本篇文章包含的內(nèi)容

• 一、步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理
• • 1.1 步進(jìn)控制系統(tǒng)的組成
  • 1.2 步進(jìn)電機(jī)簡(jiǎn)介
  • 1.3 步進(jìn)電機(jī)的分類(lèi)
  • 1.4 步進(jìn)電機(jī)的工作原理
  • • 1.4.1 單極性步進(jìn)電機(jī)（5線4相）
    • 1.4.2 雙極性步進(jìn)電機(jī)（4線2相）
    • 1.4.3 細(xì)分器驅(qū)動(dòng)原理
  • 1.5 步進(jìn)電機(jī)工作參數(shù)
  • • 1.5.1 靜態(tài)參數(shù)
    • 1.5.2 動(dòng)態(tài)參數(shù)
  • 1.6 步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)
• 二、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)
• • 2.1 ULN2003驅(qū)動(dòng)芯片
  • 2.2 驅(qū)動(dòng)模塊電路圖
• 三、代碼實(shí)現(xiàn)

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參考文章與課程：
??【視頻課程】步進(jìn)電機(jī)基礎(chǔ)原理和應(yīng)用——程子華主講
??【視頻課程】電機(jī)系列教學(xué)視頻（基于STM32硬件）——野火
??【霄耀在努力】STM32驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)（原理、程序、解決電機(jī)只震動(dòng)不轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題）

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一、步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理

1.1 步進(jìn)控制系統(tǒng)的組成

??步進(jìn)控制系統(tǒng)由以下三個(gè)部分組成：

• 控制器：可以是PLC、定位控制模塊或單片機(jī)，主要作用是產(chǎn)生控制脈沖信號(hào)（博主采用STM32作為控制器）。
• 驅(qū)動(dòng)器：對(duì)控制器發(fā)出的控制信號(hào)進(jìn)行分配和功率放大，控制步進(jìn)電機(jī)每一相的線圈是否通電。
• 電機(jī)：電機(jī)本身，或用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)其他設(shè)備。

1.2 步進(jìn)電機(jī)簡(jiǎn)介

??步進(jìn)電機(jī)是一種特種電機(jī)，又稱為脈沖電動(dòng)機(jī)，是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為角位移或線位移的開(kāi)環(huán)（無(wú)反饋）控制元件。在非超載的條件下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、角位移只取決于控制脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)。
??“步進(jìn)”的意義是電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)遵從固定的步幅，即每一個(gè)控制脈沖來(lái)臨，電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)步進(jìn)角 $\theta$。步進(jìn)角$\theta$與電機(jī)本身的結(jié)構(gòu)（和其拓展結(jié)構(gòu)，例如減速齒輪可以減小步進(jìn)角）有關(guān)。脈沖數(shù)越多，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度就越大。同時(shí)，脈沖的頻率越高，電機(jī)轉(zhuǎn)速就越快，但不能超過(guò)最高頻率，否則電機(jī)的力矩將迅速減小，電機(jī)停轉(zhuǎn)。
??下圖所示的是較為常見(jiàn)的42步進(jìn)電機(jī)。“42”的意思是該電機(jī)的外殼尺寸是42mm×42mm。可以在其轉(zhuǎn)軸上加裝減速齒輪實(shí)現(xiàn)減速功能，來(lái)增大輸出力矩和減小步進(jìn)角$\theta$；也可以在將轉(zhuǎn)軸替換為絲杠，常見(jiàn)于需要驅(qū)動(dòng)設(shè)備直線運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。

??博主在這里使用的步進(jìn)電機(jī)型號(hào)是28BYJ-48，是套件中常見(jiàn)的步進(jìn)電機(jī)。它也是一種減速步進(jìn)電機(jī)，內(nèi)部的減速齒輪由塑料制成，具有重量輕，體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。它常被用在監(jiān)控探頭的云臺(tái)上。這種電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)模塊如下圖所示：

1.3 步進(jìn)電機(jī)的分類(lèi)

??步進(jìn)電機(jī)的分類(lèi)方法非常多，按照不同的分類(lèi)方法，步進(jìn)電機(jī)可以被分為以下幾種：

按力矩產(chǎn)生的原理分類(lèi)

• 磁阻式：又稱為反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)。轉(zhuǎn)子采用軟磁材料，一般式硅鋼片，本身沒(méi)有磁性，但極易被磁化。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，步進(jìn)角小（可達(dá)1.2°），但效率低，發(fā)熱量大，可靠性難以保障，很早之前就被市場(chǎng)淘汰了。
  

• 永磁式：又稱為PM步進(jìn)電機(jī)，轉(zhuǎn)子使用永磁性材料，通過(guò)改變定子線圈的磁極來(lái)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子。內(nèi)部的圓柱形轉(zhuǎn)子外表均勻分布著N極和S極。一般都為兩相，扭矩和體積都比較小。步進(jìn)角$\theta$一般為3.75°、7.5°、15°、18°，特點(diǎn)是步進(jìn)角一般較大，力矩較小，精度比較低，發(fā)熱小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，一般用在一些較為低端的產(chǎn)品中。今年來(lái)設(shè)備小型化，微型永磁式步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用范圍也有了進(jìn)一步的擴(kuò)展，例如帶可升降型的攝像頭的手機(jī)。
  

• 混合式：定子由兩個(gè)轉(zhuǎn)子鐵芯（一般是硅鋼片）和一個(gè)磁鋼（永磁體）組成，兩個(gè)轉(zhuǎn)子鐵芯極性相反。它的特點(diǎn)是產(chǎn)生的力矩相較于永磁式步進(jìn)電機(jī)更大，發(fā)熱較小，效率高，轉(zhuǎn)速相對(duì)較大，噪音低，步進(jìn)角小等。兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角一般為1.8°，三相混合式步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角一般為1.2°，五相混合式步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角可以達(dá)到0.72°。它的相應(yīng)速度快，適用于頻繁啟停的場(chǎng)合。
  

按相數(shù)分類(lèi)：可以分為單相、雙相、三相、四相、五相步進(jìn)電機(jī)。相數(shù)，指電機(jī)內(nèi)部的閉合線圈組數(shù)。

按輸出力矩的大小分類(lèi)

• 伺服式：輸出力矩在小于1N·m的范圍內(nèi)，只能驅(qū)動(dòng)較小的負(fù)載，要與液壓扭矩放大器配合使用才能驅(qū)動(dòng)機(jī)床、工作臺(tái)等較大的負(fù)載
• 功率式：輸出力矩在5~50N·m之間，甚至更高，可以直接驅(qū)動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)等較大的負(fù)載

按定子數(shù)分類(lèi)

• 單定子式
• 雙定子式
• 三定子式
• 多定子式

按各相繞組分布分類(lèi)

• 徑向分布式：電機(jī)各相按圓周依次排列
• 軸向分布式：電機(jī)各相按軸向依次排列

??按照以上的一些分類(lèi)方法，可以舉出一些例子：

??28BYJ-48就是一種常見(jiàn)的單極性五線四相步進(jìn)電機(jī)，“單極性”指線圈中電流的方向是確定的，不可翻轉(zhuǎn)；對(duì)應(yīng)的，“雙極性”指線圈沖存在兩種不同地電流方向。

1.4 步進(jìn)電機(jī)的工作原理

??對(duì)于雙極性步進(jìn)電機(jī)和單極性步進(jìn)電機(jī)，它們二者繞組極性的不同，它們的工作方式也略有差異。

1.4.1 單極性步進(jìn)電機(jī)（5線4相）

??單極性步進(jìn)電機(jī)有共陰極接法和共陽(yáng)極接法，兩種接法對(duì)于控制信號(hào)而言只是控制信號(hào)的極性的不同。要控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，只需要將拍之間的導(dǎo)電順序顛倒即可。接下來(lái)的幾種驅(qū)動(dòng)方式都采用共陰極接法為例說(shuō)明，且電機(jī)為順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。

單相整步驅(qū)動(dòng)：“單相”指每一拍只有一相導(dǎo)電，“整步”指每一拍走過(guò)的角度是相鄰兩相之間的一整步。如下圖所示，四個(gè)相的導(dǎo)電順序?yàn)?#xff1a;$A\to B\to C\to D\to A\to ...$，依次循環(huán)，步距角$\theta =90°$。

雙相整步驅(qū)動(dòng)：“雙相”指每一拍有兩相同時(shí)導(dǎo)通，且在數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)下，兩相線圈通電產(chǎn)生的磁場(chǎng)大小相等。四拍的導(dǎo)電順序?yàn)?span id="ozvdkddzhkzd" class="katex--inline">$AB\to BC\to CD\to DA\to AB\to ...$，與單相整步驅(qū)動(dòng)相比，雙相整步驅(qū)動(dòng)擁有更大的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩（是單相整步驅(qū)動(dòng)力矩的$\sqrt{2}$倍）。

半步驅(qū)動(dòng)：半步驅(qū)動(dòng)方式實(shí)際上是單相整步驅(qū)動(dòng)和雙相整步驅(qū)動(dòng)的結(jié)合。相較于前兩者，半步驅(qū)動(dòng)有更小的步距角（45°），八拍的導(dǎo)電順序?yàn)?#xff1a;$A\to AB\to B\to BC\to C\to CD\to D\to DA\to A\to ...$，其缺點(diǎn)為轉(zhuǎn)動(dòng)力矩不穩(wěn)定，有可能會(huì)導(dǎo)致電機(jī)本身的震動(dòng)或者驅(qū)動(dòng)設(shè)備的動(dòng)力不穩(wěn)定等問(wèn)題。

1.4.2 雙極性步進(jìn)電機(jī)（4線2相）

??雙極性步進(jìn)電機(jī)中的線圈中的電流方向是雙相的，通過(guò)配置$A^{+}$和$A^{?}$，$B^{+}$和$B^{?}$的高低電平來(lái)控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)。其原理與單極性步進(jìn)電機(jī)類(lèi)似，優(yōu)點(diǎn)是相較于前者可以具有更大的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩（可以通過(guò)配置一個(gè)線圈上的兩端電壓分別為+5V和-5V來(lái)使線圈上的電流增大），缺點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)電路和程序較為復(fù)雜。由于原理與單極性步進(jìn)電機(jī)類(lèi)似，以下不做過(guò)多贅述。

單相整步驅(qū)動(dòng)

雙相整步驅(qū)動(dòng)

半步驅(qū)動(dòng)

1.4.3 細(xì)分器驅(qū)動(dòng)原理

??如果驅(qū)動(dòng)電路可以改變每一相通電時(shí)的電流大小，就可以控制每一相產(chǎn)生的磁場(chǎng)大小。這樣不僅能解決半步驅(qū)動(dòng)時(shí)力矩忽大忽小的問(wèn)題，還能使步距角進(jìn)一步減小以達(dá)到更高的精度控制。

1.5 步進(jìn)電機(jī)工作參數(shù)

1.5.1 靜態(tài)參數(shù)

• 相數(shù)：產(chǎn)生不同對(duì)極 N、S 磁場(chǎng)的激磁線圈對(duì)數(shù)（雙極性），也可以理解為步進(jìn)電機(jī)中線圈的組數(shù)。一般而言，兩相步進(jìn)電機(jī)步距角為 1.8°，三相的步進(jìn)電機(jī)步距角為 1.5°，相數(shù)越多的步進(jìn)電機(jī)，其步距角就越小。
• 拍數(shù)：完成一個(gè)磁場(chǎng)周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)，用 $n$ 表示；或指電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距角所需脈沖數(shù)。以四相電機(jī)為例，四相四拍運(yùn)行方式即 $AB\to BC\to CD\to DA\to AB\to ...$，四相八拍運(yùn)行方式即 $A\to AB\to B\to BC\to C\to CD\to D\to DA\to A\to ...$
• 步距角：一個(gè)脈沖信號(hào)所對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，可以簡(jiǎn)單理解為一個(gè)脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)的角度，電機(jī)上都有標(biāo)注，一般 42 步進(jìn)電機(jī)的步距角為 1.8°
• 定位轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在不通電狀態(tài)下，電機(jī)轉(zhuǎn)子自身的鎖定力矩（由磁場(chǎng)齒形的諧波以及機(jī)械誤差造成）。
• 靜轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在額定靜態(tài)電壓作用下，電機(jī)不作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸的鎖定力矩。此力矩是衡量電機(jī)體積的標(biāo)準(zhǔn)，與驅(qū)動(dòng)電壓及驅(qū)動(dòng)電源等無(wú)關(guān)。

1.5.2 動(dòng)態(tài)參數(shù)

• 步距角精度：步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)步距角度的理論值與實(shí)際值的誤差。用百分比表示：誤差/步距角*100%。
• 失步：電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。也可以叫做丟步，一般都是因負(fù)載太大或者是頻率過(guò)快。
• 失調(diào)角：轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差，采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)是不能解決的。
• 最大空載起動(dòng)頻率：在不加負(fù)載的情況下，能夠直接起動(dòng)的最大頻率。
• 最大空載的運(yùn)行頻率：電機(jī)不帶負(fù)載的最高轉(zhuǎn)速頻率。
• 運(yùn)行轉(zhuǎn)矩特性：電機(jī)的動(dòng)態(tài)力矩取決于電機(jī)運(yùn)行時(shí)的平均電流（而非靜態(tài)電流），平均電流越大，電機(jī)輸出力矩越大，即電機(jī)的頻率特性越硬。
• 電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制：通過(guò)改變通電順序而改變電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。

1.6 步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)

步進(jìn)電機(jī)的精度大概為步距角的 3~5%，且不會(huì)積累。

步進(jìn)電機(jī)的外表允許的最高溫度較高。步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱的主要原因是銅損和鐵損，銅損指銅導(dǎo)線的導(dǎo)電發(fā)熱效應(yīng)，鐵損指作為鐵芯的硅鋼片在磁場(chǎng)中產(chǎn)生渦流效應(yīng)而被加熱。一般步進(jìn)電機(jī)會(huì)因外表溫度過(guò)高而產(chǎn)生磁性減小，從而導(dǎo)致力矩減小。一般來(lái)說(shuō)磁性材料的退磁點(diǎn)都在攝氏 130 度以上，有的甚至高達(dá)攝氏 200度以上，所以步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏 80-90 度是完全正常的（28BYJ-48不會(huì)達(dá)到很高的工作溫度）。

步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩與速度成反比，速度越快力矩越小。

低速時(shí)步進(jìn)電機(jī)可以正常啟動(dòng)，高速時(shí)不會(huì)啟動(dòng)，并伴有嘯叫聲。步進(jìn)電機(jī)的空載啟動(dòng)頻率是固定的，如果高于這個(gè)頻率電機(jī)不能被啟動(dòng)，并且會(huì)丟步或堵轉(zhuǎn)。

二、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)

2.1 ULN2003驅(qū)動(dòng)芯片

??ULN2003是一個(gè)單片高電壓（最高可達(dá)50V）、高電流（單個(gè)額定輸出500mA）的達(dá)林頓晶體管陣列集成電路。 它是由7對(duì)NPN達(dá)林頓晶體管組成的，它的高電壓輸出特性和陰極鉗位二極管可以轉(zhuǎn)換感應(yīng)負(fù)載。單個(gè)達(dá)林頓晶體管對(duì)的集電極電流為500mA，達(dá)林頓管并聯(lián)可以承受更大的電流。
??ULN2003可以作為繼電器驅(qū)動(dòng)器，字錘驅(qū)動(dòng)器、燈驅(qū)動(dòng)器、顯示驅(qū)動(dòng)器（LED氣體放電），線路驅(qū)動(dòng)器和邏輯緩沖器。ULN2003的每一對(duì)達(dá)林頓晶體管的基極都有一個(gè)2.7k的串聯(lián)電阻，可以直接和TTL或者5V的CMOS裝置連接。它實(shí)際上就是一個(gè)功率放大器，輸出端具有較大的驅(qū)動(dòng)能力（電流較大）。
??ULN2003的芯片內(nèi)部原理圖和引腳定義圖如下所示：

2.2 驅(qū)動(dòng)模塊電路圖

??與28BYJ-48配套的ULN2003驅(qū)動(dòng)模塊原理圖如下圖所示：

??該模塊的電路原理比較簡(jiǎn)單，具體使用時(shí)IN1、IN2、IN3、IN4分別對(duì)應(yīng)A、B、C、D四相，且都為高電平有效。輸入某一相為高電平時(shí)對(duì)應(yīng)相的LED指示燈亮起，標(biāo)識(shí)該相目前輸入為有效電平。

三、代碼實(shí)現(xiàn)

??博主在寫(xiě)代碼的時(shí)候饒了很多彎路……，最后也參考了一些網(wǎng)上的代碼。參考的文章和課程在文章開(kāi)頭有所標(biāo)識(shí)。IN1~IN4分別接STM32的PA0，PA1，PA2，PA3，驅(qū)動(dòng)模塊的電源（5V）直接連接到ST-Link的電源輸入口上，驅(qū)動(dòng)模塊與STM32共地。接線圖略。

• Stepper.h

#ifndef __STEPPER_H_ #define __STEPPER_H_// 電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向 typedef enum {Forward = 0,Reversal = 1 } RotDirection;// 需要使用其他端口時(shí)，只需要更改以下的宏定義即可 // 這里需要保證四個(gè)輸出端口同屬一個(gè)GPIO // 如果不能滿足這一點(diǎn)，需要更改Stepper.c中初始化函數(shù)Stepper_Init和Stepper_RotateByStep中的一些變量名稱 // 這里的宏定義是為了提高程序的可讀性和可移植性，但使用stm32f10x.h中定義的原始名稱也未嘗不可 #define Stepper_CLK RCC_APB2Periph_GPIOA #define Stepper_Output_GPIO GPIOA #define Stepper_LA GPIO_Pin_0 #define Stepper_LB GPIO_Pin_1 #define Stepper_LC GPIO_Pin_2 #define Stepper_LD GPIO_Pin_3void Stepper_GPIOInit(void); void Stepper_Stop(void); void Stepper_SingleStep(uint8_t StepNum, uint16_t Delay_Time_xms); void Stepper_RotateByStep(RotDirection direction, uint32_t step, uint16_t Delay_Time_xms); void Stepper_RotateByLoop(RotDirection direction, uint32_t Loop, uint16_t Delay_Time_xms);#endif

• Stepper.c

#include "stm32f10x.h" // Device header #include "Delay.h" #include "Key.h" #include "Stepper.h"uint8_t STEP; // 用于存儲(chǔ)電機(jī)正在走過(guò)的整步編號(hào)/*** @brief 步進(jìn)電機(jī)輸出端GPIO初始化函數(shù)* @param 無(wú)* @retval 無(wú)*/ void Stepper_GPIOInit(void) {RCC_APB2PeriphClockCmd(Stepper_CLK, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // 推挽輸出GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = Stepper_LA | Stepper_LB | Stepper_LC | Stepper_LD;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(Stepper_Output_GPIO, &GPIO_InitStruct);GPIO_ResetBits(Stepper_Output_GPIO, Stepper_LA | Stepper_LB | Stepper_LC | Stepper_LD); }/*** @brief 電機(jī)停轉(zhuǎn)函數(shù)* @param 無(wú)* @retval 無(wú)*/ void Stepper_Stop(void) {GPIO_ResetBits(Stepper_Output_GPIO, Stepper_LA | Stepper_LB | Stepper_LC | Stepper_LD); }/*** @brief 4拍單相整步驅(qū)動(dòng)函數(shù)* @param StepNum 整步編號(hào)，0~3對(duì)應(yīng)A~D* @param Delay_Time_xms 每步旋轉(zhuǎn)后延時(shí)時(shí)間x ms，用于控制步進(jìn)電機(jī)速度（一般需大于等于2）* @retval 無(wú)*/ void Stepper_SingleStep(uint8_t StepNum, uint16_t Delay_Time_xms) {switch(StepNum){case 0: // AGPIO_WriteBit(Stepper_Output_GPIO, Stepper_LA, Bit_SET);GPIO_WriteBit(Stepper_Output_GPIO, Stepper_LB | Stepper_LC | Stepper_LD, Bit_RESET);break;case 1: // BGPIO_WriteBit(Stepper_Output_GPIO, Stepper_LB, Bit_SET); GPIO_WriteBit(Stepper_Output_GPIO, Stepper_LA | Stepper_LC | Stepper_LD, Bit_RESET);break; case 2: // CGPIO_WriteBit(Stepper_Output_GPIO, Stepper_LC, Bit_SET); GPIO_WriteBit(Stepper_Output_GPIO, Stepper_LA | Stepper_LB | Stepper_LD, Bit_RESET);break;case 3: // DGPIO_WriteBit(Stepper_Output_GPIO, Stepper_LD, Bit_SET);GPIO_WriteBit(Stepper_Output_GPIO, Stepper_LA | Stepper_LB | Stepper_LC, Bit_RESET);break;default: break;}Delay_ms(Delay_Time_xms); // 延時(shí)，控制電機(jī)速度Stepper_Stop(); // 斷電，防止電機(jī)過(guò)熱 }/*** @brief 步進(jìn)電機(jī)按步旋轉(zhuǎn)* @param direction 電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向，可以是Forward（正傳）或者Reversal（反轉(zhuǎn)）* @param step 電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的步數(shù)* @param Delay_Time_xms 每步旋轉(zhuǎn)后延時(shí)時(shí)間x ms，用于控制步進(jìn)電機(jī)速度（一般需大于等于2）* @retval 無(wú)*/ void Stepper_RotateByStep(RotDirection direction, uint32_t step, uint16_t Delay_Time_xms) {for (uint32_t i = 0; i < step; i ++){if (direction == Forward) // 電機(jī)正傳{STEP ++;if (STEP > 3){STEP = 0;}}else if (direction == Reversal) // 電機(jī)反轉(zhuǎn){if (STEP < 1){STEP = 4;}STEP --;}Stepper_SingleStep(STEP, Delay_Time_xms);} }/*** @brief 步進(jìn)電機(jī)按整數(shù)圈旋轉(zhuǎn)* @param direction 電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向，可以是Forward（正傳）或者Reversal（反轉(zhuǎn)）* @param Loop 電機(jī)旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)* @param Delay_Time_xms 每步旋轉(zhuǎn)后延時(shí)時(shí)間x ms，用于控制步進(jìn)電機(jī)速度（一般需大于等于2）* @retval */ void Stepper_RotateByLoop(RotDirection direction, uint32_t Loop, uint16_t Delay_Time_xms) {Stepper_RotateByStep(direction, Loop * 2048, Delay_Time_xms); }

??Stepper_RotateByLoop函數(shù)中Loop * 2048是博主根據(jù)28BYJ-48步進(jìn)電機(jī)的性能參數(shù)列表計(jì)算和實(shí)踐調(diào)試所得。這里博主使用四拍驅(qū)動(dòng)方式，如果要使用8拍的半步驅(qū)動(dòng)方式，2048應(yīng)該改為4096。讀者手中的28BYJ-48的齒輪減速比可能與博主的有所不同(1:16 or 1:64)，根據(jù)測(cè)試，博主手頭的28BYJ-48的參數(shù)如下表所示：

型號(hào)電壓相數(shù)步距角減速齒輪減速比最大空載啟動(dòng)頻率最大空載運(yùn)行頻率

28BYJ-48	5V	4	5.625° / 32	1:32	600Hz	1000Hz

• Key.c（Key.h在這里省略，在頭文件中將函數(shù)進(jìn)行聲明即可）

#include "stm32f10x.h" // Device header #include "Delay.h"/*** @brief 按鍵初始化函數(shù)* @param 無(wú)* @retval 無(wú)*/ void Key_Init(void) {RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_11;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // 這里的速度是GPIO的輸出速度，在輸入模式下這個(gè)參數(shù)選擇沒(méi)有用處GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); }/*** @brief 返回按下按鍵的值，若不按下按鍵默認(rèn)返回0* @param 無(wú)* @retval KeyNum 按鍵對(duì)應(yīng)的值，按下PB1按鍵返回1，按下PB11按鍵返回2*/ uint8_t Key_GetNum(void) {uint8_t KeyNum = 0;if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0) // 讀取1端口的值{Delay_ms(20);while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0); // 如果不松手，程序?qū)⒃诖说却?/span>Delay_ms(20);KeyNum = 1;}if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11) == 0) // 讀取11端口的值{Delay_ms(20);while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11) == 0); // 如果不松手，程序?qū)⒃诖说却?/span>Delay_ms(20);KeyNum = 2;}return KeyNum; }

• main.c

#include "stm32f10x.h" // Device header #include "Delay.h" #include "OLED.h" #include "Key.h" #include "Stepper.h"uint8_t KeyNum;int main() {Key_Init();Stepper_GPIOInit();// Stepper_RotateByStep(Forward, 512, 3); // Stepper_RotateByStep(Reversal, 512, 3); // Stepper_RotateByLoop(Forward, 1, 3);while(1){ KeyNum = Key_GetNum();if (KeyNum == 1) // 按下PB1上的按鍵，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)一圈{Stepper_RotateByLoop(Forward, 1, 3);}if (KeyNum == 2) // 按下PB11上的按鍵，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)一圈{Stepper_RotateByLoop(Reversal, 1, 3);}} }

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【STM32】步进电机及其驱动（ULN2003驱动28BYJ-48丨按键控制电机旋转）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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