概述
正在做的项目需要用STM32控制步进电机，本篇主要讲解利用STM32定时器外设输出脉冲来控制步进电机转动。

STM32定时器
使用STM32芯片类型：STM32c8t6。



使用外设接口：选用TIM4的CH1通道，对应输出脉冲IO口为PB6。




步进驱动器介绍
（这里以两相步进驱动器为例，详细见说明书）

接口
步进驱动器可分为两部分：环形分配器、功率放大器。
环形分配器：接收3种信号分别为：脉冲信号（PUL），方向信号（DIR），脱机信号（ENA）。
脉冲信号：环形分配器对脉冲信号进行分配，去控制功率放大器相应的晶体管，使步进电机的线圈得电。所以，步进电机要运转就必须有脉冲输入，所以需要一个驱动器来给步进电机的各项绕组依次通电。
方向信号：控制AB通电的相序，A-B顺时针，B-A逆时针
脱机信号：步进电机停止时，AB线圈有一相得电，得电的功能使转子锁住，使转子不能动，需要收去拨动转子的时候，需要给脱机信号，使AB相绕组完全断电，转子处于自由转动状态。（也就是说控制电机停止除了不给脉冲之外，还可以控制脱机信号来锁死电机，此处用不着脱机信号）



细分
为了提高步进电动机控制的精度，现在的步进驱动器都有细分的功能，所谓细分，就是通过驱动器中电路的方法把步距角减小。比如把步进驱动器设置成5细分，假设原来步距角1.8°那么设成5细分后，步距角就是0.36°。也就是说原来一步可以走完的，设置成细分后需要走5步。一般步进电动机的细分表在驱动器上可以直接看到。（设置合适细分能够避免电机转动时震动过大，但过高的细分数会导致电机输出力矩减小）



驱动电源:
需要9-42V直流电源，需要使用变压器将220V交流电转为24V直流电



定时器频率与步进电机的关系
接线
将驱动器PUL+端接入STM32输出脉冲的IO口（PB6），PUL-端接地
将驱动器DIR+端接入STM32的任意一个闲置IO口（这里选PB5），DIR-端接地
驱动器ENA±端不接
A+、A-、B+、B-接入步进电机
电源接到变压器


频率与速度的关系
确定输出脉冲频率与电机转速的关系，对于两相步进电机而言：
转速 = 脉冲频率 * 60 /((360/T)*x)
T是步进电机步距角（1.8°），x是驱动器细分倍数（16）
脉冲频率= 时钟频率（72Mhz）/ ((arr+1)*(psc+1))
根据以上公式，可以得到：
Speed = 15r/min时，若确定arr为199，则psc为449
其他速度可根据需要自行设定。


代码
编写流程：TIM4配置 -> DIR对应IO口配置 -> main调用初始化函数并设置占空比

1. //TIM4配置
   
2. void TIM4_PWM_Init(u16 arr,u16 psc) //初始化arr=200，psc = 450得到电机速度为15r/min
   
3. {  
   
4.     //初始化结构体
   
5.         NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
   
6.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
   
7.         TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
   
8.         TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
   
9.    
   
10.         //使能时钟
    
11.         RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);
    
12.         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB , ENABLE);  
    
13.           
    
14.     //设置该引脚为复用输出功能,输出TIM4 CH1的PWM脉冲波形        GPIOB.6
    
15.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6; //TIM4_CH1
    
16.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  
    
17.         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    
18.         GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
    
19.     //计数模式
    
20.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;
    
21.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc;
    
22.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
    
23.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    
24.         TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure);
    
25.        
    
26.     //定时中断配置
    
27.         TIM_ITConfig(TIM4,TIM_IT_Update,ENABLE ); /
    
28.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn;  
    
29.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
    
30.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;  
    
31.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    
32.         NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    
33. 
    
34.         //初始化TIM4 Channel1 PWM模式         
    
35.         TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;
    
36.         TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    
37.         TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
    
38.         TIM_OC1Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure);
    
39. 
    
40.         TIM_OC1PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable);  
    
41.         TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);        //使能定时器
    
42. }
    

复制代码

1. /*PB5电机方向引脚配置*/
   
2. void DIR_Init(void)               
   
3. {       
   
4. GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
   
5. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);         
   
6. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;                                 
   
7. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;                  
   
8. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;                 
   
9. GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);                                                                        
   
10. }
    

复制代码

1. int main()
   
2. {
   
3.         DIR_Init();
   
4.         TIM4_PWM_Init(200,450);
   
5.         TIM_SetCompare1(TIM4,200/2);        //设置占空比为50%（=arr/2），不设置的话电机启动不了
   
6.         while()
   
7.         {
   
8.                 ;
   
9.         }
   
10. }
    

复制代码

————————————————
版权声明：Efic