STM32单片机基本原理与应用（四）

直流电机驱动控制原理

1、电机正反转控制 在STM32中，直流电机的正反转控制主要通过改变电机输入电源的极性来实现。当电机的电压极性发生变化时，电机的旋转方向也会相应改变。在硬件电路中，可以通过继电器或晶体管等电子开关来切换电机的电源极性。 在软件层面，STM32可以通过GPIO引脚的高低电平来控制电机的正反转。例如，当GPIO引脚输出高电平时，电机正转；当输出低电平时，电机反转。通过改变GPIO引脚的电平状态，可以实现电机的正反转控制。

2、电机速度控制 直流电机的速度控制可以通过PWM技术实现。通过调节PWM方波的占空比，可以改变电机输入电压的平均值，从而控制电机的转速。占空比越大，电机转速越快；占空比越小，电机转速越慢。

实验案例

采用ULN2003芯片驱动，通过对ULN2003芯片的输入引脚的电源极性控制，从而控制直流电机的正反转。

实验模块：STM32核心板+直流电机

电路原理图

两路直流电机通过ULN2003芯片驱动，控制引脚分别为ULN-O5 ULN-O6

程序源码：

int main(void) { delay_init(); //延时函数的初始化 DCMOTOR_Init(); //初始化直流电机端口 while(1) { DCMOTOR1=1; DCMOTOR2=0; delay_ms(1800);//延时1800ms DCMOTOR1=0; DCMOTOR2=1; delay_ms(1800);//延时1800ms }

实验现象： 程序运行后，直流电机先正向转动后，停止1.8秒后再反方向转动。

步进电机驱动控制原理

步进电机是通过控制脉冲信号来驱动电机的。在STM32中，控制器通过输出一系列的脉冲信号来控制步进电机的转动。每个脉冲信号对应步进电机的一个步进角度，控制脉冲的数量和频率可以控制电机的转动速度和位置。 STM32控制器通过定时器产生精确的脉冲信号，并通过GPIO引脚输出到步进电机驱动器，其驱动器输入引脚接收。在每个脉冲信号的上升沿或下降沿作用下，步进电机转动一定的角度，从而实现电机的连续或间歇转动。

实验案例

步进电机驱动器是连接控制器和步进电机的中间设备。它接收来自控制器的脉冲信号，并转换为合适的电流和电压，驱动步进电机转动。在实验中ULN2003就是起这个作用，作为“连接的桥梁”——步进电机驱动器。

实验模块：STM32核心板+步进电机电路原理图

步进电机简而言之就是能够通过输入脉冲的个数，确定旋转的角位移，一般用他来控制小车轮子的偏移角度等。步进电机由驱动芯片ULN2003驱动，利用ULN2003与MCU引脚相连，可以驱动步进电机。主要在于放大驱动电流。 其中ULN2003的控制端与单片机的PG6、PG7、PG8、PG9相连接。 程序源码： 1、步进电机驱动函数

void stepper(uint8_t dir,int speed) { if(dir == Pos) { IN1_HIGH; delay_ms(speed); IN1_LOW; IN2_HIGH; delay_ms(speed); IN2_LOW; IN3_HIGH; delay_ms(speed); IN3_LOW; IN4_HIGH; delay_ms(speed); IN4_LOW; } else { IN1_HIGH; delay_ms(speed); IN1_LOW; IN4_HIGH; delay_ms(speed); IN4_LOW; IN3_HIGH; delay_ms(speed); IN3_LOW; IN2_HIGH; delay_ms(speed); IN2_LOW; } }

2、主函数

int main(void) { delay_init(); //延时函数初始化 MOTOR_Init(); //步进电机IO初始化 while(1) { int i; for(i = 0;i < 1000;i++) //电机正转 stepper(Pos,8); //间隔最少是5ms delay_ms(1000); //延时 for(i = 0;i < 1000;i++) //电机反转 stepper(Neg,8); delay_ms(1000); //延时 } }

实验现象： 可以观察到步进电机首先顺时针运转，随后逆时针运转。