¶È¿ØÖÆ£º
/*
dir: ˳£¬ÄæʱÕëÐýת·½Ïò
angle£º½Ç¶È£¬·¶Î§[0,360]
speed£º×ªËÙ£¬·¶Î§[1,100]
*/

void angle_control(unsigned int dir, double angle, unsigned int speed)
{
	int i;
	
	for(i = 0; i < angle / STEPPER_ANGLE; i++) //µ÷ÓÃ(angle / STEPPER_ANGLE)¸ö°ËÅÄ
		stepper(dir, speed);
}
//µ÷ÓÃÕâ¸öº¯Êý¿ØÖƽǶÈÓнÏСµÄÎó²î»ò˵ÊÇȱÏÝ£ºÒ»ÊÇ˵stepper(dir, speed);ÊÇÒÔ°ËÅÄΪ×îС·Ö¶ÈÖµ
//Æä´ÎÊÇ£¬forº¯ÊýÖÐ×îС²½¾àΪ1£¬ºÜÏÔÈ»angle / STEPPER_ANGLE ×î¶àÓÐÒ»¸ö°ËÅĵÄÎó²î£¬
//¼´5.624/64*8=0.703¶È£¬Ò²²»ÊǺܴ󣬿ÉÒÔºöÂÔ²»¼Æ

1、步进电机的减速比为1/64,即转子转动64圈,外面的转轴才会转动1圈

2、步进电机的步距角为5.624/64 (步进电机的定子绕组每次改变一次通电状态,步进电机外面的转轴转过的角度称步距角;即步进电机的最小旋转角度)

3、所以360/(5.624/64)≈ 4096 (步进电机外面的转轴转过一圈所需要改变定子绕组的通电状态次数)

这里补充介绍一个概念:步进角

步进电机的定子绕组每次改变一次通电状态,转子转过的角度称步进角。

(可以认为是电机内部的转子的最小旋转角度)

步进角 = (360)/m * Z * C

m-----定子相数

Z-----转子磁极对数

C-----通电方式

{ C = 1 ,单相轮流通电,双相轮流通电方式

  C = 2 , 双相轮流通电方式

1,相数:是指产生不同对极N,S磁场的激磁线圈对数

2,拍数:完成一个周期性变化所需脉冲数,以四相电机为例,有单相四拍的运行方式:(A-B-C-D),有双相四拍的运行方式:(AB-BC-CD-DA),有四相八拍的运行方式:(A-AB-B-BC-C-CD-D-DA)

这里的源码用的是双相轮流通电方式,在源码中可以看到四个相位MA,MB,MC,MD使能为高电平状态的相位数为相邻2个或1个(A-AB-B-BC-C-CD-D-DA)

步进电机的相关参数:


注意事项:由于电机的制造误差,安装误差,单片机的误差还有软件延时函数误差,这些误差累加起来之后,就会导致电机的转速、转动角度出现一定的误差。

posted @   爱吃炸鸡的小猪  阅读(1783)  评论(0编辑  收藏  举报
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