STM32步进电机驱动全解析（上） | 零基础入门STM32第五十七步

主题	内容	教学目的/扩展视频
步进电机	电路原理，跳线设置，驱动程序，调用控制。	熟悉驱动程序，能调用控制。

师从洋桃电子，杜洋老师

📑文章目录

- 一、步进电机核心原理图解
- 二、核心特性与优势
- 三、关键驱动方式对比
- - [3.1 四拍驱动（整步模式）](#3.1 四拍驱动（整步模式）)
  - [3.2 八拍驱动（半步模式）](#3.2 八拍驱动（半步模式）)
- 四、电机结构与接线方案
- - [4.1 常见型号参数](#4.1 常见型号参数)
  - [4.2 五线四相接法示例](#4.2 五线四相接法示例)
- 五、驱动电路设计规范
- - [5.1 典型电路原理](#5.1 典型电路原理)
- 六、使用注意事项
- - [6.1 操作规范](#6.1 操作规范)
  - [6.2 故障处理指南](#6.2 故障处理指南)
- 七、工业级应用案例
- - [7.1 CNC机床进给系统](#7.1 CNC机床进给系统)
  - [7.2 参数配置要点](#7.2 参数配置要点)
- 八、相关资源
- 总结

（图1：开发板与步进电机部分连接示意图）

一、步进电机核心原理图解

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          +-----------------+
          |  STM32控制器    |
          |  (脉冲信号输出)  |
          +--------+--------+
                   |
                   ▼
          +--------+--------+
          |  驱动电路       |◄──电流放大与保护
          | (ULN2003/L298N) |
          +--------+--------+
                   |
                   ▼
+-----------------+    |    +-----------------+
| 线圈组           |    |    | 永磁转子         |
| A/B/C/D相        +───►    | 按脉冲顺序转动    |
| 顺序通电         |         | 步距角精准控制    |
+-----------------+         +-----------------+

二、核心特性与优势

开环控制：无需编码器反馈
精准定位：步距角0.9°-15°可选
低速高扭：直接驱动负载
快速响应：启停时间<10ms

三、关键驱动方式对比

3.1 四拍驱动（整步模式）

脉冲1 A相脉冲2 B相脉冲3 C相脉冲4 D相循环通电通电通电通电重复序列脉冲1 A相脉冲2 B相脉冲3 C相脉冲4 D相循环

步距角：90°（四相电机）
特点：扭矩大、控制简单
适用场景：搬运机械臂

3.2 八拍驱动（半步模式）

脉冲1 A相脉冲2 A相➕B相脉冲3 B相脉冲4 B相➕C相脉冲5 C相脉冲6 C相➕D相脉冲7 D相脉冲8 D相➕A相通电同时通电通电同时通电通电同时通电通电同时通电脉冲1 A相脉冲2 A相➕B相脉冲3 B相脉冲4 B相➕C相脉冲5 C相脉冲6 C相➕D相脉冲7 D相脉冲8 D相➕A相

步距角：45°（分辨率提升2倍）
特点：运行平稳、精度高
适用场景：3D打印机喷头

四、电机结构与接线方案

4.1 常见型号参数

类型	相数	引线数	典型步距角	驱动电压
四线二相	2	4	1.8°	12V
五线四相	4	5	0.9°	24V
六线双极	2	6	1.2°	36V

🔍步进电机常见型号参数扩展说明

4.2 五线四相接法示例

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        +-----+
        | STM32|
        +--+--+
           |
           |  GPIO
        +--+--+
        | ULN2003 
        +--+--+
           |
           |  A/B/C/D相
        +--+--+
        | 电机 |
        +-----+
  公共端接VCC

五、驱动电路设计规范

5.1 典型电路原理

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          +12V
           │
           ├──► ULN2003 COM
           │
STM32 PB0──┤◄ IN1─┬─► 电机A相
STM32 PB1──┤◄ IN2─┼─► 电机B相  
STM32 PB2──┤◄ IN3─┼─► 电机C相
STM32 PB3──┤◄ IN4─┴─► 电机D相
           │
          GND

关键元件：

续流二极管：1N5819（快速恢复）
限流电阻：0.5Ω/2W
滤波电容：100μF电解+0.1μF陶瓷

六、使用注意事项

6.1 操作规范

电压匹配：不超过标称电压的±10%
散热要求：持续工作温度<80℃
禁止堵转：机械卡死时立即断电
细分驱动：采用TMC2209等驱动器实现1/256步

6.2 故障处理指南

现象	可能原因	解决方案
电机振动异响	脉冲频率超出范围	降低至共振频率以下
定位失准	丢步现象	增加驱动电流10%-20%
驱动芯片发烫	散热不足	加装散热片或风扇

七、工业级应用案例

7.1 CNC机床进给系统

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         +--------------+
         | STM32控制器  |
         +------+-------+
                |
         +------+-------+
         | 细分驱动器   |◄──256细分
         +------+-------+
                |
         +------+-------+
         | 57HS09电机   |◄──NEMA23标准
         +--------------+

7.2 参数配置要点

脉冲当量：丝杠导程/(步距角×细分)
加速度曲线：S型加减速算法
过载保护：实时电流监测

八、相关资源

1\] [洋桃电子B站课程-STM32入门100步](http://www.doyoung.net/) \[2\] [STM32F103xx官方数据手册](https://item.szlcsc.com/datasheet/STM32F103C8T6/9243.html?spm=sc.gb.xds.a&lcsc_vid=QVgNUFNfRVFcVVJfQ1VWVFEHQ1RYBgcDFFgIAVIHQVQxVlNSR1FYUFZUT1FaXjsOAxUeFF5JWBYZEEoVDQ0NFAdIFA4DSA%3D%3D) \[3\] [STM32F103X8-B数据手册（中文）](https://pan.baidu.com/s/1Sst3ViMD2NsVCGrL7tS7Mw?pwd=w48k) \[4\] [STM32F103固件函数库用户手册（中文）](https://pan.baidu.com/s/1YOrsuYdEYKuwpmFLE1vPUA?pwd=ix56) \[5\] [按键控制步进电机程序](https://pan.baidu.com/s/1hhfpEQamQoFkVO6y3z4_rw?pwd=gzhr) \[6\] [步进电机的原理与驱动.pptx](https://pan.baidu.com/s/1HF3TC3G72mdP3JnI7BHAoA?pwd=uvst) *** ** * ** *** ### 总结 本文系统阐述了步进电机的驱动原理与实践方案，关键点包括： 1. **驱动模式选择**：四拍/八拍的适用场景对比 2. **硬件设计规范**：驱动电路保护元件选型 3. **工业应用技巧**：细分驱动与运动控制算法 实际开发中需特别注意： * 电机与驱动器的功率匹配 * 机械系统的共振点规避 * 长期运行的散热管理 通过合理配置驱动参数，步进电机可广泛应用于自动化设备、医疗仪器等精密控制领域，为工业4.0提供可靠的运动控制解决方案。 *** ** * ** *** 💬 技术讨论（请在评论区留言\~） *** ** * ** *** > **📌 下期预告** ：下一期将探讨步进电机驱动程序分析，欢迎持续关注！ > > [点击查阅🔍往期【STM32专栏】文章](https://blog.csdn.net/liwangsb2/category_12899382.html) > > **版权声明** ：本文采用\[CC BY-NC-SA 4.0\]协议，转载请注明来源 > **实测开发版** ：洋桃1号开发版（基于STM32F103C8T6） > **更新日志**： > > * v1.0 初始版本（2025-03-09）