【1】例程简介
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。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,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在,加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。
【3】操作及现象
根据bsp_STEPMOTOR.h文件中引脚定义方法连接开发板和步进电机驱动器,另外驱动器和57&42步进电机的连接自行根据电机和驱动器标识连接,驱动器需要一个24V 5A的直流电源供电。
使用开发板配套的MINI USB线连接到开发板标示“调试串口”字样的MIMI USB接口为开发板提供电源。下载完程序之后,开发板持续输出脉冲给步进电机驱动器,步进电机持续转动。
单片机源程序如下:
- /* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
- #include "StepMotor/bsp_STEPMOTOR.h"
- /* 私有类型定义 --------------------------------------------------------------*/
- /* 私有宏定义 ----------------------------------------------------------------*/
- /* 私有变量 ------------------------------------------------------------------*/
- TIM_HandleTypeDef htimx_STEPMOTOR;
- __IO uint16_t Toggle_Pulse=10; // 比较输出周期,值越小输出频率越快
- /* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*/
- /* 私有函数原形 --------------------------------------------------------------*/
- /* 函数体 --------------------------------------------------------------------*/
- /**
- * 函数功能: 驱动器相关GPIO初始化配置
- * 输入参数: 无
- * 返 回 值: 无
- * 说 明: 无
- */
- static void STEPMOTOR_GPIO_Init(void)
- {
- GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
-
- /* 引脚端口时钟使能 */
- STEPMOTOR_TIM_GPIO_CLK_ENABLE();
- STEPMOTOR_DIR_GPIO_CLK_ENABLE();
- STEPMOTOR_ENA_GPIO_CLK_ENABLE();
-
- /* 驱动器脉冲控制引脚IO初始化 */
- GPIO_InitStruct.Pin = STEPMOTOR_TIM_PUL_PIN;
- GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_OD;
- GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
- HAL_GPIO_Init(STEPMOTOR_TIM_PUL_PORT, &GPIO_InitStruct);
-
- /* 驱动器方向控制引脚IO初始化 */
- GPIO_InitStruct.Pin = STEPMOTOR_DIR_PIN;
- GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;
- GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
- HAL_GPIO_Init(STEPMOTOR_DIR_PORT, &GPIO_InitStruct);
-
- /* 驱动器脱机使能控制引脚IO初始化 */
- GPIO_InitStruct.Pin = STEPMOTOR_ENA_PIN;
- GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;
- GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
- HAL_GPIO_Init(STEPMOTOR_ENA_PORT, &GPIO_InitStruct);
-
- STEPMOTOR_DIR_FORWARD();
- STEPMOTOR_OUTPUT_ENABLE();
- }
- /**
- * 函数功能: 驱动器定时器初始化
- * 输入参数: 无
- * 返 回 值: 无
- * 说 明: 无
- */
- void STEPMOTOR_TIMx_Init(void)
- {
- TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig; // 定时器时钟
- TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig; // 定时器主模式配置
- TIM_BreakDeadTimeConfigTypeDef sBreakDeadTimeConfig; // 刹车和死区时间配置
- TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC; // 定时器通道比较输出
-
- /* 定时器基本环境配置 */
- htimx_STEPMOTOR.Instance = STEPMOTOR_TIMx; // 定时器编号
- htimx_STEPMOTOR.Init.Prescaler = STEPMOTOR_TIM_PRESCALER; // 定时器预分频器
- htimx_STEPMOTOR.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; // 计数方向:向上计数
- htimx_STEPMOTOR.Init.Period = STEPMOTOR_TIM_PERIOD; // 定时器周期
- htimx_STEPMOTOR.Init.ClockDivision=TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; // 时钟分频
- htimx_STEPMOTOR.Init.RepetitionCounter = STEPMOTOR_TIM_REPETITIONCOUNTER; // 重复计数器
- HAL_TIM_Base_Init(&htimx_STEPMOTOR);
- /* 定时器时钟源配置 */
- sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL; // 使用内部时钟源
- HAL_TIM_ConfigClockSource(&htimx_STEPMOTOR, &sClockSourceConfig);
- /* 初始化定时器比较输出环境 */
- HAL_TIM_OC_Init(&htimx_STEPMOTOR);
-
- /* 定时器主输出模式 */
- sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
- sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
- HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htimx_STEPMOTOR, &sMasterConfig);
-
- /* 刹车和死区时间配置 */
- sBreakDeadTimeConfig.OffStateRunMode = TIM_OSSR_DISABLE;
- sBreakDeadTimeConfig.OffStateIDLEMode = TIM_OSSI_DISABLE;
- sBreakDeadTimeConfig.LockLevel = TIM_LOCKLEVEL_OFF;
- sBreakDeadTimeConfig.DeadTime = 0;
- sBreakDeadTimeConfig.BreakState = TIM_BREAK_DISABLE;
- sBreakDeadTimeConfig.BreakPolarity = TIM_BREAKPOLARITY_HIGH;
- sBreakDeadTimeConfig.AutomaticOutput = TIM_AUTOMATICOUTPUT_DISABLE;
- HAL_TIMEx_ConfigBreakDeadTime(&htimx_STEPMOTOR, &sBreakDeadTimeConfig);
- /* 定时器比较输出配置 */
- sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_TOGGLE; // 比较输出模式:反转输出
- sConfigOC.Pulse = Toggle_Pulse; // 脉冲数
- sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH; // 输出极性
- sConfigOC.OCNPolarity = TIM_OCNPOLARITY_LOW; // 互补通道输出极性
- sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE; // 快速模式
- sConfigOC.OCIdleState = TIM_OCIDLESTATE_RESET; // 空闲电平
- sConfigOC.OCNIdleState = TIM_OCNIDLESTATE_RESET; // 互补通道空闲电平
- HAL_TIM_OC_ConfigChannel(&htimx_STEPMOTOR, &sConfigOC, STEPMOTOR_TIM_CHANNEL_x);
- /* STEPMOTOR相关GPIO初始化配置 */
- STEPMOTOR_GPIO_Init();
-
- /* 配置定时器中断优先级并使能 */
- HAL_NVIC_SetPriority(STEPMOTOR_TIMx_IRQn, 0, 0);
- HAL_NVIC_EnableIRQ(STEPMOTOR_TIMx_IRQn);
- }
- /**
- * 函数功能: 基本定时器硬件初始化配置
- * 输入参数: htim_base:基本定时器句柄类型指针
- * 返 回 值: 无
- * 说 明: 该函数被HAL库内部调用
- */
- void HAL_TIM_Base_MspInit(TIM_HandleTypeDef* htim_base)
- {
- if(htim_base->Instance==STEPMOTOR_TIMx)
- {
- /* 基本定时器外设时钟使能 */
- STEPMOTOR_TIM_RCC_CLK_ENABLE();
- }
- }
- /**
- * 函数功能: 基本定时器硬件反初始化配置
- * 输入参数: htim_base:基本定时器句柄类型指针
- * 返 回 值: 无
- * 说 明: 该函数被HAL库内部调用
- */
- void HAL_TIM_Base_MspDeInit(TIM_HandleTypeDef* htim_base)
- {
- if(htim_base->Instance==STEPMOTOR_TIMx)
- {
- /* 基本定时器外设时钟禁用 */
- STEPMOTOR_TIM_RCC_CLK_DISABLE();
- HAL_GPIO_DeInit(STEPMOTOR_TIM_PUL_PORT,STEPMOTOR_TIM_PUL_PIN);
- HAL_GPIO_DeInit(STEPMOTOR_DIR_PORT,STEPMOTOR_DIR_PIN);
- HAL_GPIO_DeInit(STEPMOTOR_ENA_PORT,STEPMOTOR_ENA_PIN);
-
- HAL_NVIC_DisableIRQ(STEPMOTOR_TIMx_IRQn);
- }
- }
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