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一、硬件方面
本次步进电机使用的是混合式二相步进电机 电机与驱动的连接 二相步距角为1.8°,对于硬件连接(电机驱动和stm32单片机)方面有共阴共阳两种方式 本次采用共阳的连接方式,如图中驱动器的控制信号,PUL连接PC7 DIR连接PE5,ENA连接PE6 其余正信号均连接+5V至单片机 SW1~SW3的细分设置 二、软件方面 程序主要分为主函数、驱动模块、串口(非必须)、PWM、TIM main.c: #include "sys.h" #include "delay.h" #include "usart.h" #include "led.h" #include "usmart.h" #include "key.h" #include "driver.h" #include "encoder.h" #include "pwm.h" #include "tim.h" #include "lcd.h" int main(void) { u8 i; u8 keyval; NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//系统中断优先级 delay_init(168); uart_init(115200); //初始化串口波特率 usmart_dev.init(84); //初始化串口 LED_Init(); KEY_Init(); Driver_Init(); TIM8_OPM_RCR_Init(999,168-1); //1MHz计数频率 while(1) { keyval=KEY_Scan(0); if(keyval==KEY0_PRES) { Locate_Abs(0,3000);//按下keyo回原点 }else if(keyval==WKUP_PRES) { Locate_Rle(1048,500,CW);//顺时针1048脉冲 } // else if(keyval==KEY0_PRES) { Locate_Rle(1048,500,CCW);//逆时针1045脉冲,频率为500Hz } delay_ms(1); i++; if(i==50) { i=0; LED1=!LED1; } } } driver.c: 其中包含绝对定位函数和相对定位函数 #include "driver.h" #include "delay.h" #include "usart.h" u8 rcr_remainder; //重复计数余数部分 u8 is_rcr_finish=1; //重复计数器是否设置完成 long rcr_integer; //重复计数整数部分 long target_pos=0; //有符号方向 long current_pos=0; //有符号方向 DIR_Type motor_dir=CW;//顺时针 /************** 驱动器控制信号线初始化 ****************/ void Driver_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOE, ENABLE);//使能GPIOE时钟 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6; //DRIVER_DIR DRIVER_OE对应引脚 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//普通输出模式 GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100M GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉 GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOE5,6 GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_5);//PE5输出高 顺时针方向 DRIVER_DIR GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_Pin_6);//PE6输出低 使能输出 DRIVER_OE } /*********************************************** //TIM8_CH2(PC7) 单脉冲输出+重复计数功能初始化 //TIM8 时钟频率 84*2=168MHz //arr:自动重装值 //psc:时钟预分频数 ************************************************/ void TIM8_OPM_RCR_Init(u16 arr,u16 psc) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM8,ENABLE); //TIM8时钟使能 RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC, ENABLE); //使能PORTC时钟 GPIO_PinAFConfig(GPIOC,GPIO_PinSource7,GPIO_AF_TIM8); //GPIOC7复用为定时器8 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7; //GPIOC7 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; //复用功能 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; //速度100MHz GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出 GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN; //下拉 GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure); //初始化PF9 TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure); TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式 TIM_TimeBaseInit(TIM8, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位 TIM_ClearITPendingBit(TIM8,TIM_IT_Update); TIM_UpdateRequestConfig(TIM8,TIM_UpdateSource_Regular); /********* 设置只有计数溢出作为更新中断 ********/ TIM_SelectOnePulseMode(TIM8,TIM_OPMode_Single);/******* 单脉冲模式 **********/ TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式2 TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出2使能 TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Disable; /****** 比较输出2N失能 *******/ TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = arr>>1; //设置待装入捕获比较寄存器的脉冲值 TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性:TIM输出比较极性高 TIM_OC2Init(TIM8, &TIM_OCInitStructure); //根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化外设TIMx TIM_OC2PreloadConfig(TIM8, TIM_OCPreload_Enable); //CH2预装载使能 TIM_ARRPreloadConfig(TIM8, ENABLE); //使能TIMx在ARR上的预装载寄存器 TIM_ITConfig(TIM8, TIM_IT_Update ,ENABLE); //TIM8 使能或者失能指定的TIM中断 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM8_UP_TIM13_IRQn; //TIM8中断 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; //先占优先级1级 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //从优先级1级 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器 TIM_ClearITPendingBit(TIM8, TIM_IT_Update); //清除TIMx的中断待处理位:TIM 中断源 TIM_Cmd(TIM8, ENABLE); //使能TIM8 } /******* TIM8更新中断服务程序 *********/ void TIM8_UP_TIM13_IRQHandler(void) { if(TIM_GetITStatus(TIM8,TIM_FLAG_Update)!=RESET)//更新中断 { TIM_ClearITPendingBit(TIM8,TIM_FLAG_Update);//清除更新中断标志位 if(is_rcr_finish==0)//重复计数器未设置完成 { if(rcr_integer!=0) //整数部分脉冲还未发送完成 { TIM8->RCR=RCR_VAL;//设置重复计数值 rcr_integer--;//减少RCR_VAL+1个脉冲 }else if(rcr_remainder!=0)//余数部分脉冲 不位0 { TIM8->RCR=rcr_remainder-1;//设置余数部分 rcr_remainder=0;//清零 is_rcr_finish=1;//重复计数器设置完成 }else goto out; //rcr_remainder=0,直接退出 TIM_GenerateEvent(TIM8,TIM_EventSource_Update);//产生一个更新事件 重新初始化计数器 TIM_CtrlPWMOutputs(TIM8,ENABLE); //MOE 主输出使能 TIM_Cmd(TIM8, ENABLE); //使能TIM8 if(motor_dir==CW) //如果方向为顺时针 current_pos+=(TIM8->RCR+1);//加上重复计数值 else //否则方向为逆时针 current_pos-=(TIM8->RCR+1);//减去重复计数值 }else { out: is_rcr_finish=1;//重复计数器设置完成 TIM_CtrlPWMOutputs(TIM8,DISABLE); //MOE 主输出关闭 TIM_Cmd(TIM8, DISABLE); //关闭TIM8 printf("当前位置=%ldrn",current_pos);//打印输出 } } } /***************** 启动TIM8 *****************/ void TIM8_Startup(u32 frequency) //启动定时器8 { u16 temp_arr=1000000/frequency-1; TIM_SetAutoreload(TIM8,temp_arr);//设定自动重装值 TIM_SetCompare2(TIM8,temp_arr>>1); //匹配值2等于重装值一半,是以占空比为50% TIM_SetCounter(TIM8,0);//计数器清零 TIM_Cmd(TIM8, ENABLE); //使能TIM8 } /******************************************** //相对定位函数 //num 0~2147483647 //frequency: 20Hz~100KHz //dir: CW(顺时针方向) CCW(逆时针方向) *********************************************/ void Locate_Rle(long num,u32 frequency,DIR_Type dir) //相对定位函数 { if(num<=0) //数值小等于0 则直接返回 { printf("rnThe num should be greater than zero!!rn"); return; } if(TIM8->CR1&0x01)//上一次脉冲还未发送完成 直接返回 { printf("rnThe last time pulses is not send finished,wait please!rn"); return; } if((frequency<20)||(frequency>100000))//脉冲频率不在范围内 直接返回 { printf("rnThe frequency is out of range! please reset it!!(range:20Hz~100KHz)rn"); return; } motor_dir=dir;//得到方向 DRIVER_DIR=motor_dir;//设置方向 if(motor_dir==CW)//顺时针 target_pos=current_pos+num;//目标位置 else if(motor_dir==CCW)//逆时针 target_pos=current_pos-num;//目标位置 rcr_integer=num/(RCR_VAL+1);//重复计数整数部分 rcr_remainder=num%(RCR_VAL+1);//重复计数余数部分 is_rcr_finish=0;//重复计数器未设置完成 TIM8_Startup(frequency);//开启TIM8 } /******************************************** //绝对定位函数 //num -2147483648~2147483647 //frequency: 20Hz~100KHz *********************************************/ void Locate_Abs(long num,u32 frequency)//绝对定位函数 { if(TIM8->CR1&0x01)//上一次脉冲还未发送完成 直接返回 { printf("rnThe last time pulses is not send finished,wait please!rn"); return; } if((frequency<20)||(frequency>100000))//脉冲频率不在范围内 直接返回 { printf("rnThe frequency is out of range! please reset it!!(range:20Hz~100KHz)rn"); return; } target_pos=num;//设置目标位置 if(target_pos!=current_pos)//目标和当前位置不同 { if(target_pos>current_pos) motor_dir=CW;//顺时针 else motor_dir=CCW;//逆时针 DRIVER_DIR=motor_dir;//设置方向 rcr_integer=abs(target_pos-current_pos)/(RCR_VAL+1);//重复计数整数部分 rcr_remainder=abs(target_pos-current_pos)%(RCR_VAL+1);//重复计数余数部分 is_rcr_finish=0;//重复计数器未设置完成 TIM8_Startup(frequency);//开启TIM8 } } driver.h : #ifndef __DRIVER_H #define __DRIVER_H #include "sys.h" #include "stdlib.h" #define DRIVER_DIR PEout(5) // 旋转方向 #define DRIVER_OE PEout(6) // 使能脚 低电平有效 #define RCR_VAL 255 //每计数(RCR_VAL+1)次,中断一次,这个值(0~255)设置大一些可以降低中断频率 typedef enum { CW = 1,//高电平顺时针 CCW = 0,//低电平逆时针 }DIR_Type;//运行方向 extern long target_pos;//有符号方向 extern long current_pos;//有符号方向 void Driver_Init(void);//驱动器初始化 void TIM8_OPM_RCR_Init(u16 arr,u16 psc);//TIM8_CH2 单脉冲输出+重复计数功能初始化 void TIM8_Startup(u32 frequency); //启动定时器8 void Locate_Rle(long num,u32 frequency,DIR_Type dir); //相对定位函数 void Locate_Abs(long num,u32 frequency);//绝对定位函数 #endif 绝对定位函数#endif 串口程序就不一一细讲了 pwm.c: #include "pwm.h" #include "led.h" #include "usart.h" //TIM14 PWM部分初始化 //PWM输出初始化 //arr:自动重装值 //psc:时钟预分频数 void TIM14_PWM_Init(u32 arr,u32 psc) { //此部分需手动修改IO口设置 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM14,ENABLE); //TIM14时钟使能 RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE); //使能PORTF时钟 GPIO_PinAFConfig(GPIOF,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_TIM14); //GPIOF9复用为定时器14 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //GPIOF9 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; //复用功能 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; //速度100MHz GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出 GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉 GPIO_Init(GPIOF,&GPIO_InitStructure); //初始化PF9 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=psc; //定时器分频 TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=arr; //自动重装载值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1; TIM_TimeBaseInit(TIM14,&TIM_TimeBaseStructure);//初始化定时器14 //初始化TIM14 Channel1 PWM模式 TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式2 TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能 TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; //输出极性:TIM输出比较极性低 TIM_OC1Init(TIM14, &TIM_OCInitStructure); //根据T指定的参数初始化外设TIM1 4OC1 TIM_OC1PreloadConfig(TIM14, TIM_OCPreload_Enable); //使能TIM14在CCR1上的预装载寄存器 TIM_ARRPreloadConfig(TIM14,ENABLE);//ARPE使能 TIM_Cmd(TIM14, ENABLE); //使能TIM14 } 以上程序部分主要就是这些,希望对大家能有帮助。 |
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