【STM32】使用HAL库对ULN2003控制28BYJ-48步进电机

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移，通过控制施加在电机线圈上的电脉冲顺序、频率和数量，可以控制步进电机的转向、速度和旋转角度。

配合以直线运动执行机构(螺纹丝杆)或齿轮箱装置，更可以实现更加复杂、精密的线性运动控制要求。

在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响。

当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为"步距角"。

它的旋转是以固定的角度一步一步运行的，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的。同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

步进电机28BYJ-48名称含义:

28:表示步进电机的有效最大外径为28毫米

B:表示步进电机"步"字汉语拼音首字母

Y:表示永磁式"永"字汉语拼音首字母，永磁式表示转子为永磁体

J:表示减速型"减"字汉语拼音首字母

BYJ:组合即为永磁式减速步进电机

48:表示四相八拍，后续介绍

5V:表示额定电压为5V，且为直流电压

此步进电机有五根线（12345），5为公共端，假设5接VCC，1-4接GND。那么1-5、2-5、3-5、4-5为四条通路，称为五线四相。

如果1-5导通，然后1-5断开的同时2-5导通，接着2-5断开，3-5导通，之后3-5断开，4-5导通，之后4-5断开，1-5导通。如此循环下去，称之为四拍。

因为四拍的步距角过大，所以可以选择在两路交接的时候，让两路都导通一段时间，可以减少步距角。如下表八拍的表示方法：

若假设正转的分配顺序是1-8，则反转的分配顺序就是8-1。

查阅28BYJ-48的手册，其步距角是5.625/64度，减速比是1/64。

控制步进电机，说白了就是控制GPIO的高低电平。

此步进电机需要驱动板驱动，使用ULN2003，实物如下图所示。

当IN输入为0时，控制引脚不工作；当IN输入为1时，控制引脚输出为1。

只需要对IN1-4分别设置不同的电平，便可实现电机的运转和方向控制。

通过cubeMX设置外部时钟还有GPIO输出，使用STM32F407ZGT6。

设置时钟树

生成代码。

最终代码：

cpp 复制代码

//为了编程方便，首先宏定义一些代码
#define MOTOR_A_H HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_SET);
#define MOTOR_A_L HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET);
	
#define MOTOR_B_H HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET);
#define MOTOR_B_L HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET);
	
#define MOTOR_C_H HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_SET);
#define MOTOR_C_L HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_RESET);
	
#define MOTOR_D_H HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_SET);
#define MOTOR_D_L HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_RESET);

void MOTOR_CONTROL(uint16_t direction)//对电机进行控制，使用八拍
{
	static uint8_t step=0;
	if(1== direction)//控制电机方向
	{
		if(0==step)
		{
			step=8;
		}
		step--;
	}	
	else if(0== direction)
	{
		step++;
		if(8==step)
		{
			step=0;
		}
	}
	if(0==step)
	{
		MOTOR_A_H;
		MOTOR_B_L;
		MOTOR_C_L;
		MOTOR_D_L;
	}
	else if(1==step)
	{
		MOTOR_A_H;
		MOTOR_B_H;
		MOTOR_C_L;
		MOTOR_D_L;
	}
	else if(2==step)
	{
		MOTOR_A_L;
		MOTOR_B_H;
		MOTOR_C_L;
		MOTOR_D_L;
	}
	else if(3==step)
	{
		MOTOR_A_L;
		MOTOR_B_H;
		MOTOR_C_H;
		MOTOR_D_L;
	}
	else if(4==step)
	{
		MOTOR_A_L;
		MOTOR_B_L;
		MOTOR_C_H;
		MOTOR_D_L;
	}
	else if(5==step)
	{
		MOTOR_A_L;
		MOTOR_B_L;
		MOTOR_C_H;
		MOTOR_D_H;
	}
	else if(6==step)
	{
		MOTOR_A_L;
		MOTOR_B_L;
		MOTOR_C_L;
		MOTOR_D_H;
	}
	else if(7==step)
	{
		MOTOR_A_H;
		MOTOR_B_L;
		MOTOR_C_L;
		MOTOR_D_H;
	}
}

void Step_MOTOR_Start(uint16_t angle,uint8_t direction)//电机启动
{
	int i=0;
	int pulse =(int)((float)(angle*64/5.625));//脉冲与步距角的关系
	for(i=0;i<pulse;i++)
	{
		MOTOR_CONTROL(direction);
		HAL_Delay(2);
	}
}

void Step_MOTOR_Stop(void)//四相都是低电平代表电机停止
{
	MOTOR_A_L;
	MOTOR_B_L;
	MOTOR_C_L;
	MOTOR_D_L;
}
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
	Step_MOTOR_Start(360,0);
	Step_MOTOR_Stop();
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {

    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}