STM32精确控制步进电机

qq_672592752024-09-23 11:33

目的：学习使用STM32+电机驱动器+步进电机，进行电机运动精确控制。

测试环境：

MCU主控芯片STM32F103RCT6 ；
A4988步进电机驱动器模块；
微型2相4线步进电机10mm丝杆滑台，金属丝杆安装有滑块。

10mm二相四线微型步进电机电机输出是4个引脚，需要自己焊机线，相电阻53欧，步进角度估计18度，丝杆滑块行程32mm，丝杆转一圈铜滑块大约移动行程0.4mm。步进电机重约7.3g。

主要模块之间的连接如下：

一. 电机和A4999之间的连接

|----|----|------|---|
| 导线 | 电机 | 驱动模块 | |
| 黄 | A+ | 1A | |
| 黑 | B+ | 2A | |
| 绿 | A- | 1B | |
| 红 | B- | 2B | |

二 . MCU和A4999之间的连接：

PD2 MCU --> MOTOR1_EN

PB3 MCU --> MOTOR1_MS1

PB4 MCU --> MOTOR1_MS2

PB5 MCU --> MOTOR1_MS3

PB0 MCU --> MOTOR1_STEP

PB6 MCU --> MOTOR1_DIR

关键设置一：使用TIM1作为脉冲步进输出：

关键代码一：在脉冲计数的回调函数对数据脉冲数量进行控制。

uint32_t gMotor1stPluseMax=0;
uint32_t gMotor2ndPluseMax=0;
uint32_t gMotor1stPwmCnt=0;
uint32_t gMotor2ndPwmCnt=0;
void HAL_TIM_PWM_PulseFinishedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
	if(htim->Instance == TIM1)//MOTOR1
	{
		if((HVAPI_OUTPUT_REG & 0x0002)==0) 
			MOTOR1_POS+=1;
		else 
			MOTOR1_POS-=1;

		gMotor1stPwmCnt+=1;
		if(gMotor1stPwmCnt>gMotor1stPluseMax){
			HAL_TIMEx_PWMN_Stop_IT(&htim1, TIM_CHANNEL_2);//Motor1st 停止PWM
			gMotor1stPwmCnt=0;
			gMotor1stPluseMax=0;
			gMotor1stPluseCnt=0;
		}
	}
	if(htim->Instance == TIM3)//MOTOR2
	{
		if((HVAPI_OUTPUT_REG & 0x0200)==0)
			MOTOR2_POS+=1;
		else
			MOTOR2_POS-=1;

		gMotor2ndPwmCnt+=1;
		if(gMotor2ndPwmCnt>gMotor2ndPluseMax){											                                            
           HAL_TIM_PWM_Stop_IT(&htim3, TIM_CHANNEL_2);//Motor2nd 停止PWM
		    gMotor2ndPluseMax=0;
			gMotor2ndPwmCnt=0;
			gMotor2ndPluseCnt=0;
		}
	}
}

测试结果：

在步进电机不堵转的情况下，可以实现移动距离的精确控制。

TIPs：

主程序设置电机的启动、停机、运动方向、运动的步数。
在回调函数中计算步数，当步数达到的时候，停止脉冲输出。
安全考虑：控制脉冲的最大输出数量，持续脉冲输出的时间。这样可以保护电机和滑台。