28BYJ-48步进电机

牛牛ly 2023-10-22 原文

1.28BYJ-48步进电机的控制

自带减速器，五线四相单极性，直径为28mm。一般有五根线。红色是公共的VCC(5v)，A相蓝色，B相粉色，C相黄色，D相橙色。如果采用单双拍如图所示：

第一步：先D相导通接GND,其他接高电平。第二部:D,C相导通接GND其他接高电平。一次走完8步。如果对应MCU那么红色接VCC(5V)，其他四相接MCU的普通I/o并且选择推挽输出。如果让电机反转则把步数反过来。注意每一步的切换都要延时一段时间。

2.28BYJ-48步进电机的主要参数

首先相电阻就是公共端与每相之间的电阻。步距角有两种情况。没有加减速比的时候。5.625度。

加减速比就是5.625/ 64。因为减速比是1:64。启动频率>=500。

一个脉冲电机转5.625度。一圈（360）= 360/ 5.625 = 64个脉冲。那么减速后轴转一圈需要64 *64 = 4096.当然减速比不可能精确1：64.总有误差存在。28BYJ-48步进电机实际上是：减速齿轮+步进电机组成。内部减速齿轮如下：

由于MCU的端口的电流很小对于驱动电流大的外设需要驱动板（放大电流）。

电机需要驱动的电流 VCC/ 相电阻 = 5 / 300 =16.7mA。

ULN2003是大电流达林顿晶体管阵列系列产品，具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点，适应于各类要求高速大功率驱动的系统。ULN2003A由7组达林顿晶体管阵列和相应的电阻网络以及钳位二极管网络构成，具有同时驱动7组负载的能力，为单片双极型大功率高速集成电路。ULN2003可用于小型步进电机驱动。

下面如图接线方法：

ULN2003_IN1, ULN2003_IN2,ULN2003_IN3,ULN2003_IN4左边接MCU的I/o口，经过ULN2003AD后电流就放大了从而去驱动电机。

3.28BYJ-48步进电机转动。

1.28BYJ-48步进电机基本转动

uln2003.h

#ifndef __BSP_ULN2003_H__
#define __BSP_ULN2003_H__

#include "stm32f4xx_hal.h"

#define ULN2003_RCC_CLK_ENABLE()         __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE()
#define ULN2003_GPIO_PIN                 (GPIO_PIN_3|GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_6)
#define ULN2003_GPIO_PORT                GPIOF

#define A_ON                             HAL_GPIO_WritePin(ULN2003_GPIO_PORT,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_SET)
#define A_OFF                            HAL_GPIO_WritePin(ULN2003_GPIO_PORT,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_RESET)
#define B_ON                             HAL_GPIO_WritePin(ULN2003_GPIO_PORT,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_SET)
#define B_OFF                            HAL_GPIO_WritePin(ULN2003_GPIO_PORT,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_RESET)
#define C_ON                             HAL_GPIO_WritePin(ULN2003_GPIO_PORT,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_SET)
#define C_OFF                            HAL_GPIO_WritePin(ULN2003_GPIO_PORT,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_RESET)
#define D_ON                             HAL_GPIO_WritePin(ULN2003_GPIO_PORT,GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_SET)
#define D_OFF                            HAL_GPIO_WritePin(ULN2003_GPIO_PORT,GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_RESET)


void ULN2003_GPIO_Init(void);

#endif  // __BSP_ULN2003_H__

uln2003.c

#include "StepMotor/bsp_uln2003.h"

void ULN2003_GPIO_Init(void)
{
   /* 定义IO硬件初始化结构体变量 */
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	
	/* 使能(开启)端口时钟 */  
  ULN2003_RCC_CLK_ENABLE();
  
  /* 一开始设置为低电平 */
  HAL_GPIO_WritePin(ULN2003_GPIO_PORT,ULN2003_GPIO_PIN,GPIO_PIN_RESET);
  
  /* 设定引脚IO编号 */
  GPIO_InitStruct.Pin = ULN2003_GPIO_PIN;
  /* 设定引脚IO为输出模式 */
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;   // 推挽输出
  /* 设定引脚IO操作速度 */
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
  /* 初始化引脚IO */
  HAL_GPIO_Init(ULN2003_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);
}

main.c

#include "stm32f4xx_hal.h"
#include "StepMotor/bsp_uln2003.h"

#define STEPMOTOR_SPEED           10     // 定义步进电机速度，值越小，速度越快

void SystemClock_Config(void);



/**
  * 函数功能: 系统时钟配置
  * 输入参数: 无
  * 返 回 值: 无
  * 说    明: 无
  */
void SystemClock_Config(void)
{

  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
 
  __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();                                     // 使能PWR时钟

  __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);  // 设置调压器输出电压级别1

  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;      // 外部晶振，8MHz
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;                        // 打开HSE 
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;                    // 打开PLL
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;            // PLL时钟源选择HSE
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 8;                                 // 8分频MHz
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 336;                               // 336倍频
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;                     // 2分频，得到168MHz主时钟
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 7;                                 // USB/SDIO/随机数产生器等的主PLL分频系数
  HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);

  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;       // 系统时钟：168MHz
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;              // AHB时钟： 168MHz
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV4;               // APB1时钟：42MHz
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;               // APB2时钟：84MHz
  HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_5);

  HAL_RCC_EnableCSS();                                            // 使能CSS功能，优先使用外部晶振，内部时钟源为备用
  
 	// HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000    1ms中断一次
	// HAL_RCC_GetHCLKFreq()/100000	 10us中断一次
	// HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000000 1us中断一次
  HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);                 // 配置并启动系统滴答定时器
  /* 系统滴答定时器时钟源 */
  HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);

  /* 系统滴答定时器中断优先级配置 */
  HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);
}

/**
  * 函数功能: 主函数.
  * 输入参数: 无
  * 返 回 值: 无
  * 说    明: 无
  */
int main(void)
{  
  uint8_t i=0;
  
  /* 复位所有外设，初始化Flash接口和系统滴答定时器 */
  HAL_Init();
  /* 配置系统时钟 */
  SystemClock_Config();
  
  ULN2003_GPIO_Init();
  
  /* 无限循环 */
  while (1)
  {
    // 8个节拍控制：A->AB->B->BC->C->CD->D->DA 正转  如果反过来可以反转   2.这个可以控制方向
    switch(i)
    {
      case 0:
        A_ON;  B_OFF; C_OFF; D_OFF;
      break;
      case 1:
        A_ON;  B_ON;  C_OFF; D_OFF;
      break;
      case 2:
        A_OFF; B_ON;  C_OFF; D_OFF;
      break;
      case 3:
        A_OFF; B_ON;  C_ON;  D_OFF;
      break;
      case 4:
        A_OFF; B_OFF; C_ON;  D_OFF;
      break;
      case 5:
        A_OFF; B_OFF; C_ON;  D_ON;
      break;
      case 6:
        A_OFF; B_OFF; C_OFF; D_ON;
      break;
      case 7:
        A_ON;  B_OFF; C_OFF; D_ON;
      break;
    }
    i++;                          // 步进加1
    if(i==8) i=0;                 // 重新开始循环步进
    HAL_Delay(STEPMOTOR_SPEED);   // 延时一小段时间，时间长短决定电机转速     1.这个延时可以控制速度
  }
}

这里公共端是接GDN,所以某相接高低平就接通，并且这里采用单双拍工作方式。每一步切换都有一个延时，这个延时可以控制速度。改变步数的顺序可以控制方向。

2.28BYJ-48步进电机旋转控制

uln2003.h uln2003.c跟上面一样，只是main.c不同，并且加了按键控制。