使用STM32基本定时器输出PWM脉冲控制步进电机

我用的是指南者开发板,步进电机选用的是42步进电机,步进电机驱动器接线方式都是通用的,此处我用的是野火的步进电机驱动器,接法分为共阴极和共阳极,不过我也忘了我接的是共阴极还是共阳极,大家伙可以分别试试。

一、main.c

#include "stm32f10x.h"
#include  "tim.h"
#include  "key.h"

#define  Default_speed  3600
uint16_t NUM_ARR=Default_speed;
uint16_t Displacement=0;
uint16_t Status=1;
void delay(uint32_t count);
int main(void)
{
    Key_GPIO_Config();
    ledInit();
    TIM_Slave_config(0);
    TIM_Master_config(NUM_ARR,20);
    GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_8);
    while(1)
    {
        if(Key_Scan(STOP_ENA_PORT,STOP_ENA_PIN)==KEY_ON)
            {
                TIM_Cmd(TIM_Master,DISABLE);
                TIM_ARRPreloadConfig(TIM_Master,DISABLE);
                TIM_SetAutoreload(TIM_Master, Default_speed);
                TIM_SetCompare1(TIM_Master, Default_speed/2);
                TIM_SetCounter(TIM_Master,0);                
            }        
        if(Key_Scan(UP_DIR_PORT,UP_DIR_PIN)==KEY_ON)
            {
                if(NUM_ARR<Default_speed)
                {
                    while(NUM_ARR<Default_speed)
                    {
                            NUM_ARR+=200;
                            delay(0xffff);                    
                    }
                }
                NUM_ARR=Default_speed;
                GPIO_SetBits(OUTPUT_DIR_PORT, OUTPUT_DIR_PIN);
                StepperSwitch(DISABLE);
                delay(0x1fffff);
                StepperSwitch(ENABLE);                
            }
        if(Key_Scan(DOWN_DIR_PORT,DOWN_DIR_PIN)==KEY_ON)
            {
                if(NUM_ARR<Default_speed)
                {
                    while(NUM_ARR<Default_speed)
                    {
                            NUM_ARR+=200;
                            delay(0xffff);                    
                    }
                }
                NUM_ARR=Default_speed;
                GPIO_ResetBits(OUTPUT_DIR_PORT, OUTPUT_DIR_PIN);
                StepperSwitch(DISABLE);
                delay(0x1fffff);
                StepperSwitch(ENABLE);
            }        
        if(Key_Scan(FASTER_PORT,FASTER_PIN)==KEY_ON)
            {
                TIM_Cmd(TIM_Master,DISABLE);
                TIM_ARRPreloadConfig(TIM_Master,DISABLE);
                delay(0xffff);
                NUM_ARR-=100;
            if(NUM_ARR<MinimumSpeed)
             {
                 NUM_ARR=MinimumSpeed;
             }
                TIM_SetAutoreload(TIM_Master, NUM_ARR);
                TIM_SetCompare1(TIM_Master, NUM_ARR/2);
                TIM_ARRPreloadConfig(TIM_Master,ENABLE);
                TIM_SetCounter(TIM_Master,0);
                TIM_Cmd(TIM_Master,ENABLE);
            }
        if(Key_Scan(SLOWER_PORT,SLOWER_PIN)==KEY_ON)
            {
                TIM_Cmd(TIM_Master,DISABLE);
                TIM_ARRPreloadConfig(TIM_Master,DISABLE);
                delay(0xffff);
                NUM_ARR+=100;
            if(NUM_ARR>MaxSpeed)
             {
                 NUM_ARR=MaxSpeed;
             }
                TIM_SetAutoreload(TIM_Master, NUM_ARR);
                TIM_SetCompare1(TIM_Master, NUM_ARR/2);
                TIM_ARRPreloadConfig(TIM_Master,ENABLE);
                TIM_SetCounter(TIM_Master,0);
                TIM_Cmd(TIM_Master,ENABLE);            
            }
    }    
}

void delay(uint32_t count)
{
    for(;count!=0;count--);
}

二、定时器程序:

1.tim.h

#ifndef  __TIM_H
#define  __TIM_H

#include "stm32f10x.h"

//#define  Prescaler                 71//预分频系数

//主定时器配置

//时钟配置
#define  GPIOofTIM_MasterClockCmd   RCC_APB2PeriphClockCmd
#define  TIM_Master_PeriphClockCmd  RCC_APB1PeriphClockCmd
#define  RCC_APBXPeriph_GPIOX       RCC_APB2Periph_GPIOA
#define  RCC_APBXPeriph_TIMX        RCC_APB1Periph_TIM2
//预装载配置
#define  TIM_OCXPreload_Config      TIM_OC1PreloadConfig
//定时器通道配置
#define  TIM_Master                 TIM2
#define  TIM_Master_OCInit          TIM_OC1Init
//GPIO配置
#define  PUL_Master_GPIOX           GPIOA
#define  TIM_Master_GPIO            GPIO_Pin_0

//----------------------------------------------------------------------------------------------------

//从定时器配置

//时钟配置
#define  TIM_Slave_PeriphClockCmd   RCC_APB1PeriphClockCmd
#define  TIMSlave_RCC_APBXPeriph    RCC_APB1Periph_TIM4
//外设配置
#define  TIM_Slave                  TIM4
#define  TIM_Slave_OCInit           TIM_OC1Init
//中断配置
#define  TIM_Slave_IRQn             TIM4_IRQn
//输入触发源
#define  Slave_Input_Trigger_source TIM_TS_ITR1
//中断函数
#define  TIM_Slave_IRQHandler       TIM4_IRQHandler

void TIMSlave_NVICConfig(void);
void TIM_Slave_config(u16 PulseNum);
void TIM_Master_config(u16 arr,u16 psc);
void StepperSwitch(FunctionalState NewState);

#endif  /*__TIM_H*/

2.tim.c

#include  "tim.h"
 /**************************
 * 函数名:TIM_Master_config
 * 描述  :配置主定时器,主定时器控制步进电机转速
 * 输入  :PulseFrequency,脉冲频率,注意输入数字越大则步进电机转速越慢,PulseFrequency范围在0-65535
 * 输出  :无
 * 调用  :Pulse_output
 * 返回值:无
****************************/
void TIM_Master_config(u16 arr,u16 psc)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; 
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure; 
    GPIOofTIM_MasterClockCmd(RCC_APBXPeriph_GPIOX , ENABLE); //开启GPIO时钟
    TIM_Master_PeriphClockCmd(RCC_APBXPeriph_TIMX , ENABLE);//开启主定时器时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
      
        
        //PUL脉冲输出引脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = TIM_Master_GPIO;  //主定时器通道一的GPIO
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(PUL_Master_GPIOX, &GPIO_InitStructure);
    
    TIM_DeInit(TIM_Master);
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr-1;  //设置一个脉冲的时间                                             
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc-1;  //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值                                                     
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;               
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;            
    TIM_TimeBaseInit(TIM_Master, &TIM_TimeBaseStructure);                                      
 
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;                 
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; 
    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = arr/2;//脉冲占空比50%,设定tim_ccr的值,输出脉冲发生跳变                       
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState=TIM_OutputNState_Disable;
    TIM_Master_OCInit(TIM_Master, &TIM_OCInitStructure);     
    TIM_ARRPreloadConfig(TIM_Master, DISABLE);  // 失能TIMx在ARR上的预装载寄存器         
    TIM_OCXPreload_Config(TIM_Master, TIM_OCPreload_Enable); //使能TIMx在CCR1上的预装载寄存器        
    TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM_Master, TIM_MasterSlaveMode_Enable); 
    TIM_SelectOutputTrigger(TIM_Master, TIM_TRGOSource_Update);//使用更新事件作为触发输出信号
    TIM_Cmd(TIM_Master, DISABLE);
}

 /**************************
 * 函数名:TIM_Slave_config
 * 描述  :配置从定时器及其中断,从定时器控制步进电机转动角度
 * 输入  :PulseNum,即脉冲个数,范围在0-65535
 * 输出  :无
 * 调用  :Pulse_output
 * 返回值:无
****************************/
void TIM_Slave_config(u16 PulseNum)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure; //对应结构体声明
    TIM_Slave_PeriphClockCmd(TIMSlave_RCC_APBXPeriph, ENABLE);    
 
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = PulseNum-1;   //配置要输出的PWM脉冲个数
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =0;   //预分频系数为0 
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;     
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; 
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
    TIM_TimeBaseInit(TIM_Slave, &TIM_TimeBaseStructure);  
 
    TIM_ARRPreloadConfig(TIM_Slave, DISABLE);  // 失能TIMx在ARR上的预装载寄存器     
    TIM_ITRxExternalClockConfig(TIM_Slave, Slave_Input_Trigger_source);//设置从定时器内部触发为外部时钟模式,触发源为TIM_TS_ITRx
    TIM_SelectSlaveMode(TIM_Slave, TIM_SlaveMode_External1); //选择从定时器为从模式,主定时器更新事件所产生的出发输出上升沿作为从定时器的触发输入信号
    TIM_ITConfig(TIM_Slave, TIM_IT_Update, ENABLE); //使能从定时器中断,当从定时器的计数器溢出时产生中断
    TIMSlave_NVICConfig();

    TIM_Cmd(TIM_Slave, DISABLE);
}
 /**************************
 * 函数名:TIMSlave_NVICConfig
 * 描述  :配置从定时器中断
 * 输入  :无
 * 输出  :无
 * 调用  :Pulse_output
 * 返回值:无
****************************/
void TIMSlave_NVICConfig(void)
{
        NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;  //NVIC 对应结构体声明
        NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM_Slave_IRQn;
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
        NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
 /**************************
 * 函数名:StepperSwitch
 * 描述  :控制步进电机启动停止
 * 输入  :脉冲频率PulseFrequency,脉冲个数PulseNum,两者范围均为0-65535
 * 输出  :无
 * 调用  :主函数
 * 返回值:无
****************************/
void StepperSwitch(FunctionalState NewState)
{
    TIM_Cmd(TIM_Master, NewState);
    TIM_Cmd(TIM_Slave, NewState);
}

三、中断函数

#include "stm32f10x_it.h"
#include "stm32f10x.h"
#include  "tim.h"

extern uint16_t Status;
extern uint16_t Displacement;
void TIM_Slave_IRQHandler(void)
{
    if (TIM_GetITStatus(TIM_Slave, TIM_IT_Update) == SET)     // 更新事件:计数器溢出
    {
      Status=0;
      Displacement=0;
      TIM_ClearITPendingBit(TIM_Slave, TIM_IT_Update); // 清除中断标志位 
      TIM_Cmd(TIM_Master, DISABLE); // 关闭主定时器
      TIM_Cmd(TIM_Slave, DISABLE); // 关闭从定时器
      TIM_SetAutoreload(TIM_Slave, 0);
      TIM_SetCounter(TIM_Slave,0);                
    }
}

具体代码见

链接:https://pan.baidu.com/s/12N2VbgCiJNQ8wBMTKZDpvA 
提取码:qwer

其中software为原始版本,software(5)为最新版本,不过最新版本我并没有验证过,应该有错误,可以参考旧版本代码。

关于主从定时器,参考:(3条消息) 嵌入式STM32学习笔记(5)——定时器主从模式,精确输出PWM脉冲数量_abcvincent的博客-CSDN博客_定时器主从模式

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