让步进电机动起来——L298N驱动步进电机
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步进电机特色：
- 它是经过输入脉冲信号来进行控制的
- 电机的总转动角度由输入脉冲数决定
- 电机的转速由脉冲信号频率决定
步进电机主要用于一些有定位要求、进行精确控制的场合。特别适合要求运行平稳、低噪音、响应快、使用寿命长、高输出扭矩的应用场合。好比3D打印机、工业机器人等场景。程序员
步进电机在工业机器人中的应用web
步进电机相关概念：
-
拍数
完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示，或指电机转过一个齿距角所需脉冲数，以四相电机为例，有四相四拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍运行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A。json -
步距角
控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的角度。如今市场上常规的2、四相混合式步进电机基本步距角都是1.8°。数组
相关问题：
问题：有一步进电机参数，以下：
[电压 12VDC
相数 4
减速比 1/64
步距角 1.8° /64
驱动方式 四相八拍 ]
请问： 步距角1.8°/64 ，后面的 “/64”表示什么意思？此步进电机转一圈，要多少步？缓存答案：12VDC的步进电机，L298N的VS接12V直流电源。步进电机自己到电机轴之间是有一级齿轮减速的，64指减速比，即：电机自己的转子转64圈，输出的电机轴才转1圈。步距角1.8° /64表示，每走动64拍，转过角度为1.8度，转一圈共须要(360/1.8)*64=12800拍(步)微信
如果新手，不知道怎么设计电机驱动电路，能够直接购买电机驱动模块，市面上这种功能模块很是多，好比L298N电机驱动模块，只须要单片机6个IO外加一个电机供电电源便可驱动步进电机。svg
L298N主要参数说明
- 控制信号供电：直流5V；
- 电机供电：直流3V~46V（建议使用36V如下）
- 最大工做电流：2.5A
- 额定功率：25W
- 控制信号输入电压范围：
- 低电平：-0.3V <= Vin <= 1.5V
- 高电平：2.3V <= Vin <= Vss
- 使能信号输入电压范围：
- 低电平：-0.3V <= Vin <= 1.5V（控制信号无效）
- 高电平：2.3V <= Vin <= Vss（控制信号有效）
- L298N芯片的输入电压有两个:
- VSS：逻辑电压，提供逻辑器件的电源，容许4.5~7V，建议为5V。
- VS：小于或等于46V，供给电机，和L298内部输出端的工做电源，根据电机的额定电压来接。
若是步进电机为5VDC供电，那么VSS和VS能够短接到一块儿；
VSS和VS两个电源要共地；
L298N使用的过程当中，发热较大，最好添加散热片。函数
若是想本身设计电路实现电机的驱动，能够参考以下电路。阿里云
L298N原理图
应用实例
驱动步进电机
驱动四线两相电机，四个状态为一、AB正电压；二、A-B正电压；三、A-B-正电压；四、AB-正电压。
程序中使能ENA和ENB以后，令StepMotor_OUT1~StepMotor_OUT4按四个状态变化，时序控制以下图所示，便可控制步进电机的方向：.net
实现代码
1. 驱动步进电机的引脚初始化
void StepMotor_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE); //使能PB,PC端口时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6);
GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_7);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
L298D_1AA = 0;
L298D_2AA = 0;
L298D_3AA = 0;
L298D_4AA = 0;
L298D_12ENA = 0;
L298D_34ENA = 0;
}
2. 两相电机驱动代码，包括正转和反转
void TwoPhaseMotor(unsigned char nInputData ,unsigned char nDirection)
{
if(1 == nDirection) //逆时针
{
switch(nInputData)
{
case 1:
{
L298D_1AA = 0;
L298D_2AA = 1;
L298D_3AA = 0;
L298D_4AA = 1;
}
break;
case 2:
{
L298D_1AA = 0;
L298D_2AA = 1;
L298D_3AA = 1;
L298D_4AA = 0;
}
break;
case 3:
{
L298D_1AA = 1;
L298D_2AA = 0;
L298D_3AA = 1;
L298D_4AA = 0;
}
break;
case 4:
{
L298D_1AA = 1;
L298D_2AA = 0;
L298D_3AA = 0;
L298D_4AA = 1;
}
break;
}
}
else if(0 == nDirection) //顺时针
{
switch(nInputData)
{
case 1:
{
L298D_1AA = 1;
L298D_2AA = 0;
L298D_3AA = 0;
L298D_4AA = 1;
}
break;
case 2:
{
L298D_1AA = 1;
L298D_2AA = 0;
L298D_3AA = 1;
L298D_4AA = 0;
}
break;
case 3:
{
L298D_1AA = 0;
L298D_2AA = 1;
L298D_3AA = 1;
L298D_4AA = 0;
}
break;
case 4:
{
L298D_1AA = 0;
L298D_2AA = 1;
L298D_3AA = 0;
L298D_4AA = 1;
}
break;
}
}
}
上面函数调用一次，步进电机走一步，对上面函数进行封装，既获得走任意步，可控制方向的函数：
void TwoPhaseMotorNCircle(int n,unsigned char direction)
{
int i,j;
L298D_12ENA = 1; //只有转的时候使能，不然持续供电，芯片和电机过热。
L298D_34ENA = 1;
for(i=0;i<n;i++)
{
for(j=1;j<=4;j++)
{
TwoPhaseMotor(j,direction);
delay_ms(2);
}
}
L298D_12ENA = 0;
L298D_34ENA = 0;
}
3. 主函数中调用
说明
- 硬件实现中串口2与ESP8266模块相连，使用cJSON解析收到的阿里云物联网的数据包；
- 收到的{“PowerSwitch”:1)，电机转动，{“PowerSwitch”:0}，电机中止；
- 收到电机转动指令以后，此程序让步进电机左转N圈以后，再右转N圈，如此反复，因此为了避免影响程序对其余指令的响应，因此将控制步进电机转动的步进代码放到了定时器中执行，主程序中，只控制ENA和ENB的使能开关。
JSON字符串解析参考以前的网文：Keil环境下STM32工程加入cJSON
主函数代码以下：
int main(void)
{
//解析payload数据包使用
cJSON *receive_json, *item_obj;
u16 i;
u16 uart2Len=0;
u8 dtbuf[50]; //打印缓存器
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
USART2_RX_STA=0;
memset(USART2_RX_BUF, 0, sizeof(USART2_RX_BUF));
memset(dtbuf,'\0',50);
//初始化
//延时函数初始化
delay_init();
uart_init(115200); //串口1:Debug,初始化为115200
uart2_init(115200);
//定时器3,--步进电机使用
TIM3_Int_Init(99,7199); //1ms中断
TIM3_Set(0);
StepMotor_Init();
printf("System Init OK \r\n");
//主循环
while(1)
{
//ESP8266
if(USART2_RX_STA&0x8000)
{
uart2Len=USART2_RX_STA&0x3f;
receive_json = cJSON_Parse(USART2_RX_BUF); //建立JSON解析对象，返回JSON格式是否正确
if (!receive_json)
{
printf("JSON格式错误:%s\r\n", cJSON_GetErrorPtr()); //输出json格式错误信息
}
else
{
printf("JSON格式正确:\n%s\r\n",cJSON_Print(receive_json) );
item_obj = receive_json->child; //获取name键对应的值的信息
while(item_obj)
{
char * string = item_obj->string;
if(!strcmp(string,"PowerSwitch"))
{
if(item_obj->valueint==1)
{
L298D_12ENA = 1; //只有转的时候使能，不然持续供电，芯片和电机过热。
L298D_34ENA = 1;
TIM3_Set(1);
nRotationCounting = 0;
stuAliOSIoT.PowerSwitch = 1;
printf("PowerSwitch:1\r\n");
}
else if(item_obj->valueint==0)
{
//步进电机运动中止
L298D_12ENA = 0;
L298D_34ENA = 0;
TIM3_Set(0);
stuAliOSIoT.PowerSwitch = 0;
printf("PowerSwitch:0\r\n");
}
}
item_obj = item_obj->next;
}
cJSON_Delete(receive_json);
}
USART2_RX_STA=0;
memset(USART2_RX_BUF, 0, sizeof(USART2_RX_BUF)); //清空数组
}
delay_ms(10);
}
}
定时器中代码以下：
//定时器3中断服务程序
void TIM3_IRQHandler(void)
{
if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET)//是更新中断
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update ); //清除TIM3更新中断标志
nRotationCounting++;
if(nRotationCounting > nSingleCycleDataPoints)
{
if(nRotationDirection==0)
{
nRotationDirection=1;
}
else if(nRotationDirection==1)
{
nRotationDirection=0;
}
nRotationCounting=0;
}
if(stuAliOSIoT.PowerSwitch)
{
if(nRotationDirection==0) //正转
{
TwoPhaseMotor(nRotationCounting%4+1,0); //顺时针
}
else if(nRotationDirection==1) //反转
{
TwoPhaseMotor(nRotationCounting%4+1,1);
}
}
//TIM_Cmd(TIM3, DISABLE); //关闭TIM3
}
}
实物图
电源座用于提供外部VS供电；
从六月份开始，每月会制做一个毕业设计难度的DIY做品，
前期做品以模块组合的形式搭建，下降门槛，方便你们一块儿跟着作；
DIY过程只在微信公众号中分享，你们没关注的，赶忙关注哈。
每月时间大体安排：
- 上个月25号，公布DIY做品名称；
- 每个月1日公布做品功能点及所须要的功能模块连接；
- 每个月10日前绘制完模块配合的线路板；
- 每个月15日以前硬件搭建完毕，以后按模块撰写代码，调试，随时公众号更新进展；
- 每个月月底开源整个做品的源码和PCB工程文件。
题目选取原则：
- 公众号每月20日发起投票，25号截止，票数最多的做为下个月的DIY内容；
- 投票的备选项你们能够后台留言给我，我会选出五种留言最多的做为选项；
- 每月的DIY内容尽可能与上个月分享的文章有必定的相关度，起到温故知新的做用。
有什么想法或者建议，留言给我哈。
喜欢请关注微信公众号：程序员小哈