• STM32+TMC2209控制步进电机正反转。


    1. 步进电机介绍

    • 本实验采用2项步进电机,电机只有2项,A+\A-\B+\B-。
    • 电机步距角1.8°
      在这里插入图片描述

    2 驱动器TMC2209介绍

    2.1 引脚图及其功能

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    2.2 细分介绍

    在这里插入图片描述

    • 8细分控制精度=1.8°/8=0.225°,电机转一周需要1600个脉冲。
    • 16细分控制精度=1.8°/16=0.1125°,电机转一周需要3200个脉冲。
    • 32细分控制精度=1.8°/32=0.05625°,电机转一周需要6400个脉冲。
    • 64细分控制精度=1.8°/64=0.0140625°,电机转一周需要12800个脉冲。
      满足绝大多数精度场景,如低精度机床、家电、3D打印等。

    2.3 TMC控制驱动器接法

    这里只需要使用13个引脚
    EN:控制器使能引脚,接GND, 电机才能工作。
    DIR:控制方向,这个引脚的高\低电平分别控制正\反转
    VM:给电机的电压(4.75—>28VDC),可以选择24V电源供电,没24V直流电源可以在网上买一个。电机电压5V可能导致电机丢步,尽量选择24V的直流电源。
    GND:VM的GND
    STEP: 控制脉冲,一个占空比为50%高电平、一个占空比50%的低电平为一个脉冲。
    MS1\MS2: 控制细分,参考2.2节
    VDD: 给TMC2209供电,供+5V供电。
    GND: VDD的GND
    A1\A2\B1\B2: 参考第1节的电机。

    3 控制器介绍

    • STM32F103ZET6(正点原子V3)

    3.1 确定控制引脚

    • 将下面的引脚与2.3的引脚连接,具体位置如下图红圈位置。
      DIR: PF12/FSMC_A6
      STEP: PG1/FSMC_A11
      EN: PF14/FSMC_A8
      MS1: PF15/FSMC_A9
      MS2: PG0/FSMC_VA10
      VDD: 见下图红圈位置
      GND: 见下图红圈位置
      在这里插入图片描述

    3.2 UBEMX配置

    3.2.1 GPIO配置

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    3.2.2 NVIC配置

    在这里插入图片描述在这里插入图片描述

    3.2.3 RCC配置

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    3.2.4 SYS配置

    • 用的ST-link V2的仿真器,选择下面这个:
      在这里插入图片描述

    3.2.5 USRAT2配置(PS:没用上可以跳过)

    在这里插入图片描述

    3.2.6 保存并生成工程

    在这里插入图片描述

    4 代码部分

    主要修改main.c,其他的不用管。

    /* USER CODE BEGIN Header */
    /**
      ******************************************************************************
      * @file           : main.c
      * @brief          : Main program body
      ******************************************************************************
      * @attention
      *
      * Copyright (c) 2024 STMicroelectronics.
      * All rights reserved.
      *
      * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
      * in the root directory of this software component.
      * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
      *
      ******************************************************************************
      */
    /* USER CODE END Header */
    /* Includes ------------------------------------------------------------------*/
    #include "main.h"
    #include "usart.h"
    #include "gpio.h"
    
    /* Private includes ----------------------------------------------------------*/
    /* USER CODE BEGIN Includes */
    
    /* USER CODE END Includes */
    
    /* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
    /* USER CODE BEGIN PTD */
    
    /* USER CODE END PTD */
    
    /* Private define ------------------------------------------------------------*/
    /* USER CODE BEGIN PD */
    
    /* USER CODE END PD */
    
    /* Private macro -------------------------------------------------------------*/
    /* USER CODE BEGIN PM */
    
    /* USER CODE END PM */
    
    /* Private variables ---------------------------------------------------------*/
    // UART_HandleTypeDef huart2a;
    /* USER CODE BEGIN PV */
    
    /* USER CODE END PV */
    
    /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
    // static void MX_GPIO_Init(void);
    // static void MX_USART2_UART_Init(void);
    void SystemClock_Config(void);
    /* USER CODE BEGIN PFP */
    
    /* USER CODE END PFP */
    
    /* Private user code ---------------------------------------------------------*/
    /* USER CODE BEGIN 0 */
    void SubdivisionSet(uint8_t i);												//细分设置
    void MoveStep(uint8_t DIR_Flag,uint32_t Step);				//电机移动多少步
    /* USER CODE END 0 */
    
    /**
      * @brief  The application entry point.
      * @retval int
      */
    int main(void)
    {
    
      /* USER CODE BEGIN 1 */
    
      /* USER CODE END 1 */
    
      /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
    
      /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
      HAL_Init();
    
      /* USER CODE BEGIN Init */
    
      /* USER CODE END Init */
    
      /* Configure the system clock */
      SystemClock_Config();
    
      /* USER CODE BEGIN SysInit */
    
      /* USER CODE END SysInit */
    
      /* Initialize all configured peripherals */
      MX_GPIO_Init();
      MX_USART2_UART_Init();
      /* USER CODE BEGIN 2 */
    	SubdivisionSet(64);													//细分设置为64
    	HAL_GPIO_WritePin(GPIOG,STEP_Pin, GPIO_PIN_SET);
    																							//STEP设置为高
    
      /* USER CODE END 2 */
    
      /* Infinite loop */
      /* USER CODE BEGIN WHILE */
      while (1)
      {
        /* USER CODE END WHILE */
    		MoveStep(1,12800*10);													//正转一圈
    		HAL_Delay(2000);														//延时2S
    		MoveStep(0,12800*10);													//反转一圈
    		HAL_Delay(2000);														//延时2S
        /* USER CODE BEGIN 3 */
      }
      /* USER CODE END 3 */
    }
    
    /**
      * @brief SubdivisionSet
    	* 细分设置
      * @retval None
      */
    void SubdivisionSet(uint8_t i)
    {
    	if(i==8)
    	{
    		HAL_GPIO_WritePin(GPIOG,MS2_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    		HAL_GPIO_WritePin(GPIOF,MS1_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    	}
    	else 	if(i==32)
    	{
    		HAL_GPIO_WritePin(GPIOG,MS2_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    		HAL_GPIO_WritePin(GPIOF,MS1_Pin, GPIO_PIN_SET);
    	}
    	else 	if(i==64)
    	{
    		HAL_GPIO_WritePin(GPIOG,MS2_Pin, GPIO_PIN_SET);
    		HAL_GPIO_WritePin(GPIOF,MS1_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    	}
    	else
    	{
    		HAL_GPIO_WritePin(GPIOG,MS2_Pin, GPIO_PIN_SET);
    		HAL_GPIO_WritePin(GPIOF,MS1_Pin, GPIO_PIN_SET);
    	}
    }
    /**
      * @brief DelayNop
    	* 延时
      * @retval None
      */
    void DelayNop(uint8_t i)
    {
    	uint32_t 	j;
    	do
    	{
    		for(j=0;j<100;j++){;}
    	}while(i--);
    }
    /**
      * @brief MoveStep
    	* 电机移动多少步
      * @retval None
      */
    void MoveStep(uint8_t DIR_Flag,uint32_t Step)
    {
    	//uint8_t		j=200;
    	uint32_t		j=1;
    	uint32_t 	i;
    	
    	//电机使能
    	HAL_GPIO_WritePin(GPIOF,EN_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    	
    	if(DIR_Flag)
    	{
    		//正转
    		HAL_GPIO_WritePin(GPIOF,DIR_Pin, GPIO_PIN_SET);
    	}
    	else
    	{
    		//反转
    		HAL_GPIO_WritePin(GPIOF,DIR_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    	}
    	
    	for(i=0;i<Step;i++)
    	{
    		//发送脉冲
    		HAL_GPIO_WritePin(GPIOG,STEP_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    		
    		//if(j>1)	j--;
    		//else;		
    		DelayNop(j);
    		HAL_GPIO_WritePin(GPIOG,STEP_Pin, GPIO_PIN_SET);
    		DelayNop(j);
    	}
    	
    	HAL_Delay(10);
    	//电机非使能
    	HAL_GPIO_WritePin(GPIOF,EN_Pin, GPIO_PIN_SET);
    }
    /**
      * @brief System Clock Configuration
      * @retval None
      */
    void SystemClock_Config(void)
    {
      RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
      RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
    
      /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
      * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
      */
      RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
      RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
      RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
      RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
      RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI_DIV2;
      RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
      if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
      {
        Error_Handler();
      }
    
      /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
      */
      RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                                  |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
      RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
      RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
      RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
      RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
    
      if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_1) != HAL_OK)
      {
        Error_Handler();
      }
    }
    
    /* USER CODE BEGIN 4 */
    /**
      * @brief USART2 Initialization Function
      * @param None
      * @retval None
      */
    //void MX_USART2_UART_Init(void)
    //{
    
    //  /* USER CODE BEGIN USART2_Init 0 */
    
    //  /* USER CODE END USART2_Init 0 */
    
    //  /* USER CODE BEGIN USART2_Init 1 */
    
    //  /* USER CODE END USART2_Init 1 */
    //  huart2a.Instance = USART2;
    //  huart2a.Init.BaudRate = 115200;
    //  huart2a.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
    //  huart2a.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
    //  huart2a.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
    //  huart2a.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
    //  huart2a.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
    //  huart2a.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
    //  if (HAL_UART_Init(&huart2a) != HAL_OK)
    //  {
    //    Error_Handler();
    //  }
      /* USER CODE BEGIN USART2_Init 2 */
    
      /* USER CODE END USART2_Init 2 */
    
    //}
    
    /**
      * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
      * @retval None
      */
    void Error_Handler(void)
    {
      /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
      /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
      __disable_irq();
      while (1)
      {
      }
      /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
    }
    
    #ifdef  USE_FULL_ASSERT
    /**
      * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
      *         where the assert_param error has occurred.
      * @param  file: pointer to the source file name
      * @param  line: assert_param error line source number
      * @retval None
      */
    void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
    {
      /* USER CODE BEGIN 6 */
      /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
         ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
      /* USER CODE END 6 */
    }
    #endif /* USE_FULL_ASSERT */
    
    
    • 这边的代码是选择64细分,正转10圈-等待2S-反转10圈-等待2S。
      在这里插入图片描述
    • 编译代码烧录到单板
      仿真器配置参考link中13节。
      在这里插入图片描述
    • 这样,就可以控制电机正反转啦。
      ps: 正点原子STM32战舰版V3的板子每次烧录需要摁红色reset按钮,烧录才能生效。
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