利用STM32F103精确控制步进电机

一、用到的元器件
0 p0 v5 ?$ Q; n/ T" J; I# M: nSTM32F103C8T6
42步进电机（42SHDC4040-17B）
) w, _( b! \% ]TB6600电机驱动器升级版


二、42步进电机
4 I! K! B) w2 W) N5 B1.步进电机的基本知识
& M' f) g* q: O( r5 `（1）拍数——每一次循环所包含的通电状态数（电机转过一个齿距角所需脉冲数）
（2）单拍制分配方式——状态数=相数
+ p, _% H/ i0 ^7 ?2 t- j9 `) I（3）双拍制分配方式——状态数=相数的两倍
$ \5 _( t0 _, [5 X9 f# y9 {$ h( r9 O* [（4）步距角 ——步进机通过一个电脉冲转子转过的角度
" u+ E! H, c  Z8 t/ \: {

N:一个周期的运行拍数
Zr：转子齿数
拍数：N=km
% A  m0 u+ s  J4 y5 `  V, i0 W3 [m:相数
6 L+ s8 S7 |0 W: Gk=1单拍制
& Q3 y% [1 i- Dk=2双拍制
（5）转速
, G( o% j1 ]6 f* o, D- N7 m6 D7 j

（6）角度细分的原理
" W7 i) e: W" B5 h- B

& }) X) Y  s6 l# e7 d( {6 }8 u电磁力的大小与绕组通电电流的大小有关。
0 V* t: b% ~  y! e' N+ y. h当通电相的电流并不马上升到位，而断电相的电流也非立即降为0时，它们所产生的磁场合力，会使转子有一个新的平衡位置，这个新的平衡位置是在原来的步距角范围内。
8 _4 j3 ]9 n0 ?, i+ @- R2 ^7 n2. 42步进电机参数
无法查找到42SHDC4040-17B型号的详细资料，以通用42步进电机为例：
步距角 1.8°
步距角精度 ±5%
; Q2 @1 l& V. k- y- J相数 2相
励磁方式 混合式
转子齿数 50
3 r9 R7 q+ Z( {* w. ?2 P; k  z0 G拍制 双拍制
. X  b; Z& j) R. @( I8 W. o其他参数：无
8 e8 A' Z& J; x2 ~1 C, D由步距角=1.8°推算出转子齿数为50，拍制为双拍制

5 p: u8 J1 {4 C$ k8 Y
( T5 a9 O. z* V) e* E- {, v3. 42步进电机速度与角度控制
电机的转速与脉冲频率成正比，电机转过的角度与脉冲数成正比。所以控制脉冲数和脉冲频率就可以精确调速。
2 J4 c* Z" `9 c$ E2 W理论上步进电机转速 = 频率 * 60 /((360/T)*x)

​       
转速单位： 转/ 分
频率单位：赫兹
  G$ R+ S. e3 dx 细分倍数
0 D. L* z4 B' k  zT 步距角
- y* B, L: A/ A: u2 H例如，在本实验中，32细分；频率72000 赫兹；步距角1.8°；套用公式72000 ∗ 60 ( ( 360 / 1.8 ) ∗ 32 ) = 112.5 \frac{72000*60}{((360/1.8)*32)}=112.5
((360/1.8)∗32)
; E9 F) L# p6 L: r9 q2 v( Y72000∗60
​       
=112.5rad/ min，即1.875 rad/s.
, n! j2 z3 e5 A, |1 n5 Y5 |7 J

三、TB6600电机驱动器升级版参数
TB6600步进电机驱动器升级版是一款专业的两相步进电机驱动，可实现正反转控制。通过S1,S2,S3 3位拨码开关选择7档细分控制(1,2/A,2/B,4,8,16,32,)，通过S4,S5,S6 3位拨码开关选择8 档电流控制（0.5A，1A，1.5A，2A，2.5A，2.8A,3.0A,3.5A）。适合驱动57,42 型两相、四相混合式步进电机。

4 o6 Z0 X' C$ |) h; S; ]9 K0 z
1.信号输入端
PUL+：脉冲信号输入正。( CP+ )
" D& s! {1 Q) w& H; mPUL-：脉冲信号输入负。( CP- )
5 t' D' {# b6 a7 w/ I; sDIR+：电机正、反转控制正。
DIR-：电机正、反转控制负。
EN+：电机脱机控制正。
& g) ?. q; e+ J1 pEN-：电机脱机控制负。


共阳极接法：分别将PUL+，DIR+，EN+连接到控制系统的电源上， 如果此电源是+5V则可直接接入，如果此电源大于+5V，则须外部另加限流电阻R，保证给驱动器内部光藕提供8—15mA 的驱动电流。
共阴极接法：分别将 PUL-，DIR-，EN-连接到控制系统的地端；脉冲输入信号通过PUL+接入，方向信号通过DIR+接入，使能信号通过EN+接入。若需限流电阻，限流电阻R的接法取值与共阳极接法相同。
: W* A5 i: Q- y注：EN端可不接，EN有效时电机转子处于自由状态（脱机状态），这时可以手动转动电机转轴。
2.电机绕组连接
* S( i  y# [/ C* X- vA+：连接电机绕组A+相。
% \. e: A, P3 z! u, y+ cA-：连接电机绕组A-相。
/ b* E3 Q2 I3 `5 H' N/ HB+：连接电机绕组B+相。
' U5 H" d! j" f/ ?$ \9 B! q1 }B-：连接电机绕组B-相。

& w$ i5 Z, V$ w
3.电源电压连接
1 m7 @3 h" A7 \4 U" ?VCC：电源正端“+”
GND：电源负端“-”
注意：DC直流范围：9-32V。不可以超过此范围，否则会无法正常工作甚至损坏驱动器.

- m% Y( W0 B2 l5 l
4.拨码开关

- X# a8 t8 @; K2 e' N3 H; L& j3 n: A电流大小设定
6 r: E4 E+ S3 G8 r
三、STM32F103
------说明：引脚部分在文章末尾有解释--------
" ~# S6 Y# O! H4 o* O

1.引脚连接
. p; t4 \% g6 g3 _8 j% s6 \& _A 0——PUL+
A 3——KEY1——V3
; F. _$ I0 S8 Y+ p- z! dA12——DIR+
A11——EAN+
GND——EAN- ——KEY0
( {# f% ~1 J- b6 @" P3 W; d

2.引脚功能
& Z$ U& m7 W; v2 @0 e8 BA0控制电机转速
A3控制按键
A9
0 S2 i0 z( Q, E9 xA11
- {. u1 U, v& Q$ ^A11控制电机是否为锁死状态
A12控制电机正反转

# B3 v& D1 K: w0 c
3.定时器
: l" f) _) r9 q) S) T- h  ?1.本实验利用定时器TIM2和定时器TIM3构造一个主从定时器，TIM2作为主定时器控制电机的转速，TIM3作为从定时器控制电机的转动角度。
$ R7 V3 q  P- O8 h* F; Z2.电机的转速和转角还与驱动器自身的细分数有关，但是驱动器细分数是通过影响电机的步距角来影响转速和转角，而TIM2和TIM3是控制步进电机的频率和脉冲数来控制转速转角
3.电机的转速和角度与定时器的关系（在不考虑电机自身的细分数下）
' P' P  N, \: |

设TIM2的定时周期（即重装值）为nPDTemp2,预分频值为OCPolarity2
 TIM3的定时周期（即重装值）为nPDTemp3,预分频值为OCPolarity3,
: r6 V" E3 K0 u# ]& h6 v则单片机产生一个脉冲所需要的时间为:

( M  h9 V$ r4 D" f# v$ f​       
  本实验中设TIM2的定时周期nPDTemp2=72000/5000-1，预分频值OCPolarity2=999，TIM3的定时周期nPDTemp3=6399,预分频值OCPolarity3为0。即
4 x$ m; P9 X. j- U4 `6 Y5 \
: C; ?) ?3 G7 `1 g  定时器共产生nPDTemp3+1=6400个脉冲，电机转过的角度为6400*1.8°=11520°，即电机转了32圈。
' Z0 C% M& I: ~& D8 b  转动速度

' \. U% {$ d0 `

/ }9 h3 A: A4 T7 M4.在32细分的情况下电机1rad/s和转1°需要的重装值为nPDTemp2=11.25，nPDTemp3=17.7778。

+ z+ Z- M1 o" \1 S3 Y! X8 y
- A* x% [% z5 N' Y* n! m四、程序实现
* m! F4 o/ n2 ^& z# I5 v8 J1.main.c程序

1. #include "main.h"
   5 L8 H, G& _- G, L# `7 m# _
2. #include "sys.h"
   
3. #include "usart1.h"
   
4. #include "delay.h"
   
5. #include "math.h"
   
6. 
   
7. u16 t;  
   : t: w* A) {% ~7 {  `: [
8. u16 len;                    //接收到的数据长度
   ; |$ ^. i! l% M1 f, t+ C
9. u16 times=0;
   # n3 _2 m3 b+ ?8 P4 e2 W9 [
10. char receive_data[60];        //接收到的字符
    ! P! z; q7 {. s; d, y) l3 S7 Z
11. char state;                                //电机正反转标志位0正转，1反转
    
12. int speed,angle;                //旋转速度，角度
    
13. int a=0;                        //判断是否接收到数据
    
14. int r,data=0;                          //用于数据转换
    
15. int type;                                //转换后的数据   
    
16. extern u16 USART_RX_STA;
    3 G4 r3 w% r. L8 Y
17. 
    
18. /**************************
    0 W6 k- Z7 Z# X, x
19. * 函数名：delay
    . ^# y. r3 ?# k# Y0 h" }- E0 ?
20. * 描述  ：延时函数
    * v/ k% h9 @- J* R8 l2 Y
21. * 输入  ：无
    
22. * 输出  ：无
    . `$ Z; e+ e8 b: p/ ]
23. * 返回值：无
    / I( d8 H* r5 n0 N) b# @
24. ****************************/
    
25. void delay()//延时
    
26. {
    3 q; z, E4 I8 `1 w. ^
27.          int i,j;
    8 \) W6 ~9 C2 k. T8 D$ q# Q
28.          for(i=0;i<2000;i++)
    
29.          for(j=0;j<1000;j++);
    2 g& {4 s0 h2 d  L- C) I8 W
30. }
    
31. 
    
32. /**************************
    
33. * 函数名：Waiting_receptio
    + X1 y: X  U6 W' k
34. * 描述  ：等待串口接收数据
    
35. * 输入  ：无
      `( s+ [- S( x6 |5 _7 k
36. * 输出  ：无
    
37. * 返回值：无
    
38. ****************************/
    6 p7 ]% |" Y. q3 L/ G) U
39. void Waiting_reception(void)
    
40. {
    
41.         while(a==0)//等待数据发送完成
    
42.         {
    
43.                 delay_ms(100);
    
44.                 if(a==1)//接收到数据
    
45.                 {
    
46.                         if(USART_RX_STA&0x8000)//（串口接收用到了正点原子的例程）
    . N7 I- D' ~% q+ `
47.                         {
    5 T; w/ O, Z5 n* v$ B# E& F! T/ W
48.                                 len=USART_RX_STA&0x3fff;//得到此次接收到的数据长度
    
49.                                 r=len;                               
    . f, ~+ o5 v1 s! s1 K  X
50.                                 type=0;
    . D# }4 N0 A( [4 X
51.                                 for(t=0;t<len;t++)//拷贝数据,将字符转换为十进制数
    ' J$ |9 x8 J: ~+ \" q5 F6 Q+ Q9 Q
52.                                 {
    
53.                                         receive_data[t]=USART_RX_BUF[t];
    
54.                                         data=(int)receive_data[t]-48;
    ( Z, z4 ^: p- s( s' j% _2 ^
55.                                         r=r-1;
    7 G4 M: `0 Y" g! q& F
56.                                         type=type+data*(pow(10,r));
    
57.                                 }
    ' f, B; l7 i( [3 Z
58.                                 USART_RX_STA=0;
    7 R% x0 A( X1 w- M2 F4 w4 M
59.                                 a=0;
    , W' I. M" d& Q3 D) j- j
60.                                 delay_ms(500);
    
61.                                 break;
    
62.                         }
    
63.                 }
    
64.         }
    9 z6 K8 v( R& g
65. }
    4 m3 b% O1 _/ k' n. B
66. /**************************
    
67. * 函数名：KeyStates
    - `. i" E0 n+ k. A. v$ L
68. * 描述  ：监测按键状态
    2 d( m" U' p( e; X/ g% y; b6 f) n
69. * 输入  ：无
    3 H# `) u* x+ O
70. * 输出  ：无
    0 a4 [# Z0 _; E) U4 V* I
71. * 返回值：0/1
    * r+ J1 @, M+ Z( Y% U; F. J
72. ****************************/
    
73. u8 KeyStates()//按键状态
    
74. {
    
75.         static u8 i = 0;
    / n# i" b9 f; O0 g- s
76.         if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_3)==0)
    
77.         {
    # Y: ?  V7 G+ }- W$ `
78.                 delay();
    
79.                 if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_3)==0)
    
80.                         while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_3)==0);
      l  t+ T# H# `7 D3 e* Q
81.                         i = ~i;
    1 b: p# s! G3 |0 n8 N  f" Z. ^
82.         }
    
83.         return i;
    
84. }
    
85. /****************
    
86. * 函数名：main
    
87. * 描述  ：主函数
    
88. * 输入  ：无
    ! }+ ~8 ]0 @5 A1 p0 `9 d0 z
89. * 输出  ：无
    
90. ******************/
    % G5 L8 [/ j. t2 r4 u  x
91. int main(void)
    ; Q9 ?/ o0 \8 ^/ J, m5 i8 r" e
92. {
    $ t. n0 c0 \$ B; m5 y/ ^. y1 i
93.         NVIC_Configuration();                        //中断初始化
    
94.         GPIO_Config();                                        //IO口初始化
    8 u4 F$ @- q  P, [, p
95.         USART1_Config();                                //串口初始化
    
96.     delay_init();                                   //延时函数初始化       
    & G' D0 K2 M( d8 j, N4 u
97.         GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_11);//A11置零  A11——EAN+
    - m! v2 i8 w+ S6 x8 C1 h0 H
98.         GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_12);//A12置零  A12——DIR+
    
99.         while(1)
    
100.         {
     
101.                 delay_ms(100);
     # Q6 l' A3 Q* _* @0 F/ p1 u! t
102.                 Initial_state:                printf("\r\n 请选择正反转，正转输入0，反转输入1 （以新行作为结束标志）\r\n");       
     7 `# p& Q3 D+ c/ R& O' P7 t
103.                 Waiting_reception();
     , G5 W# Y& ~$ O+ n' H# g
104.                 state=type;//将接收到的数据给type
     
105.                 if(type==0)//电机正转
     
106.                 {
     $ o( d: b% I! @9 ^  ^, @- {! U" T
107.                         GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_12);//电机正转
     $ h3 G4 |. u3 m1 G5 P3 J. M  ^, z
108.                         printf("\r\n 电机为正转模式，请输入旋转速度（rad/s），输入0返回初始模式 \r\n");
     8 D. Y8 {) ~$ O; b5 s  c' h+ R' y
109.                        
     
110. /*********************************************此模块用于配置速度参数********************************************************/
     " i* Y  H. O  @
111. 
     2 U, [5 i" }; v& L! e: v
112.                         part1:Waiting_reception();
     
113.                         speed =type;//将接收到的数据给speed
     2 i: i( j) u! Y' f+ b
114.                         if(speed==0)goto Initial_state;//如果是0则返回初始模式
     
115.                                 else{
     
116.                                         if(speed>=15)
     + l# g" ]+ V- S& ^3 S# }
117.                                         {
     9 d! P2 @) A* B- Z. F6 y% z4 {
118.                                                 printf("\r\n 旋转速度>15rad/s，请重新选择旋转速度。\r\n");
     
119.                                                 goto part1;
     ; s" j  @2 g# I8 [/ V
120.                                         }
     ) J, k! J  |& z5 [" i6 P  l. D4 j
121.                                                 else printf("\r\n 电机旋转速度为%d rad/s，请输入旋转角度，输入0返回初始模式 \r\n",speed);
     2 |: A8 R9 I( G7 a+ w7 H
122.                                 }
     % }# I1 Q# r! C2 R. H3 ~  e& G' `
123.        
     9 V( u" q  c6 f( t6 s
124. /*********************************************此模块用于配置角度参数********************************************************/               
     
125. 
     
126.                         Waiting_reception();
     6 }8 ?9 C  y+ U( }
127.                         angle =type;//将接收到的数据给type
     
128.                         for(;;)
     , O. B7 ?. P$ y
129.                         {
     9 r, S; b) L! |; O3 i: F- `' W6 Z
130.                                 if(angle>0)//接收到的数据不是0
     
131.                                 {
     1 `- d$ u% |( \5 d2 g
132.                                         TIM2_Master__TIM3_Slave_Configuration(speed,angle);        // 配置TIM2和TIM3的重装值 ,改变电机转动速度和角度
     
133.                                         delay_ms(20000);//电机保护
     0 a/ j7 E" v9 A3 F4 _
134.                                         printf("\r\n 电机已旋转%d °，请输入下一次旋转角度，输入0返回初始模式； \r\n",angle);
     6 N$ K$ @! I7 d" V. P, g$ q
135.                                         angle=0;
     + {. O- Q4 n$ f0 O9 @3 C0 F  U; z
136.                                         Waiting_reception();               
     
137.                                         angle =type;                                       
     3 K9 v) r6 v0 `5 Q
138.                                 }else{
     
139.                                         if(angle==0)goto Initial_state;//返回初始状态       
     8 G" u: m$ ?: Q  M3 n3 w
140.                                         else {
     3 _: o* a9 k* _" U# I
141.                                                 printf("\r\n 角度错误，已返回初始模式 \r\n");               
     
142.                                                 goto Initial_state;
     " O. K  d2 K5 |* C: f4 K" q
143.                                         }                                               
     
144.                                 }
     
145.                         }
     
146.                 }               
     
147. /*********************************************反转模式********************************************************/               
     0 D- y( @  b3 A. [/ S. e
148.                 else{
     
149.                         if(type==1)
     
150.                         {
     
151.                                 GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_12);//电机反转
     
152.                                 printf("\r\n 电机为正转模式，请输入旋转速度（rad/s），输入0返回初始模式 \r\n");
     
153.                                
     / B7 z+ h- C0 B0 `
154. /*********************************************此模块用于配置速度参数********************************************************/
     : ~+ L+ H. D( k& [7 W
155.                                 part2:                                Waiting_reception();
     " L4 p. u0 }; B* X: j1 c
156.                                 speed =type;//将接收到的数据给speed
     
157.                                 if(speed==0)goto Initial_state;//如果是0则返回初始模式
     
158.                                         else{
     
159.                                                 if(speed>=15)
     ; B  U7 p9 g+ ?* b
160.                                                 {
     & N- [0 [: F1 w1 `3 ~6 ~/ j3 \
161.                                                         printf("\r\n旋转速度>15rad/s，请重新选择旋转速度。\r\n");
     & L! p& z# f& r7 ^2 U/ D
162.                                                         goto part2;
     # r; ^* @$ g4 |: v1 p/ i' ~
163.                                                 }else printf("\r\n 电机旋转速度为%d rad/s，请输入旋转角度，输入0返回初始模式  \r\n",speed);
     
164.                                         }       
     
165. /*********************************************此模块用于配置角度参数********************************************************/               
     # B3 K9 W4 s0 b6 z7 T( B9 B; b
166.                                 Waiting_reception();
     2 ^" ?7 R' |) @+ M9 ^' {
167.                                 angle =type;//将接收到的数据给type
     
168.                                 for(;;)
     : O9 x  O' c3 N2 X7 C
169.                                 {
     ; R4 q6 J8 A3 I' A# c7 \
170.                                         if(angle>0)//接收到的数据不是0
     
171.                                         {
     
172.                                                 TIM2_Master__TIM3_Slave_Configuration(speed,angle);        // 配置TIM2和TIM3的重装值 ,改变电机转动速度和角度
     ' w4 u! e/ k) p2 g
173.                                                 delay_ms(20000);//电机保护
     % o: ~* L) a- N; ^
174.                                                 printf("\r\n 电机已旋转%d °，请输入下一次旋转角度，输入0返回初始模式；\r\n",angle);
     
175.                                                 angle=0;
     
176.                                                 Waiting_reception();               
     
177.                                                 angle =type;                                       
     
178.                                         }else{
     
179.                                                 if(angle==0)goto Initial_state;//返回初始状态       
     
180.                                                 else {
     7 _4 y" w+ p3 D& z' g. ]
181.                                                         printf("\r\n 角度错误，已返回初始模式 \r\n");               
     
182.                                                         goto Initial_state;
     
183.                                                 }                                                               
     , T5 F# b2 B" m$ k  B5 g5 j
184.                                         }
     ) y% {" [8 @; m6 ^! y
185.                                 }
     0 l4 q) x6 l# \0 c$ }0 D6 n/ S
186. /****************************************************************************************************************************/                                       
     ; u* U( T2 H1 n4 W: {8 {
187.                 }else{//if(a!=0)&(a!=1)
     + D* B* t& A1 A% P
188.                         type=NULL;
     0 A6 `7 E8 Q+ X4 {; z6 `2 E
189.                         printf("\r\n 输入无效 \r\n");
     
190.                         goto Initial_state;//返回初始状态
     
191.                         }
     
192.                 }
     
193.         }
     9 O9 q; B) M: Z% H2 T
194. }
     / X9 a) O. J# U& K) |6 Q) P

复制代码

2.main.h程序

1. #ifndef _MAIN_H
   
2. #define        _MAIN_H
   / N7 h" ^- b6 a
3. #include <stm32f10x.h>
   : k, E: c, H" c0 j7 B  Q
4. #include <usart1.h>
   
5. #include <misc.h>
   
6. #include <nvic.h>
   
7. #include <stdio.h>
   
8. #include "stm32f10x_tim.h"
   
9. #include "timer.h"
   9 S9 y7 d, M, _1 J8 w1 y
10. #endif
    

复制代码

3.time.c程序
% ~& |0 B% U1 e$ B: j& C/ l0 O- Q

1. #include "timer.h"
   
2. /**************************
   
3. * 函数名：GPIO_Config
   & g( Q0 O7 N: o% h- U  \3 G6 w
4. * 描述  ：无
   
5. * 输入  ：无
   
6. * 输出  ：无
   
7. * 调用  ：主函数
   
8. * 返回值：无
   
9. ****************************/
   7 ]# R) h0 e8 F  m( F4 M" U
10. void GPIO_Config(void)
    . e+ \% h- ?) o; B. [
11. {
    
12.                 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
13.                 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE); //使能IOA
    5 R; N3 @" E8 P3 x+ Q
14.                 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2 | RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //使能TIM2，TIM3
    - z7 o- S- G' e; B5 D6 }" x( z
15.                
    
16.             /* Timer2 Channel 1, PA0 */
    
17.             GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_0;
    
18.             GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用输出
    5 o3 L- @: |- F
19.             GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    
20.             GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    . U! ^. `, I; y
21.                  
    
22.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_11|GPIO_Pin_12;
    
23.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;         //通用推挽输出模式
    
24.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;        //指定GPIO引脚可输出的最高频率为50MHZ
    
25.                 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                   //
    & G+ j- u# o; X& l- W1 L6 {3 c
26.                 GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);//指定引脚输出低电平，此时灯全灭，方向
    * k: R( C& O' c9 n1 X% w: W# J* a
27.                 GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);//指定引脚输出低电平，此时灯全灭        使能
    % S8 F! [+ {$ g* N
28.                 GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_11);//指定引脚输出低电平，此时灯全灭，方向
    
29.                 GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_12);//指定引脚输出低电平，此时灯全灭        使能
    / A' ^3 h9 C  q3 e
30.        
    . A( h& R4 A0 h$ p/ X2 l( x
31.          
    / S5 t: N& o) `. u5 Z/ k
32.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;
    & h9 P, Q7 D2 j
33.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;         //通用推挽输出模式
    
34.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;        //指定GPIO引脚可输出的最高频率为50MHZ
    
35.                 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                   //
    5 B. T9 F4 ^  {! F+ @
36.                
    5 e1 S" k/ G- j" G  O2 D% l8 \, P( u
37.                 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    ) S( ^: n: u: H# M
38.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;
    
39.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;         //通用推挽输出模式
    & e1 Q6 X* d* \2 q8 ]
40.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;        //指定GPIO引脚可输出的最高频率为50MHZ
    
41.                 GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);                   //
    
42.                 GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12);//指定引脚输出低电平，此时灯全灭        使能
    
43.                
    
44.                 //GPIO_ResetBits  GPIO_SetBits
    3 |) G" l8 u" `
45. }
    8 h- B& t! Y8 z& c) L; U6 q
46. 
    
47. //================================================================================
    
48. /**************************
    
49. * 函数名：TIM2_Master__TIM3_Slave_Configuration
    - K+ l& f6 P/ p
50. * 描述  ：主从定时器配置
    " ]) |* t. I8 n# c- `7 l: H4 O
51. * 输入  ：电机转速speed,转角angle
    1 a0 M" j0 ]+ X- E( ]8 O# ?
52. * 输出  ：无
    : p. s; [2 @5 u: L* J1 I3 K
53. * 调用  ：主函数
    
54. * 返回值：无
    
55. ****************************/
    - S/ U6 M' F* H5 m0 W0 a
56. void TIM2_Master__TIM3_Slave_Configuration(u32 PulseFrequency, u32 pulse)
    ! O* A! z/ q4 b9 E7 q8 c% q
57. {
    
58.         TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    % {/ |8 f/ |! `3 @
59.         TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
    
60.        
    . q- Y! z5 {  ^" `0 c# t
61.         u16 nPDTemp ;
    7 |# y) }% Z; n! k6 b, i5 A
62.         u16 pulse_number;
    
63.         float p=PulseFrequency;
    
64.         TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);
    
65.         nPDTemp = (11.25/p);                            //TIM2重装值是11.25时1s转一圈(电机32细分下)
    % ?# P) Z* }/ k( z4 I3 }- J
66.         pulse_number = (16.7778*pulse);//TIM3重装值是16.7778时转1°(电机32细分下)
    1 R; u& m; J3 q4 n) S( C
67.        
    $ ]& x+ f1 v. ~$ t
68.         // 时基配置：配置PWM输出定时器——TIM2
    
69.         /* Time base configuration */
    
70.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = nPDTemp; //定时周期为nPDTemp
    
71.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 999; //预分频值1000，即f=72khz
    & c3 w- m7 g: J8 F% @1 \) O* P( D5 R; w2 P
72.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //时钟分频因子，会影响滤波器采样频率，与本实验无影响
    
73.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式
    ; {5 K! p+ F' u7 F2 j
74.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //指定重复计数器值
    0 Z6 e9 l) z& q0 h7 h2 r
75.         TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
    ) i- v' A: b+ p
76.        
    1 g5 Q9 M4 D) f# |, M6 k( r7 ]
77.         // 输出配置：配置PWM输出定时器——TIM2
    / D; D. p; Z" z1 U
78.         /* PWM1 Mode configuration: Channel1 */   
    
79.         TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //TIM 脉冲宽度调制模式 1
    
80.         TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //高电平有效
    6 e4 ], Z$ \; s+ Y4 K* w' [* L
81.         TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //使能输出
    
82.         TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = nPDTemp>>1;//50% //比较tim_ccr的值，输出脉冲发生跳变
    ; J  i( j! h: c8 x1 o
83.         TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure); //初始化
    9 o8 \1 a& M; [3 B- Q/ @
84.         TIM_OC1PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable); //使能 TIMx 在 CCR1 上的预装载寄存器
    0 H. U- f9 c0 i' y8 w" P# h
85.         TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, ENABLE); //使能或者失能 TIMx 在 ARR 上的预装载寄存器
    - U6 I# d$ H) c- Q6 f( G
86.        
    
87.         // 时基配置：配置脉冲计数寄存器——TIM3
    ; e" _$ }! D. G! {. f  h1 m
88.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = pulse_number;      //0x1900是360°;//改变给电机的脉冲个数                     
    . B. ?3 J) z* x; ^6 B! J5 o' _; Q- S+ \
89.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;
    ) \, q1 v- L0 }' G" n: H
90.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
    
91.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    
92.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
    & A- E8 k- J% q* g/ T: s! m9 Z- V
93.         TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);
    
94.         // 输出配置：配置输出比较非主动模式定时器——TIM3
    
95.         // Output Compare Active Mode configuration: Channel1
    
96.         TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Inactive; //输出比较非主动模式，(匹配时设置输出引脚为无效        电平，当计数值为比较/捕获寄存器值相同时，强制输出为低电平)      
    3 c% u* w% D. u7 X3 R# j
97.         TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
    
98.         TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    
99.         TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0xFFFF; // 这里的配置值意义不大   
    7 i0 a! g, g1 y9 X4 S  P1 E
100.         TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);
     7 X* c) h2 y1 p- a/ t+ F
101. 
     1 [. I3 A3 [, k) u: X" T/ R
102.         // 配置TIM2为主定时器
     . D8 L' [5 A& j' L, g
103.         // Select the Master Slave Mode
     
104.         TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM2, TIM_MasterSlaveMode_Enable); //设置 TIM2 主/从模式并使能
     
105.         // Master Mode selection  
     3 R* w6 ]* m* z& L0 h( A
106.         TIM_SelectOutputTrigger(TIM2, TIM_TRGOSource_Update); //使用更新事件作为触发输出
     
107.        
     
108.         // 配置TIM3为从定时器
     
109.         // Slave Mode selection: TIM3
     5 c9 e+ h3 [$ M+ }
110.         TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Gated); //选择 TIM3为从模式   TIM_SlaveMode_Gated-当触发信号（TRGI）为高电平时计数器时钟使能
     
111.         TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_ITR1); //选择 TIM3 输入触发源    TIM_TS_ITR1-TIM 内部触发 1
     
112.         TIM_ITRxExternalClockConfig(TIM3, TIM_TS_ITR1);//设置 TIM3 内部触发为外部时钟模式   TIM_TS_ITR1-TIM 内部触发 1
     
113.         TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_CC1, ENABLE); //使能TIM3     TIM 捕获/比较 1 中断源          
     
114.        
     
115.         TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
     
116.         TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
     ; D! Z) |; ^8 t# l7 ~. N
117. }
     
118. 
     
119. /****************************************************
     / W; w& B5 e' g9 a
120. * 函数名：Output_Pulse
     9 i1 J) J8 |; a- j( C( F4 y) A
121. * 描述  ：无
     3 l0 |) v- I6 x7 s# d
122. * 输入  ：无
     ! _+ R% {8 N) y3 W- ^
123. * 输出  ：无
     
124. * 返回值：无
     
125. ******************************************************/
     2 M, w- f  V  B
126. void Output_Pulse(u16 Num)
     
127. {
     
128.                 GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);//指定引脚输出低电平，此时灯全灭        使能
     ) [  \/ p: P5 I4 Q% s
129.                 TIM3->CCR1 = Num;
     7 ?! v. m& e0 h. m# }
130.                 TIM3->CNT = 0;
     
131.                 TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
     ! ^6 m5 o6 l+ M! U
132.                 TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_CC1, ENABLE);
     * g1 r, I# R, |3 T8 J
133.                 TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
     
134. }
     7 u/ Y  P6 ]  [2 S- H( P
135. 
       a3 w0 S0 t% c2 s- u: p
136. /****************************************************
     9 ~2 ^6 {) g3 V6 e$ v
137. * 函数名：angle_set
     ; @% K' J. ^6 A0 v
138. * 描述  ：无
     
139. * 输入  ：无
     
140. * 输出  ：无
     5 z% v8 a' a! x2 D
141. * 返回值：无
     
142. ******************************************************/
     ( L) r: x8 h9 W& \( A
143. void angle_set(u8 dir,u8 angle)
     & L+ g4 \6 `% l/ F( g' W
144. {
     8 J6 n3 m, M6 i) M, p$ Q- H
145.         if(dir==0)
     
146.                                 GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);//指定引脚输出低电平，此时灯全灭，方向
     # F9 L9 M% E, w
147.         else
     + h% T8 ~; \4 b. f) ]
148.                                 GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);//指定引脚输出低电平，此时灯全灭，方向
     
149.        
     
150.         Output_Pulse(angle*6400);
     2 o) K; s7 [3 i
151. }
     

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4.time.h程序

1. #ifndef __TIMER_H
   
2. #define        __TIMER_H
   
3. #include "main.h"
   : P( u0 ?! L: M0 I/ ~0 ~# ^. Z
4. extern unsigned char Flag;
   
5. extern unsigned char TIM2_Pulse_TIM3_Counter_OK;
   5 U+ D: }4 \- l2 {/ h
6. void GPIO_Config(void);
   8 n. `* C+ J  ]
7. void TIM2_Master__TIM3_Slave_Configuration(u32 PulseFrequency,u32 pulse);
   
8. void Frequence_Setting(u32 PulseFrequency);
   
9. void Output_Pulse(u16 Num);
   
10. void angle_set(u8 dir,u8 angle);
    
11. #endif
    

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5.usart1.c程序

1. #include <main.h>
   6 l6 U% y1 b" f3 G
2. #include <usart1.h>
   
3. #include <string.h>
   $ X1 e; ^6 h- q9 @3 N6 Y8 @2 `
4. #include <math.h>
   
5. 
   5 I8 A% |4 |2 p/ q* i7 E) N
6. /******************************************************
   , A4 z. A; O$ H
7. * 函数名：USART1_Config
   
8. * 描述  ：USART1 GPIO 配置,工作模式配置
   , W" O0 p3 u1 P2 D: v% Q! f% ^
9. * 输入  ：无
   
10. * 输出  : 无
    
11. * 调用  ：外部调用
    & V! k7 b7 B. b( d- a* I2 Y
12. ***************************************************** */
    
13. void USART1_Config(void)
    + l2 z( t3 ~/ T1 V) O, `# D! W4 t
14. {
    
15.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    + D$ a  i2 A" _8 O# H% M4 }6 G7 f
16.         USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    + l& M/ d: p+ e* y
17.        
      t+ w  B6 |& r. N  k# `
18.         /* config USART1 clock */
    % Z1 F' o; ?4 ~* I3 k5 S$ Z2 J8 W
19.         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
    $ K& L0 C$ y9 O, u/ B/ [, C& P
20.         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    
21. 
    
22.         /* USART1 GPIO config */
    3 H: o1 N4 C5 q6 p/ r
23.         /* Configure USART1 Tx (PA.09) as alternate function push-pull */
    
24.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
    
25.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    6 q: n( x7 P& c1 v- p4 ~  i% G* F
26.         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    
27.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);   
    
28.         /* Configure USART1 Rx (PA.10) as input floating */
    - A! s$ ?0 ^3 M
29.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    
30.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    
31.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    . |$ Q3 o2 e) q. C+ P
32.        
    + I2 G# Y, \3 }
33.         /* USART1 mode config */
    
34.         USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
      s% A6 U$ J1 G# S
35.         USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    % n8 _6 c* L* T+ V: ~- W" ?
36.         USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    
37.         USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;
    + t! w' w  H! z" W5 D+ l4 a
38.         USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    . g1 A+ _6 ?& j2 z: y
39.         USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
    ! B4 w$ l) Q1 ?- d: m' R2 \5 P
40.         USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
    
41.         USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
    , U* c' ~* U' W; y' n
42.        
    - v' W9 W; P- c- |. H9 n/ u
43.         USART_Cmd(USART1, ENABLE);
    
44. }
    
45. 
    , ~2 e$ X$ S: \0 m8 J; Q
46. /******************************************************
    & N: N) z0 v, Q. _' t
47. * 函数名：fputc
    7 y6 j; w' C1 g$ [" F( U) ^
48. * 描述  ：重定向c库函数printf到USART1
    " c1 _* b" l6 a7 N0 X2 w
49. * 输入  ：无
    4 R5 C, j6 Q, e4 `
50. * 输出  ：无
    4 N2 l3 B, [; \8 t3 G
51. * 调用  ：由printf调用
    
52. ***************************************************** */
    
53. int fputc(int ch, FILE *f)
    1 V# I  u# `9 S7 p0 w0 A7 [
54. {
    ; ?/ D5 c4 {  p
55.         /* 将Printf内容发往串口 */
    
56.         USART_SendData(USART1, (unsigned char) ch);
    
57.         while (!(USART1->SR & USART_FLAG_TXE));
    
58.        
    , l7 J& S3 h% r; H- A3 @+ p
59.         return (ch);
    
60. }
    2 g- _. O3 y) C
61. 
    
62. /*-------------------------------------------------------------------------------*/
    
63. /******************************************************
    
64. * 函数名：USART1_IRQHandler
    1 p8 i3 n9 b, s" B2 m( {
65. * 描述  ：USART1中断服务函数
    ) [! m& e; w  y
66. * 输入  ：无
    - P* ^" p: Q3 L/ i8 b; U( }
67. * 输出  ：无
    " k' e% T. B6 t) S. u
68. * 调用  ：中断调用
    
69. ***************************************************** */
    
70. u8 Res;
    & \+ n3 o: ^, N  ]$ C6 r- o
71. extern int a;
    " u' X- U9 X  l1 u
72. u16 USART_RX_STA=0;       //接收状态标记         
    9 x! C3 h7 l' h  }: a
73. u8 USART_RX_BUF[USART_REC_LEN];     //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.
    
74. void USART1_IRQHandler(void)                        //串口1中断服务程序
    
75.         {
    & M  Q( V6 d( G" @" d# v
76.                
    
77.                 Res =USART_ReceiveData(USART1);        //读取接收到的数据
    
78.                
    / v! {7 P/ |7 [% f2 \: Y
79.                 if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成
    
80.                         {
    1 a; ^+ l2 Z' |  B3 P' @! v
81.                         if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d
    9 P, j8 {. H/ S- @4 O
82.                                 {
    
83.                                 if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始
    
84.                                 else USART_RX_STA|=0x8000;        //接收完成了
    
85.                                 }
    
86.                         else //还没收到0X0D
    : k8 V( W7 r9 ~+ g/ b
87.                                 {       
    $ [; T; ]: `7 N- T4 O; [' E; ^
88.                                 if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;
    ( U) t* u  j6 o) z# {" ~
89.                                 else
    
90.                                         {
    
91.                                         USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;
    & t5 I) @/ R! R- A5 d$ W( v) D# U6 x5 \
92.                                         USART_RX_STA++;
    8 d" V% u) t# W& `2 v6 e
93.                                         if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;//接收数据错误,重新开始接收          
    
94.                                         }                 
    
95.                                 }
    
96.                         }               
    
97.                                 a=1;         
    
98.         }
    
99. #if SYSTEM_SUPPORT_OS         //如果SYSTEM_SUPPORT_OS为真，则需要支持OS.
    
100.         OSIntExit();                                                                                           
     , X3 W( Q+ y( W
101. #endif
     
102. 
     2 C# M/ v! }; j/ r& d+ r( Q( U/ W
103. /******************* (C) COPYRIGHT 2012 WildFire Team *****END OF FILE************/
     

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6.usart1.h程序

1. #ifndef __USART1_H
   ( K3 J9 t  C! a9 z* i* d
2. #define        __USART1_H
   1 N4 ]) u6 [6 g  B. B  w5 K
3. #include <main.h>
   0 w3 J0 d: G3 u
4. #include <stdio.h>
   . ~! V9 R/ F- a8 [& o) _
5. 
   
6. #define USART_REC_LEN                          200          //定义最大接收字节数 200
   
7. #define EN_USART1_RX                         1                //使能（1）/禁止（0）串口1接收
   , m; Y" _3 V& ^; P4 G4 t2 K2 x# s
8. extern u8  USART_RX_BUF[USART_REC_LEN]; //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.末字节为换行符
   
9. extern u16 USART_RX_STA;                         //接收状态标记
   
10. int simple_atoi(char *source);
    ! `- ?. t9 ^5 D# o5 N
11. void USART1_Config(void);
    7 [$ j+ P* V! _- N# |
12. #endif /* __USART1_H */
      \  e3 A; T7 k: u% ~4 @+ r4 m% j( ~

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2021-6-25 13:20 上传

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& N6 K( j3 l1 C  xSTM32F103中文手册：


4 J- H* ]; }4 v: n! `8 O