代码收藏家技术教程 2023-01-01

STM32 + A4988控制步进电机的实现

使用硬件型号为：STM32F103C8T6最小系统板、A4988模块、42步进电机(42BYGH39)

1.1 A4988介绍

引脚	功能说明	接线
EN	使能端，低电平有效	接GND或单片机IOx1
MS1/2/3	步进模式选择	不接或单片机IOx3
SLP	休眠，高电平有效	短接RST
STEP	输入脉冲，一个脉冲转一下	单片机IOx1
DIR	方向位，0/1各代表一方向	单片机IOx1
VMOT/GND	电源接口，直流供电8~35V，最大2A	12/24V电源
1A/1B/2A/2B	步进电机接线	步进电机
VDD/GND	接单片机3.3V和GND	单片机电源

1.2 接线方式

STM32与USB转TTL

STM32	USB转TTL
3.3V/5V	3.3/5V
GND	GND
PA9	RXD
PA10	TXD

STM32与A4988

STM32	A4988
3.3V/5V	VDD
GND	GND
PB6	STEP(motor.h定义)
PB7	DIR (motor.h定义)
	EN接GND
	SLP接RST

A4988与步进电机

A4988	步进电机
VMOT	12V电源+
GND	12V电源-
B2	B-
A2	B+
A1	A+
B1	A-

需要注意步进电机接线相序

A4988标注的1A、1B、2A、2B，数字代表相、ab代表正负。

步进电机标注的A+、A-、B+、B-，其中AB代表相，±代表正负。

因此接线对应方式应该是：A+和A-对应1A和1B、B+和B-对应2A和2B。比如我的步进电机为黑色A+、绿色A-、红色B+、蓝色B-，那么对应A4988的B2 A2 A1 B1，电机接线顺序就是B- B+ A+ A-（蓝-红-黑-绿）。

如果接错可能会出现电机反转，或只振动不旋转的现象。

1.2 程序设计

本程序为串口控制步进电机，改编自开发板的串口例程，另外编写了步进电机的驱动函数。

GPIO中间的延时表示速度，delay_ms(2)约0.8s每圈，delay_ms(1)约0.4s每圈。

默认情况下（全步进）一个STEP脉冲步进电机转90°。

//motor.h
#ifndef __MOTOR_H
#define __MOTOR_H	 
#include "delay.h"

//PF0-7,12-15

#define Motor_GPIO GPIOF				//PF
#define Motor_RCC RCC_APB2Periph_GPIOF
//第一个步进电机A4988的接线
#define Motor1_STEP	GPIO_Pin_1	//STEP - PF1
#define Motor1_DIR	GPIO_Pin_2	//DIR  - PF2
//第二个步进电机A4988的接线	//PB
#define Motor2_STEP	GPIO_Pin_3	//STEP - PF3
#define Motor2_DIR	GPIO_Pin_4	//DIR  - PF4

void MOTOR_Init(void);
void motor(unsigned int motor1_dir, unsigned int motor1_step, unsigned int motor2_dir, unsigned int motor2_step);



#endif

//motor.c
#include "motor.h"
/*GPIO_motornum和GPIOx用于选择电机，GPIO_direction用于选择电机方向，dir：0为逆1为正，k为90°的倍数*/
// GPIO

void MOTOR_Init()
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  RCC_APB2PeriphClockCmd(Motor_RCC,ENABLE);
	
	//Motor初始化
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = Motor1_STEP|Motor1_DIR|Motor2_STEP|Motor2_DIR;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(Motor_GPIO,&GPIO_InitStructure);	// 初始化GPIOB
	GPIO_ResetBits(Motor_GPIO,Motor1_STEP);			//初始化GPIOB_6输出低电平
	GPIO_ResetBits(Motor_GPIO,Motor1_DIR);			//初始化GPIOB_7输出低电平
	GPIO_ResetBits(Motor_GPIO,Motor2_STEP);			//初始化GPIOB_8输出低电平
	GPIO_ResetBits(Motor_GPIO,Motor2_DIR);			//初始化GPIOB_9输出低电平
}

void motor(unsigned int motor1_dir, unsigned int motor1_step, unsigned int motor2_dir, unsigned int motor2_step)
{
    unsigned int i;

		switch(motor1_dir)
		{
			case 0 : GPIO_SetBits(Motor_GPIO,Motor1_DIR); break; 
			case 1 : GPIO_ResetBits(Motor_GPIO,Motor1_DIR); break; 
			default : break; 
		}
		switch(motor2_dir)
		{
			case 0 : GPIO_SetBits(Motor_GPIO,Motor2_DIR); break; 
			case 1 : GPIO_ResetBits(Motor_GPIO,Motor2_DIR); break; 
			default : break; 
		}
		/*
		GPIO_SetBits(Motor_GPIO,Motor1_STEP);
		GPIO_SetBits(Motor_GPIO,Motor2_STEP);
		delay_ms(2);									//周期1.3ms
		GPIO_ResetBits(Motor_GPIO,Motor1_STEP);
		GPIO_ResetBits(Motor_GPIO,Motor2_STEP);
		delay_ms(2);
		*/
		for(i = 0;i < motor1_step || i < motor2_step; i++)
		{
			if(i<motor1_step)
			{
				GPIO_SetBits(Motor_GPIO,Motor1_STEP);
				delay_ms(2);									//周期1.3ms
				GPIO_ResetBits(Motor_GPIO,Motor1_STEP);
				delay_ms(2);
			}
			if(i<motor2_step)
			{
				GPIO_SetBits(Motor_GPIO,Motor2_STEP);
				delay_ms(2);									//周期1.3ms
				GPIO_ResetBits(Motor_GPIO,Motor2_STEP);
				delay_ms(2);
			}
		}

    //delay_ms(2);					//延时一会
}

//main.c
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "mbotLinuxUsart.h"//引用该头文件是使用，通信协议的前提
#include "motor.h"

#define IMAGE_WIDTH		640/2
#define IMAGE_HEIGHT	480/2

//测试发送变量
short testSend1   =1111;
short testSend2   =2222;
short testSend3   =3333;
unsigned char testSend4 = 0x05;

//测试接收变量
int testRece1     =400;
int testRece2     =300;
unsigned char testRece3 = 0x00;


int main(void)
{	
//=======================================变量定义=====================================================
	u8 dir1;
	u8 dir2;
	u16 step1;
	u16 step2;
//======================================硬件初始化====================================================
	delay_init();	    	                        //延时函数初始化	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置中断优先级分组2
	uart_init(115200);	                            //串口初始化为115200
	MOTOR_Init();				 //初始化A4988驱动

//=======================================循环程序=====================================================
	while(1)
	{
		//将需要发送到ROS的数据，从该函数发出，前三个数据范围（-32768 - +32767），第四个数据的范围(0 - 255)
		usartSendData(testSend1,testSend2,testSend3,testSend4);
		if(testRece1>IMAGE_WIDTH)
		{
			dir1=1;
			step1=testRece1-IMAGE_WIDTH;
		}
		else
		{
			dir1=0;
			step1=IMAGE_WIDTH-testRece1;
		}
		if(testRece2>IMAGE_HEIGHT)
		{
			dir2=0;
			step2=testRece2-IMAGE_HEIGHT;
		}
		else
		{
			dir2=1;
			step2=IMAGE_HEIGHT-testRece2;
		}
		motor(dir1,step1,dir2,step2);
		//必须的延时
		delay_ms(13);
	} 
}

//====================================串口中断服务程序=================================================
void USART1_IRQHandler()
{
	if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)
 	 {
		 USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);//首先清除中断标志位
		 //从ROS接收到的数据，存放到下面三个变量中
		 usartReceiveOneData(&testRece1,&testRece2,&testRece3);
	 }
}
//===========================================END=======================================================