利用STM32F103精确控制步进电机

一、用到的元器件
STM32F103C8T6
42步进电机（42SHDC4040-17B）
" n* c( \5 C4 w+ i; C* L' p( ?TB6600电机驱动器升级版

5 a5 C/ r9 w' f3 t6 ?4 d
二、42步进电机
1.步进电机的基本知识
（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）
! b/ |, w- a2 \7 ~! {; m（2）单拍制分配方式——状态数=相数
$ x& `6 i* z; u4 B: v7 c/ Q（3）双拍制分配方式——状态数=相数的两倍
（4）步距角 ——步进机通过一个电脉冲转子转过的角度

N:一个周期的运行拍数
Zr：转子齿数
拍数：N=km
" o' x/ o( q* m2 s$ z3 z, C8 Qm:相数
! h  G7 v! T+ yk=1单拍制
. I, g, V7 g9 F3 M3 D* bk=2双拍制
2 T. j3 F  s; H% d（5）转速
* S6 h& I. R+ \

（6）角度细分的原理
/ o% J, B' a% O- W
# @+ j7 o) E( U2 X' Y
电磁力的大小与绕组通电电流的大小有关。
' _" _* g  }; V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。
% M* w, B: \5 B# c1 T2. 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：
2 N& C/ M7 s- }# T4 F6 M# q' B步距角 1.8°
% y0 ?/ P9 |& i0 ^: K9 [) y步距角精度 ±5%
0 _/ _1 ]/ \) t; p4 r相数 2相
4 W- a% D% ]: y1 O励磁方式 混合式
6 C9 x0 |) @( w) I9 X( g转子齿数 50
' K. N! ~$ B/ N$ N拍制 双拍制
其他参数：无
2 o, d# {' Z. H! d$ L由步距角=1.8°推算出转子齿数为50，拍制为双拍制
7 u* e9 z* G! [6 j1 g

$ c9 V, b8 k& J0 Z% H3 n3. 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。
$ T; Q& f) Y3 `4 ?2 ]6 C0 \3 f理论上步进电机转速 = 频率 * 60 /((360/T)*x)

% B/ h/ R9 b! Q$ m3 i​       
4 Y4 X* J$ ?% l8 o$ U6 k+ @# l转速单位： 转/ 分
频率单位：赫兹
+ P4 b, Y! p. E5 ?x 细分倍数
T 步距角
* F: l# u+ k, f. i' g& r! K9 W. e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)
72000∗60
# P5 S) Q+ c% m1 C0 @5 U​       
7 @' @* k. W/ w7 Z% H4 G2 H, } =112.5rad/ min，即1.875 rad/s.

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。
8 l: i, {0 L0 A: m0 _/ k) ]) S' X5 ~

1.信号输入端
PUL+：脉冲信号输入正。( CP+ )
9 f. X1 v6 ^2 W1 W6 u, x  ~4 wPUL-：脉冲信号输入负。( CP- )
: K( O6 e7 ]4 p- p& b' bDIR+：电机正、反转控制正。
DIR-：电机正、反转控制负。
1 V+ ]' d( @. k6 \  H7 N% {5 ~4 a9 tEN+：电机脱机控制正。
6 @9 J1 m3 s, I# P5 M+ q! OEN-：电机脱机控制负。


' Z" x" `2 Q7 [% ?0 u' _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。
3 f% w& T) r$ J: s( Y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。
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。
) ^9 N5 q6 g7 [9 M( K2.电机绕组连接
( G# G' z2 j9 J3 `, j0 a/ eA+：连接电机绕组A+相。
% X! T$ L( ^" QA-：连接电机绕组A-相。
! i8 _) b# l9 r* qB+：连接电机绕组B+相。
) x- i; V; M9 ]  OB-：连接电机绕组B-相。

0 }  a+ t3 X, M
3.电源电压连接
1 S/ J, o1 a9 o* E# VVCC：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.
) K4 g. {: M3 F; t3 I8 Z" Q

  b; {; c- ]# \9 q9 ~9 S- B  J4.拨码开关

" P, H6 N+ |( U电流大小设定

三、STM32F103
------说明：引脚部分在文章末尾有解释--------

  V+ w7 A. I, D
1.引脚连接
4 Y; P5 o+ J5 g5 [. ?3 w! HA 0——PUL+
1 d0 J5 w' M: F& v$ \* a* ZA 3——KEY1——V3
A12——DIR+
7 F9 A# b, v- I9 iA11——EAN+
6 z" a- v' G5 o& P" z& xGND——EAN- ——KEY0

; i# w, Z1 ?2 p$ p" j- x& @
2.引脚功能
( j, z- c' X* V1 |& D& K3 HA0控制电机转速
6 `% N3 D0 T' j0 V  J8 FA3控制按键
3 n) k: C2 [" G. Z" rA9
( A* G6 @7 c' g0 o% A, OA11
+ s2 s1 e7 O  G6 {  I' u" _* y! J" nA11控制电机是否为锁死状态
A12控制电机正反转
) i+ X; P# A: E" G& e
9 U) t5 p0 x$ P
3.定时器
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。
2.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）


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,
则单片机产生一个脉冲所需要的时间为:

& V, ]' w! Y8 O  D9 Y7 Y​       
  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

  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。
. z, p+ D) r5 [8 K+ B2 d. a$ w  转动速度
  o& L$ K' U1 M
1 ~1 c  u3 O% |) Q6 R

3 q: I0 l$ r! O4.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。
$ B% g$ R8 C: p

四、程序实现
. k$ P6 [- B2 F8 j' M1.main.c程序
5 @) ]' I+ Z! @1 j3 a9 F

1. #include "main.h"
   6 m1 Q+ f) m+ K
2. #include "sys.h"
   4 X. |) z( e+ ^! s: w
3. #include "usart1.h"
   - ~! p- {' T/ A; |+ F/ D
4. #include "delay.h"
   
5. #include "math.h"
   0 I( w1 {, T7 R0 t' k1 N* d: V
6. 
   
7. u16 t;  
   : v; H) r4 _. A& D5 ~+ d% l% F2 |
8. u16 len;                    //接收到的数据长度
   
9. u16 times=0;
   : Z1 @5 [/ ]" f6 Q* x7 j( e
10. char receive_data[60];        //接收到的字符
    - s3 `$ s. Q& ~0 z  J
11. char state;                                //电机正反转标志位0正转，1反转
    # W/ z  q+ v9 h* R0 ?( P+ v
12. int speed,angle;                //旋转速度，角度
    
13. int a=0;                        //判断是否接收到数据
    5 G4 [6 v' d$ L. Z  P, A
14. int r,data=0;                          //用于数据转换
    4 ]0 n5 Y( i2 S  a- R3 h
15. int type;                                //转换后的数据   
    4 ~! o6 p$ I% t+ l: d! J: @
16. extern u16 USART_RX_STA;
    
17. 
    : I# K5 v3 ^' d0 h" f
18. /**************************
    : w" A) }1 d; G/ K8 F7 m9 T
19. * 函数名：delay
    
20. * 描述  ：延时函数
    
21. * 输入  ：无
    
22. * 输出  ：无
    / v7 P6 c) F! C/ l5 p
23. * 返回值：无
    
24. ****************************/
    
25. void delay()//延时
    ' D! H% Z0 b' S( g
26. {
    
27.          int i,j;
    7 M. r! G& E- B
28.          for(i=0;i<2000;i++)
    
29.          for(j=0;j<1000;j++);
    , A) m: l! V1 z% I# k
30. }
    ) l1 _; ~1 ~* S8 q4 B" N
31. 
    
32. /**************************
    7 L  l2 r$ K- m( ]* \# ~" }
33. * 函数名：Waiting_receptio
    
34. * 描述  ：等待串口接收数据
    + e/ [+ D3 @, `
35. * 输入  ：无
    
36. * 输出  ：无
    
37. * 返回值：无
    
38. ****************************/
    
39. void Waiting_reception(void)
    
40. {
    % z8 G+ y) W6 f/ T! \
41.         while(a==0)//等待数据发送完成
    
42.         {
    8 t# P; ]! R1 \6 x7 E9 M
43.                 delay_ms(100);
    
44.                 if(a==1)//接收到数据
    % E8 i6 w% N  e( R
45.                 {
    
46.                         if(USART_RX_STA&0x8000)//（串口接收用到了正点原子的例程）
    
47.                         {
    $ e9 N/ g7 ~; ?& D
48.                                 len=USART_RX_STA&0x3fff;//得到此次接收到的数据长度
    ; x2 }8 r7 u3 l& q
49.                                 r=len;                               
    + e. Y4 R% s1 E& [6 r
50.                                 type=0;
    
51.                                 for(t=0;t<len;t++)//拷贝数据,将字符转换为十进制数
    & f6 ?) z% H( I8 j6 [6 s2 v
52.                                 {
    
53.                                         receive_data[t]=USART_RX_BUF[t];
    & X* b8 w8 D! E$ j, Y
54.                                         data=(int)receive_data[t]-48;
    6 L- v: a* H# k# \5 k0 t% |- f
55.                                         r=r-1;
    ( o' b1 Y" w0 b
56.                                         type=type+data*(pow(10,r));
    
57.                                 }
    9 j( L6 m3 w' B' U) z/ Q
58.                                 USART_RX_STA=0;
    
59.                                 a=0;
    ! P  ]/ v5 r. m% G
60.                                 delay_ms(500);
    
61.                                 break;
    
62.                         }
    , V$ Y6 }8 Y. p7 O, w1 F# d
63.                 }
    
64.         }
    & s8 s4 }9 T' f
65. }
    2 n( E$ w" q! d( t3 ]
66. /**************************
    
67. * 函数名：KeyStates
    
68. * 描述  ：监测按键状态
    
69. * 输入  ：无
    
70. * 输出  ：无
    
71. * 返回值：0/1
    
72. ****************************/
    8 z5 Q! F& i7 }& }/ C
73. u8 KeyStates()//按键状态
    9 f  ]5 e  c# p; B6 ?, Y: \
74. {
    
75.         static u8 i = 0;
    2 U7 h1 Z$ L  L0 c# Y2 p$ A# [) R2 D
76.         if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_3)==0)
    9 k4 l, I4 s: l" }, L. {7 ?
77.         {
    % Z) ^  t  c# @% A' M3 @" K
78.                 delay();
    
79.                 if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_3)==0)
    
80.                         while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_3)==0);
    
81.                         i = ~i;
      o4 V  t" s1 g9 j
82.         }
    
83.         return i;
    $ ~/ f' ~: c5 L" W1 g0 K
84. }
    
85. /****************
    
86. * 函数名：main
    6 V" b/ B1 ?6 |
87. * 描述  ：主函数
    9 G+ Q5 m9 Y/ E6 S0 Y9 I
88. * 输入  ：无
    ; t9 O3 C/ ~( P5 R7 l( @$ x4 N
89. * 输出  ：无
    7 d6 P% M; a6 g! [- Q7 O5 v
90. ******************/
    
91. int main(void)
    ' L  Y+ ?" `, A; {8 E0 S
92. {
    
93.         NVIC_Configuration();                        //中断初始化
    
94.         GPIO_Config();                                        //IO口初始化
    
95.         USART1_Config();                                //串口初始化
    
96.     delay_init();                                   //延时函数初始化       
    
97.         GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_11);//A11置零  A11——EAN+
    . j9 ^$ r$ K3 A. i# C
98.         GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_12);//A12置零  A12——DIR+
    
99.         while(1)
    
100.         {
     " a0 a( T/ R2 j
101.                 delay_ms(100);
     
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");       
     ) q' P0 c) ^! _
103.                 Waiting_reception();
     0 s( F6 x# v4 Y. n
104.                 state=type;//将接收到的数据给type
     
105.                 if(type==0)//电机正转
       {. W  I7 a1 f3 C, G
106.                 {
     / T% c; p1 e" p. n1 S
107.                         GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_12);//电机正转
     
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");
     , |7 D) Z$ d8 ^9 X& C( ]
109.                        
     
110. /*********************************************此模块用于配置速度参数********************************************************/
     4 w5 `& U9 u6 ~3 G
111. 
     
112.                         part1:Waiting_reception();
     
113.                         speed =type;//将接收到的数据给speed
     
114.                         if(speed==0)goto Initial_state;//如果是0则返回初始模式
     $ b3 n. h0 \" ^# |6 C. _! G
115.                                 else{
     ; K5 J$ c! N; [  O' V
116.                                         if(speed>=15)
     
117.                                         {
     4 Y) T) B4 w; z" F
118.                                                 printf("\r\n 旋转速度>15rad/s，请重新选择旋转速度。\r\n");
     ( z% P" e; b5 F3 {/ ~
119.                                                 goto part1;
     
120.                                         }
     0 J# @, ^' W4 _5 P' a! j/ M
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);
     1 U7 u- o  G: P0 H
122.                                 }
     4 \; _4 S& e% L& ?; `5 o
123.        
     
124. /*********************************************此模块用于配置角度参数********************************************************/               
     
125. 
     ! L) x3 l- v4 ?/ N3 f
126.                         Waiting_reception();
     ; F' y( d6 B" E
127.                         angle =type;//将接收到的数据给type
     
128.                         for(;;)
     
129.                         {
     
130.                                 if(angle>0)//接收到的数据不是0
     ; ]! D& H) }* D# B  P
131.                                 {
     6 M: y; V: S2 u9 c- r. w" y2 }
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
     + k) k. Y- o! w
133.                                         delay_ms(20000);//电机保护
     
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);
     
135.                                         angle=0;
     ( l/ D- H/ \7 T( m6 y0 E) v! r2 r
136.                                         Waiting_reception();               
     * I( Y2 ]/ x  r, H; c: H1 F  Y
137.                                         angle =type;                                       
     
138.                                 }else{
     # f$ c; s7 `/ O
139.                                         if(angle==0)goto Initial_state;//返回初始状态       
     
140.                                         else {
     
141.                                                 printf("\r\n 角度错误，已返回初始模式 \r\n");               
     7 A* D( ^9 x  {3 ~9 P4 o
142.                                                 goto Initial_state;
     
143.                                         }                                               
       C; _; Y7 b' w. q8 p& a8 }' _
144.                                 }
     # U: `3 O. o! Z/ V) ~
145.                         }
     0 w/ _. K8 \8 S2 m/ p6 x" o
146.                 }               
     
147. /*********************************************反转模式********************************************************/               
     
148.                 else{
     
149.                         if(type==1)
     ) }' i  R! B0 T) W  |
150.                         {
     % H2 F/ d' _+ Q7 n
151.                                 GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_12);//电机反转
     ' S7 i- ^+ `6 Z- m' i
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.                                
     + N( I6 {- {! U6 s8 E
154. /*********************************************此模块用于配置速度参数********************************************************/
     
155.                                 part2:                                Waiting_reception();
     4 [' l& |1 U' r7 T0 `( M4 q: L3 s
156.                                 speed =type;//将接收到的数据给speed
     ! a9 D: K8 h" M4 m" X" y5 N. T
157.                                 if(speed==0)goto Initial_state;//如果是0则返回初始模式
     2 O" O/ A$ l, b: p. i
158.                                         else{
     
159.                                                 if(speed>=15)
     % \6 C- K, `" }. g# x2 R' @1 f
160.                                                 {
     6 Z, l/ T9 \; F1 Q! x
161.                                                         printf("\r\n旋转速度>15rad/s，请重新选择旋转速度。\r\n");
     
162.                                                         goto part2;
     . c. z5 c# U' w: H, H% F& T( \
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********************************************************/               
     
166.                                 Waiting_reception();
     
167.                                 angle =type;//将接收到的数据给type
     $ \% P0 M% X, S- ^. u7 ?
168.                                 for(;;)
     
169.                                 {
     - Y, r+ i8 C- L: O
170.                                         if(angle>0)//接收到的数据不是0
     
171.                                         {
     # B. w2 [$ D  }0 d% c3 e( ~) H( R4 s7 Y
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
     , l. F/ K, ~9 `( y4 Q; V
173.                                                 delay_ms(20000);//电机保护
     $ p( \: u+ k0 a1 T0 d+ a- l# d
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);
     $ O: Z. s- k1 y4 A
175.                                                 angle=0;
     
176.                                                 Waiting_reception();               
     + _; A. u% a9 }" b6 s. A: j6 [
177.                                                 angle =type;                                       
     ' ?+ L  X; K/ w- D
178.                                         }else{
     . ?5 [3 E9 [5 }( O
179.                                                 if(angle==0)goto Initial_state;//返回初始状态       
     
180.                                                 else {
     " R7 n! m3 t7 P0 |
181.                                                         printf("\r\n 角度错误，已返回初始模式 \r\n");               
     
182.                                                         goto Initial_state;
     : g3 g" F9 I# s5 a
183.                                                 }                                                               
     
184.                                         }
     
185.                                 }
     
186. /****************************************************************************************************************************/                                       
     & B3 S! z3 j$ S  O, U( ]) e0 B
187.                 }else{//if(a!=0)&(a!=1)
     
188.                         type=NULL;
     6 ^  l- `$ m7 h, o2 W! L$ u, Z1 \
189.                         printf("\r\n 输入无效 \r\n");
     
190.                         goto Initial_state;//返回初始状态
     " ?; h! W7 X+ ?; R2 E! q
191.                         }
     ; K( P5 B) s1 e/ c
192.                 }
     4 V! A0 P( n+ l: ]6 A0 m
193.         }
     $ u* F* I* \* D' _
194. }
     

复制代码

2.main.h程序
5 P6 O2 K2 {/ _

1. #ifndef _MAIN_H
   
2. #define        _MAIN_H
   ' y" S; y$ ]1 A- R$ t0 D6 D
3. #include <stm32f10x.h>
   
4. #include <usart1.h>
   % @' F" E3 z, ^1 H4 P$ l" r9 i" [
5. #include <misc.h>
   3 S5 f4 h( b$ Y, Y5 V' C
6. #include <nvic.h>
   
7. #include <stdio.h>
   
8. #include "stm32f10x_tim.h"
   
9. #include "timer.h"
   + Z: z. }" a! ?
10. #endif
    % J# P# D7 N! B! I8 `& F; a

复制代码

3.time.c程序
# h) C/ `; N/ x4 C9 }7 f  |

1. #include "timer.h"
   & }1 w) S9 F3 z# z
2. /**************************
   * I7 \2 }# D# N" U# G; U0 o; l
3. * 函数名：GPIO_Config
   , F3 ~8 U: b& `% z0 a- v
4. * 描述  ：无
   ! _/ A! P9 u4 m9 V6 j" }9 }0 M
5. * 输入  ：无
   
6. * 输出  ：无
   ( ?0 v: ~" Z4 h% E; ]# j
7. * 调用  ：主函数
   5 L( p7 ~* r6 S6 c* Q, Y
8. * 返回值：无
   
9. ****************************/
   " ~7 B: J  G+ Q+ M( [; U, U; D1 t
10. void GPIO_Config(void)
    + p: `  s, ]+ [6 F
11. {
    
12.                 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
13.                 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE); //使能IOA
    
14.                 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2 | RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //使能TIM2，TIM3
    6 a0 }) \! \2 Z7 V& q
15.                
    
16.             /* Timer2 Channel 1, PA0 */
    ( R; O  U8 W, S' D; c1 y
17.             GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_0;
    . _0 `- T2 D% ]6 u$ t: b
18.             GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用输出
    ! G6 T$ {: M; q: V  g/ [1 t
19.             GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    
20.             GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    
21.                  
    0 p5 O. L5 n; G7 e
22.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_11|GPIO_Pin_12;
    6 c8 X8 J, A% j' |0 Y& J' y- ~
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);                   //
    
26.                 GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);//指定引脚输出低电平，此时灯全灭，方向
    ) t5 T& h: n. `' W8 U1 q' B" R
27.                 GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);//指定引脚输出低电平，此时灯全灭        使能
    & C1 r2 J  J, T0 J" ]! g
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
    
30.        
    
31.          
    * Z; p8 z6 b% ?0 j. T
32.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;
    
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
    6 k1 u2 H& ^( e8 s" g
35.                 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                   //
    1 D9 a( b- L% U7 L/ P
36.                
    ( C4 T9 H) m5 d
37.                 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    
38.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;
    . S" U! n2 X" J: D" u  u
39.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;         //通用推挽输出模式
    
40.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;        //指定GPIO引脚可输出的最高频率为50MHZ
    6 I4 S# c2 f8 s# l- d
41.                 GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);                   //
      d/ N1 s  C; H3 Q8 ~: l8 J
42.                 GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12);//指定引脚输出低电平，此时灯全灭        使能
    
43.                
    / m% ]7 k9 N7 l, D- q" z* k, ?0 N
44.                 //GPIO_ResetBits  GPIO_SetBits
    & _" ?: b- \9 B/ }! s- s$ F0 A
45. }
    
46. 
    
47. //================================================================================
    
48. /**************************
    4 W4 B% I/ h# K: g$ T
49. * 函数名：TIM2_Master__TIM3_Slave_Configuration
    / _. U$ Q7 [+ D
50. * 描述  ：主从定时器配置
    
51. * 输入  ：电机转速speed,转角angle
    : |* U3 v2 j7 s6 {8 r# d6 Q8 z
52. * 输出  ：无
    
53. * 调用  ：主函数
    
54. * 返回值：无
    
55. ****************************/
    ( I5 L2 @6 d5 O/ e
56. void TIM2_Master__TIM3_Slave_Configuration(u32 PulseFrequency, u32 pulse)
    
57. {
    1 c1 Q7 n& ?% T, x6 o5 O+ f
58.         TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    
59.         TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
    
60.        
    
61.         u16 nPDTemp ;
    2 j) C$ C0 u2 f/ W, H9 H
62.         u16 pulse_number;
    
63.         float p=PulseFrequency;
    . `6 F3 m9 a# h8 W6 i3 L0 _
64.         TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);
    % x- [6 d( ~! L8 Q7 p0 d8 U# `, h
65.         nPDTemp = (11.25/p);                            //TIM2重装值是11.25时1s转一圈(电机32细分下)
    
66.         pulse_number = (16.7778*pulse);//TIM3重装值是16.7778时转1°(电机32细分下)
    
67.        
    0 S$ N( u2 l) r. Y
68.         // 时基配置：配置PWM输出定时器——TIM2
    
69.         /* Time base configuration */
    ( e- e+ j8 H  b$ }8 F6 V
70.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = nPDTemp; //定时周期为nPDTemp
    ! u: u% f; m+ U6 m8 P" f
71.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 999; //预分频值1000，即f=72khz
    
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
    2 @4 L3 e# ?6 s# ]8 T
74.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //指定重复计数器值
    - y$ ]! @' s3 g% |
75.         TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
    
76.        
    : L- T, D: G& k
77.         // 输出配置：配置PWM输出定时器——TIM2
    
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
    
81.         TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //使能输出
    . w4 A0 I% O9 Y% E$ n7 f
82.         TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = nPDTemp>>1;//50% //比较tim_ccr的值，输出脉冲发生跳变
    
83.         TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure); //初始化
    ! d$ P" z4 z$ ^( |6 u
84.         TIM_OC1PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable); //使能 TIMx 在 CCR1 上的预装载寄存器
    9 D8 N8 S7 K, S/ Q- U5 p6 C
85.         TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, ENABLE); //使能或者失能 TIMx 在 ARR 上的预装载寄存器
    / Z! a3 K1 W6 v# k4 b' f& {: o
86.        
    
87.         // 时基配置：配置脉冲计数寄存器——TIM3
    
88.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = pulse_number;      //0x1900是360°;//改变给电机的脉冲个数                     
    
89.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;
    2 {6 {) z1 i: u8 I9 D
90.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
    
91.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    2 X2 h; ^! B, h+ g: T$ K
92.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
    * r( X% O- ~+ I8 c& v& E/ Z
93.         TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);
    3 I7 L1 _  T4 d1 V$ F) v, N% T  O) n
94.         // 输出配置：配置输出比较非主动模式定时器——TIM3
    + l7 l9 N" C- f, x8 u
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)      
    
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   
    
100.         TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);
     
101. 
     
102.         // 配置TIM2为主定时器
     
103.         // Select the Master Slave Mode
     
104.         TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM2, TIM_MasterSlaveMode_Enable); //设置 TIM2 主/从模式并使能
       `, u* c' \$ f5 i* k
105.         // Master Mode selection  
     
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
     % e- M7 M4 `6 y, ^3 ?; n' g
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
     0 E+ b* l4 @  m$ D3 r1 b7 P" M
111.         TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_ITR1); //选择 TIM3 输入触发源    TIM_TS_ITR1-TIM 内部触发 1
     ) L, o1 H1 J. Q0 C5 i; [. G' M7 o
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
     , l8 D8 s2 \" W5 ?" S8 W
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);
     
117. }
     
118. 
     $ D+ Q* l9 Q. N& g' M8 @
119. /****************************************************
     
120. * 函数名：Output_Pulse
     9 \" q5 C0 \# e
121. * 描述  ：无
     
122. * 输入  ：无
     3 h& L" d  s% o: s* ^; h  Y7 M' j* A
123. * 输出  ：无
     ( f  H# w% V8 X/ u
124. * 返回值：无
     
125. ******************************************************/
     
126. void Output_Pulse(u16 Num)
     . J2 ~; Y; D2 g5 i" @6 p
127. {
     + k6 E3 _, S* ^  r: `* d+ M( |
128.                 GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);//指定引脚输出低电平，此时灯全灭        使能
     
129.                 TIM3->CCR1 = Num;
     ) Y( z" _7 N: Q6 |0 ?
130.                 TIM3->CNT = 0;
     
131.                 TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
     2 O6 w- ?. \5 P% p7 J# b8 D9 G
132.                 TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_CC1, ENABLE);
     
133.                 TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
     " ?! q; P! p* N, J3 r9 b' b# ~
134. }
     ; x3 k# b4 W8 E2 R8 S" q1 P
135. 
     ) C7 H9 {& P, H2 D% ~/ q* E6 A; P
136. /****************************************************
     . c$ {% l9 g! n, i' k* J$ }2 H
137. * 函数名：angle_set
     
138. * 描述  ：无
     . v5 Q- m2 [2 d0 i2 e3 z
139. * 输入  ：无
     
140. * 输出  ：无
     
141. * 返回值：无
     
142. ******************************************************/
     3 v2 I6 {* _. ?' `7 ~* ~
143. void angle_set(u8 dir,u8 angle)
       z% C# J3 d% x& z) b: c. z0 c- {
144. {
     * B* p6 }+ i: r, s3 N
145.         if(dir==0)
       M5 g1 f- O$ H* w0 E, Q' s
146.                                 GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);//指定引脚输出低电平，此时灯全灭，方向
     
147.         else
     
148.                                 GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);//指定引脚输出低电平，此时灯全灭，方向
     6 f: U/ r2 x3 j3 e: x5 ^! A
149.        
     # O) `- V. v, z% _: p+ S
150.         Output_Pulse(angle*6400);
     
151. }
     

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4.time.h程序

1. #ifndef __TIMER_H
   " d& e$ y- \0 b8 L1 Y
2. #define        __TIMER_H
   
3. #include "main.h"
   ; Z  `" B) V- t% S
4. extern unsigned char Flag;
   % y+ Z, L2 g" x+ N$ b$ g% |
5. extern unsigned char TIM2_Pulse_TIM3_Counter_OK;
   
6. void GPIO_Config(void);
     r! K/ v, M2 l8 ]* S9 f
7. void TIM2_Master__TIM3_Slave_Configuration(u32 PulseFrequency,u32 pulse);
   7 D5 t; _) A+ p) j
8. void Frequence_Setting(u32 PulseFrequency);
   
9. void Output_Pulse(u16 Num);
   
10. void angle_set(u8 dir,u8 angle);
    / B2 `( z! a; s6 ?# e' b0 b
11. #endif
    

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5.usart1.c程序

1. #include <main.h>
   
2. #include <usart1.h>
   , m) T3 n, V1 \0 b  x
3. #include <string.h>
   
4. #include <math.h>
   7 @: H8 H) K. b
5. 
   ; Z/ ~* i. i5 x/ O
6. /******************************************************
   
7. * 函数名：USART1_Config
   
8. * 描述  ：USART1 GPIO 配置,工作模式配置
   
9. * 输入  ：无
   
10. * 输出  : 无
    & m2 ^% p$ [- M" a
11. * 调用  ：外部调用
    
12. ***************************************************** */
    & }* d% p! Z; ]; t) L+ D
13. void USART1_Config(void)
    6 \, c$ L4 A; j
14. {
    6 I, j2 x- {4 ^* X6 \$ j
15.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    % i4 ?: f  }' E# A1 G! @; {) C
16.         USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    * n! ^8 [- J& I( o5 V7 ^0 G
17.        
    
18.         /* config USART1 clock */
    
19.         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
    
20.         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    
21. 
    
22.         /* USART1 GPIO config */
    * Y% c; W) a) l
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;
    5 _% S; O- I5 L, Y
26.         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    ) ~3 Z# ~5 {  p% _; K1 H5 I5 J
27.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);   
    3 X# w( z+ K) K9 M
28.         /* Configure USART1 Rx (PA.10) as input floating */
    ( J+ s; D# }& Y3 o! r7 e
29.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    1 i% Y! X5 s  C+ X; z1 U* V- k
30.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    ! K. O+ B" @3 q6 G$ @
31.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    . R/ n2 L; R2 w
32.        
    ; T6 C+ f" a" n- S8 ?" u+ O7 ~8 I
33.         /* USART1 mode config */
    5 t2 z! X: {& P8 Z0 p3 V5 E* ]
34.         USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
    7 u; ?* E3 I: x4 W. o8 W
35.         USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    
36.         USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    
37.         USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;
    ) Z  d3 [! m& D9 R
38.         USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    
39.         USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
    
40.         USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
    
41.         USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
    & ~; R0 T& \! l5 ]5 W
42.        
    
43.         USART_Cmd(USART1, ENABLE);
    ; `' X2 x9 b0 r9 W
44. }
    5 a4 \6 b2 a0 e, U! y: Y" G. a
45. 
    
46. /******************************************************
    
47. * 函数名：fputc
    
48. * 描述  ：重定向c库函数printf到USART1
    
49. * 输入  ：无
    : }. k! T; ^7 R, S7 @/ l) Y
50. * 输出  ：无
    
51. * 调用  ：由printf调用
    
52. ***************************************************** */
    ( o8 ]6 T& d2 N7 N4 j
53. int fputc(int ch, FILE *f)
    
54. {
    4 k. P: j5 J+ `  N1 n4 V1 h
55.         /* 将Printf内容发往串口 */
    
56.         USART_SendData(USART1, (unsigned char) ch);
    3 {5 B! K3 y! e6 J! A) V
57.         while (!(USART1->SR & USART_FLAG_TXE));
    
58.        
    & t1 {  ~& ~- J( E% p" ?
59.         return (ch);
    
60. }
    
61. 
    
62. /*-------------------------------------------------------------------------------*/
    
63. /******************************************************
    % g  x, M5 N. n6 Z; V0 m
64. * 函数名：USART1_IRQHandler
    
65. * 描述  ：USART1中断服务函数
    ' Z5 O1 y3 K& n& P& ^) z
66. * 输入  ：无
    
67. * 输出  ：无
    ) Y. Y  \' O/ p+ c- P' v1 d- a
68. * 调用  ：中断调用
    # ]# }- b6 E& S7 I1 Z$ z% V
69. ***************************************************** */
    5 T0 W9 J6 [1 k9 I% M3 g
70. u8 Res;
    
71. extern int a;
    ' {  F% ]0 M; @$ n2 e
72. u16 USART_RX_STA=0;       //接收状态标记         
    
73. u8 USART_RX_BUF[USART_REC_LEN];     //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.
    , ?" I7 c" N1 m! D
74. void USART1_IRQHandler(void)                        //串口1中断服务程序
    ! k' d/ ^; a# `
75.         {
    " t2 a5 k+ g0 \4 ]* Z( a1 e
76.                
    
77.                 Res =USART_ReceiveData(USART1);        //读取接收到的数据
    
78.                
    
79.                 if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成
    
80.                         {
    
81.                         if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d
    
82.                                 {
    : h5 r4 x! l3 W: |5 R
83.                                 if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始
    " _" V8 y; B: i  t
84.                                 else USART_RX_STA|=0x8000;        //接收完成了
    2 I) U/ G% k0 f2 {: p" o
85.                                 }
    % n8 P8 L0 L' u8 }7 A2 i- B
86.                         else //还没收到0X0D
    , V5 ?% J# }# ^& U  L- O) R
87.                                 {       
    
88.                                 if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;
    $ o% b' R1 \2 t
89.                                 else
    
90.                                         {
    ; p! W4 a% [" \  s; A% {. O; K
91.                                         USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;
    
92.                                         USART_RX_STA++;
    
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          
    0 X5 s8 F  c! k) }1 a0 E3 M( _
94.                                         }                 
    
95.                                 }
    
96.                         }               
    & W( j% H; g+ O  I5 v
97.                                 a=1;         
    
98.         }
    
99. #if SYSTEM_SUPPORT_OS         //如果SYSTEM_SUPPORT_OS为真，则需要支持OS.
    
100.         OSIntExit();                                                                                           
     
101. #endif
     
102. 
     7 n2 o7 P0 K2 ~: ]8 k( w
103. /******************* (C) COPYRIGHT 2012 WildFire Team *****END OF FILE************/
     ) I% L! H! Y& H. D

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6.usart1.h程序

1. #ifndef __USART1_H
   ) U; c* A( M8 g& C
2. #define        __USART1_H
   
3. #include <main.h>
   
4. #include <stdio.h>
   ) e% k! A3 m: i5 u6 k9 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
   
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
   3 l, O" a  o% t# c. e7 f0 r/ E
10. int simple_atoi(char *source);
    5 J+ E5 F# n1 z- N/ c6 E
11. void USART1_Config(void);
    2 y9 K$ `3 C& x! _7 M0 Y
12. #endif /* __USART1_H */
    & H% Y* T. N9 u

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源码：
$ T7 k( {( R! U2 k 步进电机程序—串口控制速度角度.zip (4.75 MB, 下载次数: 51)

2021-6-25 13:20 上传

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9 X0 y; S2 _- KSTM32F103中文手册：
) x" w, \4 b) c# ]
. l/ T" K5 {6 g, ]/ d
7 F6 F/ K# D. F4 Z( v

& U( t7 P$ K/ R- Q5 t1 e