stm32单片机控制28BYJ48步进电机原理及代码

 命名方式（以28BYJ48步进电机为例）

28BYJ48步进电机的编号

28-----步进电机的有效最大外径是28毫米

B-----表示步进电机

Y-----表示永磁式

J-----表示减速型

48-----表示四相八拍

工作原理

1、五线四相步进电机，不同相位得电会让步进电机的转子转动一个角度，按一定规律给不同的相位通电，就可以让步进电机连续转动，下表就是通电的顺序。

表里面的顺，逆时针的方向只是代表相位给电时序，

注：总共五条线，一个是VCC,剩下四条分别接上ABCD相

分别对应与ULN2003/ULN2003A驱动芯片的5V以及4个输入口对应连接

2、每走一个位置，都要给一定的延时，不然还没等转子到位，下一个脉冲就进来了，肯定会引起错误，导致电机堵转或者异常震动。

3、通过改变延时的时间，就可以控制电机的转速，不能太慢，也不要太快，不断调试到合理范围就行。

4、单片机IO口和电机四条相线连接时，一定不能错误，要按照顺序相连接。

5、调换得电的顺序，就可以控制电机的转向。

注意在51单片机中，为IO口置0相当于是高电平，而置1的时候相当于是低电平，和上面的图片一致（GND）

二、关键实验程序

在编写注释的时候用的是ANSI编码器，在这里部分注释可能会出现乱码，复制到编译器中就会正常显示（也注意一般用UTF-8编码器进行编写，ANSI编码器对中文不友好，一般一个汉字用的2个字符储存，所以在转存的时候就会出现乱码）

头文件

#ifndef __BSP_ULN2003_H__
#define __BSP_ULN2003_H__#include
#include "bsp_SysTick.h"#define STEPPER_ANGLE 0.703125 // 360/(4096/4)=360/512=0.703125enum dir{Pos, Neg}; //Pos = 0, Neg = 1 //enumΪ¶¨ÒåΪö¾Ù#define IN1_HIGH GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_4, Bit_SET)
#define IN1_LOW GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_4, Bit_RESET)#define IN2_HIGH GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_5, Bit_SET)
#define IN2_LOW GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_5, Bit_RESET)#define IN3_HIGH GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_6, Bit_SET)
#define IN3_LOW GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_6, Bit_RESET)#define IN4_HIGH GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_7, Bit_SET)
#define IN4_LOW GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_7, Bit_RESET)void ULN2003_Configuration(void);
void stepper(unsigned int dir, unsigned int speed);
void angle_control(unsigned int dir, double angle, unsigned int speed);#endif

调用函数

/*Á¬Ïß±í£ºSTM32 ULN2003Çý¶¯PA4 <-------> IN1PA5 <-------> IN2PA6 <-------> IN3PA7 <-------> IN45V 28BYJ-48²½½øµç»ú£¬ÄÚ²¿´øÓмõËÙ×°Öà ¼õËٱȣº1/64 ²½¾à½Ç£º5.625¡ã/64£¨64¸öÂö³åת¶¯5.625¡ã£©ÕýÏòת¶¯£ºËÄÏà°ËÅÄ¿ØÖÆ˳Ðò£º(A-AB-B-BC-C-CD-D-DA)1 2 3 4 5 6 7 8A - - + + + + + -B + - - - + + + +C + + + - - - + +D + + + + + - - -
·´Ïòת¶¯£º(DA-D-CD-C-BC-B-AB-A)
*/#include "bsp_uln2003.h"void ULN2003_Configuration(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7, Bit_RESET);
}//ËٶȿØÖÆ:
/*
dir: ˳£¬ÄæʱÕëÐýת·½Ïò
speed£º×ªËÙ£¬·¶Î§[1,100]
*/
void stepper(unsigned int dir, unsigned int speed)
{if(dir == Pos){//step1:IN1_HIGH;IN2_LOW;IN3_LOW;IN4_LOW;Delay_us(speed);//step2: IN1_HIGH;IN2_HIGH;IN3_LOW;IN4_LOW;Delay_us(speed);//step3: IN1_LOW;IN2_HIGH;IN3_LOW;IN4_LOW;Delay_us(speed);//step4:IN1_LOW;IN2_HIGH;IN3_HIGH;IN4_LOW;Delay_us(speed);//step5:IN1_LOW;IN2_LOW;IN3_HIGH;IN4_LOW;Delay_us(speed);//step6:IN1_LOW;IN2_LOW;IN3_HIGH;IN4_HIGH;Delay_us(speed);//step7:IN1_LOW;IN2_LOW;IN3_LOW;IN4_HIGH;Delay_us(speed);//step8:IN1_HIGH;IN2_LOW;IN3_LOW;IN4_HIGH;Delay_us(speed);}else{//step1:IN1_HIGH;IN2_LOW;IN3_LOW;IN4_HIGH;Delay_us(speed);//step2: IN1_LOW;IN2_LOW;IN3_LOW;IN4_HIGH;Delay_us(speed);//step3: IN1_LOW;IN2_LOW;IN3_HIGH;IN4_HIGH;Delay_us(speed);//step4:IN1_LOW;IN2_LOW;IN3_HIGH;IN4_LOW;Delay_us(speed);//step5:IN1_LOW;IN2_HIGH;IN3_HIGH;IN4_LOW;Delay_us(speed);//step6:IN1_LOW;IN2_HIGH;IN3_LOW;IN4_LOW;Delay_us(speed);//step7:IN1_HIGH;IN2_HIGH;IN3_LOW;IN4_LOW;Delay_us(speed);//step8:IN1_HIGH;IN2_LOW;IN3_LOW;IN4_LOW;Delay_us(speed);}
}//½Ç¶È¿ØÖÆ£º
/*
dir: ˳£¬ÄæʱÕëÐýת·½Ïò
angle£º½Ç¶È£¬·¶Î§[0,360]
speed£º×ªËÙ£¬·¶Î§[1,100]
*/void angle_control(unsigned int dir, double angle, unsigned int speed)
{int i;for(i = 0; i }
//µ÷ÓÃÕâ¸öº¯Êý¿ØÖƽǶÈÓнÏСµÄÎó²î»ò˵ÊÇȱÏÝ£ºÒ»ÊÇ˵stepper(dir, speed);ÊÇÒÔ°ËÅÄΪ×îС·Ö¶ÈÖµ
//Æä´ÎÊÇ£¬forº¯ÊýÖÐ×îС²½¾àΪ1£¬ºÜÏÔÈ»angle / STEPPER_ANGLE ×î¶àÓÐÒ»¸ö°ËÅĵÄÎó²î£¬
//¼´5.624/64*8=0.703¶È£¬Ò²²»ÊǺܴ󣬿ÉÒÔºöÂÔ²»¼Æ

1、步进电机的减速比为1/64,即转子转动64圈，外面的转轴才会转动1圈

2、步进电机的步距角为5.624/64 （步进电机的定子绕组每次改变一次通电状态，步进电机外面的转轴转过的角度称步距角；即步进电机的最小旋转角度）

3、所以360/（5.624/64）≈ 4096 （步进电机外面的转轴转过一圈所需要改变定子绕组的通电状态次数）

这里补充介绍一个概念：步进角

步进电机的定子绕组每次改变一次通电状态，转子转过的角度称步进角。

（可以认为是电机内部的转子的最小旋转角度）

步进角 = （360）/m * Z * C

m-----定子相数

Z-----转子磁极对数

C-----通电方式

{ C = 1 ，单相轮流通电，双相轮流通电方式

  C = 2 ， 双相轮流通电方式

1，相数：是指产生不同对极N，S磁场的激磁线圈对数

2，拍数：完成一个周期性变化所需脉冲数，以四相电机为例，有单相四拍的运行方式：（A-B-C-D），有双相四拍的运行方式：（AB-BC-CD-DA），有四相八拍的运行方式：（A-AB-B-BC-C-CD-D-DA）

这里的源码用的是双相轮流通电方式，在源码中可以看到四个相位MA，MB，MC，MD使能为高电平状态的相位数为相邻2个或1个（A-AB-B-BC-C-CD-D-DA）

步进电机的相关参数：

注意事项：由于电机的制造误差，安装误差，单片机的误差还有软件延时函数误差，这些误差累加起来之后，就会导致电机的转速、转动角度出现一定的误差。