|
|
軟件平臺(tái): MounRiver Studio(MRS)，硬件平臺(tái): CH32V103開(kāi)發(fā)板、ULN2003步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板、28BYJ-48步進(jìn)電機(jī)，使用GPIO進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)控制。
1. ULN2003和28BYJ-48簡(jiǎn)介
ULN2003是高耐壓、大電流復(fù)合晶體管陣列，由七個(gè)硅NPN 復(fù)合晶體管組成，每一對(duì)達(dá)林頓都串聯(lián)一個(gè)2.7K 的基極電阻，在5V 的工作電壓下它能與TTL 和CMOS 電路直接相連，可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器來(lái)處理的數(shù)據(jù)。
ULN2003是大電流驅(qū)動(dòng)陣列,多用于單片機(jī)、智能儀表、PLC、數(shù)字量輸出卡等控制電路中�？芍苯域�(qū)動(dòng)繼電器等負(fù)載。
輸入5VTTL電平，輸出可達(dá)500mA/50V。
ULN2003是高耐壓、大電流達(dá)林頓系列,由七個(gè)硅NPN達(dá)林頓管組成。 該電路的特點(diǎn)如下: ULN2003的每一對(duì)達(dá)林頓都串聯(lián)一個(gè)2.7K的基極電阻,在5V的工作電壓下它能與TTL和CMOS電路 直接相連,可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器來(lái)處理的數(shù)據(jù)。
關(guān)于步進(jìn)電機(jī)，此處所用電機(jī)型號(hào)為28BYJ-48（步進(jìn)電機(jī)），減速比為1:64，步進(jìn)腳為5.625/64度，如果需要轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，那么需要 360/5.625*64=4096 個(gè)脈沖信號(hào)。
步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行設(shè)備。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為脈沖信號(hào)，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（即步進(jìn)角）。
我們可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)我們可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的
2. 硬件連接
CH32V103開(kāi)發(fā)板與ULN2003步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板的連接方式如下：
PB6連接驅(qū)動(dòng)板的IN1引腳
PB7連接驅(qū)動(dòng)板的IN2引腳
PB8連接驅(qū)動(dòng)板的IN3引腳
PB9連接驅(qū)動(dòng)板的IN4引腳
3. MRS中開(kāi)發(fā)流程
1）首先新建一個(gè)CH32V103C8T6 的工程，這個(gè)要與對(duì)應(yīng)芯片對(duì)應(yīng)
1.png (43.56 KB, 下載次數(shù): 87)
下載附件
2021-10-29 13:47 上傳
上圖最下方紅框中是對(duì)選中芯片的資源的簡(jiǎn)單介紹，方便查詢
2) 新建完工程之后，我們打開(kāi)main.c文件，可以看到主函數(shù)只是一些初始化和串口打印，我們自己的主函數(shù)邏輯可以添加在打印下面就可以了；
3) 新建一個(gè)hardware的文件夾，右鍵工程new->folder,填寫(xiě)文件名，點(diǎn)擊finish即可，我們可以以同樣的方式在hardware目錄下再新建SD目錄，SPI目錄，條理清晰。
4) 在SPI目錄下，New>Source File，填寫(xiě)文件名gpio.c，內(nèi)容是電機(jī)初始化函數(shù)以及調(diào)速轉(zhuǎn)向停止函數(shù)，在新建個(gè)gpio.h文件用來(lái)聲明函數(shù)，這個(gè)新的頭文件需要添加到頭文件尋址路徑中，點(diǎn)擊菜單欄工程屬性配置按鈕，在彈出的頁(yè)面中，如下圖，點(diǎn)擊綠色加號(hào)添加路徑即可
2.png (49.21 KB, 下載次數(shù): 87)
下載附件
2021-10-29 13:47 上傳
驅(qū)動(dòng)代碼如下:
- #include "gpio.h"
- #include "debug.h"
- //#define N 4
- #define N 8
- //步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)數(shù)組 數(shù)組的值，即對(duì)應(yīng)GPIO引腳的值
- //單四拍
- //uint16_t phasecw[4] ={0x0200,0x0100,0x0080,0x0040};// D-C-B-A.（9-8-7-6）
- //uint16_t phaseccw[4]={0x0040,0x0080,0x0100,0x0200};// A-B-C-D.（6-7-8-9）
- ////雙四拍
- //uint16_t phasecw[4] ={0x0300,0x0180,0x00C0,0x0240};// DC-CB-BA-AD.
- //uint16_t phaseccw[4]={0x00C0,0x0180,0x0300,0x0240};// AB-BC-CD-DA.
- //四相八拍
- uint16_t phasecw[8] ={0x0200,0x0300,0x0100,0x0180,0x0080,0x00C0,0x0040,0x0240};// D-DC-C-CB-B-BA-A-AB.
- uint16_t phaseccw[8]={0x0040,0x00C0,0X0080,0x0180,0x0100,0x0300,0x0200,0x0240};// A-AB-B-BC-C-CD-D-DA.
- //電機(jī)初始化函數(shù)
- void Moto_Init(void)
- {
- //步進(jìn)電機(jī)初始化
- // IN1: PB6 a
- // IN2: PB7 b
- // IN3: PB8 c
- // IN4: PB9 d
- GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
- RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
- GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9 ;
- GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
- GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
- GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
- GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 |GPIO_Pin_8 |GPIO_Pin_9 );
- }
- //電機(jī)正轉(zhuǎn)函數(shù)
- //其中，speed的值越大，速度越慢，值越小，速度越快，speed相當(dāng)于調(diào)節(jié)脈沖速度
- //轉(zhuǎn)動(dòng)速度和脈沖頻率成正比，在此處，延時(shí)越小，頻率越高
- void Motorcw(u8 speed)
- {
- uint8_t i=0;
- for(i=0;i<N;i++)
- {
- GPIO_Write(GPIOB,phasecw[i]);
- Delay_Ms(speed);
- }
- }
- //電機(jī)反轉(zhuǎn)函數(shù)
- void Motorccw(u8 speed)
- {
- uint8_t i;
- for(i=0;i<N;i++)
- {
- GPIO_Write(GPIOB,phaseccw[i]);
- Delay_Ms(speed);
- }
- }
- //電機(jī)停止函數(shù)
- void MotorStop(void)
- {
- //GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 |GPIO_Pin_8 |GPIO_Pin_9 );
- GPIO_Write(GPIOB,0x0000);
- }
- //電機(jī)正轉(zhuǎn)角度
- void Motorcw_angle(int angle,int speed)
- {
- int i,j;
- j=(int)(angle/0.70312);
- for(i=0;i<j;i++)
- {
- Motorcw(speed);
- }
- }
- //電機(jī)反轉(zhuǎn)角度
- void Motorccw_angle(int angle,int speed)
- {
- int i,j;
- j=(int)(angle/0.70312);
- for(i=0;i<j;i++)
- {
- Motorccw(speed);
- }
- }
主函數(shù)可以調(diào)用我們驅(qū)動(dòng)中的正反轉(zhuǎn)函數(shù)來(lái)說(shuō)實(shí)現(xiàn)想要的功能
- int main(void)
- {
- USART_Printf_Init(115200);
- Moto_Init();
- Delay_Init();
- printf("This is Stepper motor driver\r\n");
- Motorcw_angle(360,5); //步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)角度函數(shù)
- MotorStop();
- Delay_Ms(1000);
- Motorccw_angle(360,5); //步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)角度函數(shù)
- MotorStop();
- Delay_Ms(1000);
- }
代碼編輯完成，點(diǎn)擊菜單欄編譯按鈕，在console窗口查看編譯結(jié)果，無(wú)錯(cuò)誤，就可以進(jìn)入到調(diào)試去驗(yàn)證邏輯，點(diǎn)擊菜單欄調(diào)試按鈕，如果運(yùn)行現(xiàn)象和理論不一致，可以通過(guò)左下角反匯編窗口，斷點(diǎn)，外設(shè)寄存器，內(nèi)核寄存器這幾個(gè)窗口來(lái)配合查找邏輯BUG
3.png (24.04 KB, 下載次數(shù): 77)
下載附件
2021-10-29 13:47 上傳
4.png (22.16 KB, 下載次數(shù): 79)
下載附件
2021-10-29 13:47 上傳
5.png (13.87 KB, 下載次數(shù): 79)
下載附件
2021-10-29 13:47 上傳
小提示，當(dāng)程序運(yùn)行到 HardFault_Handler 函數(shù)，可以觀察Rregister窗口的mepc，mtval,mcause三個(gè)寄存器，分別代表，進(jìn)入硬件錯(cuò)誤中斷前的pc,cpu取到的值，以及進(jìn)入異常的原因。
4. 驗(yàn)證
將編譯好的程序下載到開(kāi)發(fā)版并復(fù)位，通過(guò)邏輯分析儀對(duì)這幾個(gè)GPIO引腳進(jìn)行波形采集，具體如下圖。將開(kāi)發(fā)板、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板、步進(jìn)電機(jī)連接起來(lái)，可看到電機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)。
6.png (9.48 KB, 下載次數(shù): 99)
下載附件
2021-10-29 13:47 上傳
|
|
QQ好友和群
QQ空間
騰訊微博
騰訊朋友
收藏
淘帖
頂
踩
