【STM32 .Net MF开发板学习-11】步进电机控制(非PWM模式)

简介:

选用的步进电机的型号为28BYJ-48(或MP28GA,5V,转速比1/64),驱动电路选用
uln2003芯片的驱动板,其控制时序图如下:

四相八拍:A->AB->B ->BC ->C ->CD ->D ->DA

其A、B、C、D指的是uln2003芯片驱动板的1N1、1N2、1N3、1N4
,波形在上表示有输入信号,波形在下表示无输入信号。

我们采用红牛开发板进行步进电机控制,为了便于接线,我们需要在红牛开发板上焊接两?
?0脚双排排阵,焊接后的红外板如下:

此外至少需要4根杜邦线,还需提供一个5V的直流电源,接线方式如下:

PC4接IN1

PC5接IN2

PC6接IN3

PC7接IN4

5V电源连接

网友fangyuan和奋斗中写了一个纯.NET MF C
#的控制代码,比较容易理解,但是由于是托管代码,需要虚拟机解释执行,所以运行效率
较低,部分代码如下:

   //四相八拍:A->AB->B->BC->C->CD->D->DA  

    while (true)  

    {  

        //A相输出高电平,BCD低  

        pios[0].Write(high);  

        pios[1].Write(low);  

        pios[2].Write(low);  

        pios[3].Write(low);  

        Thread.Sleep(sleepTime);  

       //AB相输出高电平,CD低  

        pios[0].Write(high);  

        pios[1].Write(high);  

        pios[2].Write(low);  

        pios[3].Write(low);  

        Thread.Sleep(sleepTime);  

        … …

      }

详细内容请参见fangyuan的博客文章《【.NET MF 学习笔记系列(一)】MF
控制步进电机》。

    由于步进电机一般都采用PWM控制,我最初也打算这么做,STM32
系列的芯片的时钟控制器是可以输出4路PWM的,但是研究后我觉得采用uln2003
芯片的驱动板是无法实现PWM控制的。如果硬要采用PWM控制,其中一路的PWM
(占空比)是可以实现的,但是其它三路,无法调整相位,所以目前我无法输出占空比相?
???窍辔徊煌?牟ㄐ巍?

我调整了一下思路,实现了所谓的IO Timer功能,就是采用Timer定时中断,定时处理C
#上层的IO输出要求,底层代码暂且不说了,先说一下封装后的上层接口。

    public sealed class IOTimer

    {

        public static bool Initialize(byte timer, int Compare, int psc, byte[
] pins, byte[] states);

        public static bool SetPSC(byte timer, int psc);

        public static bool Start(byte timer);

        public static bool Stop(byte timer);

        public static bool Uninitialize(byte timer);

    }

   STM32F103芯片有8个定时器,其中timer1和timer8暂且不要用,timer的取值为1~6。
timer1和timer8连接APB2总线,其它定时器连接APB1总线,APB1操作速度限于36MHz,
APB2操作于全速(最高72MHz)。Compare是计数器数值,16位最大65535,psc
预分频器数值,也是16位的,最大为65535,计数器的时钟频率CK_CNT是fCK_PSC/(PSC[15
:1]+1)。

    Psc可以实时动态调整。

    Pins数组存放要设置的IO的pin脚号,一次最多可以控制8路,states数组存放IO
的输出状态,最多可以有32个状态值,一个字节的每一位控制每一路。

    Start就是计时器开始工作,IO此时输出,Stop就是定时器停止工作,IO停止输出。

好了,在实际控制步进电机之前,我们先控制一下LED灯,让它亮一秒,灭3秒(
红牛开发板,输出0灯亮),相关代码如下:

    //LED灯控制(定时器timer6)

    byte[] pins = new byte[] { (byte)GPIO_NAMES.PF7 };

    //亮一秒,灭3秒(红牛开发板,输出0灯亮)

    byte[] control_Data = new byte[] { 0x0, 0x1, 0x1, 0x1};

    //时钟频率36M 计数60000次,在分频(599+1)次大概一秒触发一次

    IOTimer.Initialize(5, 60000, 599, pins, control_Data);

IOTimer.Start(5);

   至于控制步进电机,其代码也是非常简单,核心代码如下:

    //顺时针旋转

    static void Run()

    {

        IOTimer.Uninitialize(5);

        byte[] pins = new byte[] { (byte)GPIO_NAMES.PC4, (byte)GPIO_NAMES.PC5
, (byte)GPIO_NAMES.PC6, (byte)GPIO_NAMES.PC7 };

        byte[] control_Data = new byte[] { 0x1, 0x3, 0x2, 0x6, 0x4, 0xC, 0x8, 
0x9 };

        IOTimer.Initialize(5, 60000, 1, pins, control_Data);

        IOTimer.Start(5);  

    }

    //逆时针旋转

    static void AntiRun()

    {

        IOTimer.Uninitialize(5);

        byte[] pins = new byte[] { (byte)GPIO_NAMES.PC4, (byte)GPIO_NAMES.PC5
, (byte)GPIO_NAMES.PC6, (byte)GPIO_NAMES.PC7 };

        byte[] control_Data = new byte[] { 0x9, 0x8, 0xc, 0x4, 0x6, 0x2, 0x3, 
0x1 };

        IOTimer.Initialize(5, 60000, 1, pins, control_Data);

        IOTimer.Start(5);

    }

    //速度级别

    static void SetV(int value)

    {

        switch(value)

        {

            case 1:

                IOTimer.SetPSC(5,1); break;

            case 2:

                IOTimer.SetPSC(5,5); break;

            case 3:

                IOTimer.SetPSC(5,10); break;

        }            

    }

   完整代码请从下面的连接进行下载,最终的运行效果图如下:   

      

    至于PWM方式控制步进电机的示例,需要等我采购好相关驱动板后,再做探究。

    注:该示例程序,红牛开发板需要部署最新的V0.9.7固件。

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本文转自yefanqiu51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/yfsoft/365944,如需转载请自行联系原作者
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