將步進(jìn)電機(jī)與STM32F103C8板連接的教程

步進(jìn)電機(jī)是無刷直流電機(jī)，可以小角度旋轉(zhuǎn)，這些角度稱為步進(jìn)。一般步進(jìn)電機(jī)使用200步完成360度旋轉(zhuǎn)，意味著其每步旋轉(zhuǎn)1.8度。步進(jìn)電機(jī)用于許多需要精確旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的設(shè)備，如機(jī)器人、天線、硬盤驅(qū)動器等。我們可以通過給出適當(dāng)?shù)恼f明將步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)到任何特定角度。主要有兩種類型的步進(jìn)電機(jī)可供選擇，單極和雙極。單極更容易操作、控制，也更容易獲得。在本教程中，我們將步進(jìn)電機(jī)與STM32F103C8（藍(lán)色藥丸）板連接。

所需材料

STM32F103C8 （藍(lán)色藥丸）

步進(jìn)電機(jī)（28BYJ-48）

ULN2003 集成電路

電位器 10k

面包板

跳線

步進(jìn)電機(jī) （28BYJ-48）

28BYJ-48 是一款單極步進(jìn)電機(jī)，需要 5V 電源。電機(jī)具有4線圈單極性布置，每個(gè)線圈的額定電壓為+5V，因此使用Arduino，Raspberry Pi和STM32等任何微控制器都相對容易控制。但是我們需要像ULN2003這樣的電機(jī)驅(qū)動IC來驅(qū)動它，因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)消耗大電流，可能會損壞微控制器。

另一個(gè)需要注意的重要數(shù)據(jù)是步幅角度：5.625°/64。這意味著電機(jī)按 8 步順序運(yùn)行時(shí)每一步移動 5.625 度，完成一整圈需要 64 步（5.625*64=360）。以下數(shù)據(jù)表中提供了其他規(guī)格：

ULN2003 電機(jī)驅(qū)動器 IC

它用于根據(jù)從微控制器接收到的脈沖驅(qū)動電機(jī)。以下是ULN2003的圖片圖：

引腳（IN1 到 IN7）是輸入引腳，（OUT 1 到 OUT 7）是相應(yīng)的輸出引腳。COM 被賦予輸出設(shè)備所需的正源電壓。步進(jìn)電機(jī)的進(jìn)一步連接在下面的電路圖部分給出。

電路圖和連接

以下是上述電路圖的連接說明。

STM32F103C8 （藍(lán)色藥丸）

如下圖所示，PWM引腳以波形（~）表示，有15個(gè)這樣的引腳可用于步進(jìn)電機(jī)的脈沖輸出。我們只需要四個(gè)引腳，我們使用（PA0到PA3）。

STM32F103C8 帶 ULN2003 電機(jī)驅(qū)動器 IC

引腳（PA0 至 PA3）被視為與 ULN2003 IC 的輸入引腳 （IN1-IN4） 連接的輸出引腳。

ULN2003 帶步進(jìn)電機(jī)的集成電路 （28BYJ-48）

ULN2003 IC 的輸出引腳 （OUT1-OUT4） 連接到步進(jìn)電機(jī)引腳（橙色、黃色、粉紅色和藍(lán)色）。

STM32F103C8 帶電位計(jì)

電位計(jì)用于設(shè)定步進(jìn)電機(jī)的速度。

采用STM32F103C8的旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)

以下是操作步進(jìn)電機(jī)的幾個(gè)步驟：

通過改變電位器設(shè)置步進(jìn)電機(jī)的速度。

然后通過ARDUINO IDE（工具>串行監(jiān)視器）或CTRL + SHIFT + M中的串行MONITER以順時(shí)針（+值）或逆時(shí)針方向（-值）手動輸入旋轉(zhuǎn)步驟。

根據(jù)串行監(jiān)視器中給出的輸入值，步進(jìn)電機(jī)中會發(fā)生某些旋轉(zhuǎn)步驟。

例如

步進(jìn)電機(jī)STM32編程

與前面的教程一樣，我們通過USB端口使用Arduino IDE對STM32F103C8進(jìn)行了編程，而無需使用FTDI編程器。

首先，我們必須包含步進(jìn)庫文件#include ，以便使用步進(jìn)器函數(shù)。

#include

然后我們定義 no。旋轉(zhuǎn)時(shí)要完成的步驟，這里我們使用 32，因?yàn)槲覀兪褂玫氖侨剑? 步序列）所以 （360/32 = 11.25 度）。因此，對于一步，軸移動 11.25 度，即步幅角。在 4 步序列中，一個(gè)完整的旋轉(zhuǎn)需要 4 個(gè)步驟。

#define STEPS 32

我們還可以使用半步模式，其中有 8 步序列 （360/64=5.625） 步幅。

Steps per revolution = 360 / STEP ANGLE

當(dāng)我們設(shè)置速度時(shí)，我們必須從連接到電位計(jì)的PA4中獲取模擬值。所以我們必須為此聲明 pin

const int speedm = PA4

然后，我們將模擬值轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，將這些值存儲在整數(shù)類型的變量中，之后我們必須映射ADC值以設(shè)置速度，因此我們使用以下語句。在此處了解有關(guān)將ADC與STM32配合使用的更多信息。

int adc = analogRead(speedm);

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

為了設(shè)置速度，我們使用stepper.setSpeed（result）;我們的速度范圍為 （1-1023）。

我們必須創(chuàng)建如下所示的實(shí)例來設(shè)置連接到電機(jī)的引腳。在這些步驟中要小心，因?yàn)榇蠖鄶?shù)步驟在此模式中都會出錯(cuò)。它們給出了錯(cuò)誤的模式，因此線圈無法通電。

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

以下語句用于從串行監(jiān)視器獲取步驟的值。例如，我們需要 2048 個(gè)值進(jìn)行一次完整旋轉(zhuǎn) （32*64 = 2048），即 64 將是齒輪比，32 將是一次旋轉(zhuǎn)的半步序列。

rotate = Serial.parseInt();

下面的代碼用于調(diào)用實(shí)例并運(yùn)行電機(jī)。如果旋轉(zhuǎn)值為 1，則調(diào)用函數(shù)步進(jìn)器一次，完成一次移動。

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

}

}