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1 简介

Hi，大家好，这里是丹成学长，今天向大家介绍如何使用单片机控制步进电机

大家可用于 课程设计 或 毕业设计

单片机-嵌入式毕设选题大全及项目分享:

https://blog.csdn.net/m0_71572576/article/details/125409052

2 步进电机介绍

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：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（即步进角），多用于雕刻机、3D打印机等需要精确控制的设备。本篇使用ULN2003驱动五线四相减速步进电机。

• 步进电机每次能转动的最小角度叫做步距角。
• 每当步进电机接收到一个驱动信号后，步进电机将按照一定的方向转动一个固定的角度。
• 通过控制脉冲的个数来精确的控制步进电机的角位移量，通过控制脉冲的频率来控制电机转动的速度及加速度，从而达到调速的目的。
• 步进电机按照相数不同分为单相、双相、多相三种，励磁方式分为1相励磁方式和2相励磁方式。
• 本文使用的步进电机型号为28BYJ-48，1相励磁方式驱动，通过给ABCD四相依次通电来实现转自不停转动。

3 A4988驱动介绍

由于一般的开发板的通用IO驱动能力有限，有些外设不能直接使用IO进行驱动，需要借助一些驱动电路间接控制大功率器件。A4988是大电流驱动阵列，多用于单片机、智能仪表、PLC、数字量输出卡等控制电路中，可直接驱动继电器等负载。

4 电机启动代码

#include "a4988.h"
#include "delay.h"

/*
STEP1 PDout(15)
SDIR1 PGout(2)  
STEP2 PDout(14)
SDIR2 PGout(3)  
STEP3 PDout(13)
SDIR3 PGout(4)  
STEP4 PDout(12)
SDIR4 PGout(5)  

MSTEP PDout(15) //固定芯片步进STEP
MDIR  PGout(2)  //固定芯片步进DIR
CSTEP PDout(14) //磁铁步进STEP
CDIR  PGout(3)  //磁铁步进DIR
RSTEP PDout(13) //蠕动泵STEP
RDIR  PGout(4)  //蠕动泵DIR
USTEP PDout(12) //超声步进电机STEP
UDIR  PGout(5)  //超声步进电机DIR
*/

//方向脚初始化
void Step_DIR_Init(void)
{
 GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
 
 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOG, ENABLE);   //使能PG端口时钟
    
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5;  //端口配置
 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;        //推挽输出
 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;       //IO口速度为50MHz
 GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);                  //根据设定参数初始化
 GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_2);                         
 GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_3);    
 GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_4);        
 GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_5);    
}

//脉冲初始化，公用定时器4，重映射，4路频率会被一起改变
void Step_Pulse_Init(u16 arr,u16 psc)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
    
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);    //使能定时器4时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);  //使能GPIO外设和AFIO复用功能模块时钟
    
    GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_TIM4, ENABLE); //Timer4重映射   
    
   //设置该引脚为复用输出功能,输出TIM4的PWM脉冲波形
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15; //TIM_CH4
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //复用推挽输出   
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO
    
    //！！！！！配置完复用功能后，此时输出为低电平，似乎难以修改
    
   //初始化TIM4
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值 
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
    TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位

    //初始化TIM4 Channel_1234 PWM模式     
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式1
    //TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Disable; //关闭比较输出使能
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性:TIM输出比较极性高
    
    TIM_OC1Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM4 OC1
    //TIM_OC1PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM4在CCR1上的预装载寄存器
    
    TIM_OC2Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM4 OC2
    //TIM_OC2PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM4在CCR2上的预装载寄存器
    
    TIM_OC3Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM4 OC3
    //TIM_OC3PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM4在CCR3上的预装载寄存器
    
    TIM_OC4Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM4 OC4
    //TIM_OC4PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM4在CCR4上的预装载寄存器
 
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_1,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道1
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_2,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道2
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_3,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道3
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_4,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道4
    
    TIM_Cmd(TIM4, DISABLE);  //先不使能TIM4 
}



//芯片电机运动
void Mstep_move(u8 dir,u16 frequency)
{
    MDIR = dir;     
    Step_Pulse_Init((u16)(100000/frequency-1),719);
    TIM_SetCompare4(TIM4,(u16)(50000/frequency));
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_4,TIM_CCx_Enable);//开启TIM4通道4
    TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);//必须放在最后使能

}
//芯片电机停止
void Mstep_stop(void)
{   
    TIM_SetCompare4(TIM4,0);    
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_1,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道1
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_2,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道2
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_3,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道3
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_4,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道4
    TIM_Cmd(TIM4, DISABLE);
}


//磁铁电机运动
void Cstep_move(u8 dir,u16 frequency)
{
    CDIR = dir;     
    Step_Pulse_Init((u16)(100000/frequency-1),719);
    TIM_SetCompare3(TIM4,(u16)(50000/frequency));
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_3,TIM_CCx_Enable);//开启TIM4通道3
    TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);//必须放在最后使能

}
//磁铁电机停止
void Cstep_stop(void)
{   
    TIM_SetCompare3(TIM4,0);
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_1,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道1
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_2,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道2
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_3,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道3
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_4,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道4
    TIM_Cmd(TIM4, DISABLE);
}

//超声电机运动
void Ustep_move(u8 dir,u16 frequency)
{
    UDIR = dir;     
    Step_Pulse_Init((u16)(100000/frequency-1),719);
    TIM_SetCompare1(TIM4,(u16)(50000/frequency));
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_1,TIM_CCx_Enable);//开启TIM4通道1
    TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);//必须放在最后使能

}
//超声电机停止
void Ustep_stop(void)
{   
    TIM_SetCompare1(TIM4,0);
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_1,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道1
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_2,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道2
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_3,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道3
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_4,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道4
    TIM_Cmd(TIM4, DISABLE);//USTEP会随波形停在高或低
}

//蠕动泵抽取
void Rstep_move(u8 dir,u16 frequency)
{
    RDIR = dir;     
    Step_Pulse_Init((u16)(100000/frequency-1),719);
    TIM_SetCompare2(TIM4,(u16)(50000/frequency));
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_2,TIM_CCx_Enable);//开启TIM4通道2
    TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);//必须放在最后使能

}
//蠕动泵停止
void Rstep_stop(void)
{   
    TIM_SetCompare2(TIM4,0);
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_1,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道1
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_2,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道2
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_3,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道3
    TIM_CCxCmd(TIM4,TIM_Channel_4,TIM_CCx_Disable);//关闭TIM4通道4
    TIM_Cmd(TIM4, DISABLE);//RSTEP会随波形停在高或低
}
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