HAL库配置STM32F1系列PWM驱动步进电机（一）

最新推荐文章于 2025-10-12 23:04:50 发布

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#stm32 #单片机 #arm

本文介绍了步进电机的基本原理及应用，并详细讲述了如何通过STM32的定时器配置和按键控制来驱动步进电机，包括定时器的工作原理、电机驱动器的使用方法以及具体的代码实现。

步进电机在3D打印机、机床CNC等很多领域有广泛的应用，这个系列用于记录笔者在学习步进电机过程中遇到的问题以及解决思路

1 电机原理

电机的分类有下述几种

具体原理可以参考这篇文章，介绍的很详细

(75条消息) 2相四线，四相五线，四相六线步进电机接线及驱动方法_谭海燕的博客-优快云博客_两相四线步进电机驱动原理图

2 定时器原理

其原理也很简单，主要分为三个主体：系统频率预分频器（PRE) 计数器(ARR)，也就是预分频器每计数到一个给定的预分频系数时就溢出一个脉冲给计数器，当计数器的计数值达到计数器系数时就做出相应的操作，这就是计时：T = 周期*（预分频器系数）*（计数器系数+1），这里加一是因为从0开始计数

在CUBEMX中配置的参数如下

先配置好时钟树，按照自己主控芯片的选型来配置即可，控制最后计算出的频率在1MHz左右即可

启动外部晶振

然后配置好定时器

3 电机驱动器原理

这里是正点开发指南里面的介绍，个人认为介绍的已经很详细了

我手头上的驱动器只有这一个(75条消息) Emm_V4.0步进闭环驱动器使用说明书_1.0_张大头智控的博客-优快云博客_驱动器说明书

不过其实驱动器都大同小异，无非就是两根电源线，四根相线（因为我是用的二相步进42电机），剩下3条就是EN（使能）,DIR（方向）,PUL（脉冲/信号线），EN和DIR引脚选择合适的即可，PUL/STP引脚要选择定时器对应的通道映射引脚，在我这里是PA6

我们可以利用按键辅助控制EN和DIR引脚，所以我使能了PE3和PE4两个引脚，在我的开发板上对应的是KEY0&KEY1，默认低电平有效，由于开发板没有外接上拉电阻，因此我们需要在软件中配置成上拉模式

至此引脚配置基本完成，可以准备创建工程了，我用的IDE是CLion，用Keil5的同学选择MDK V5即可

创建工程

4 代码实现

定义变量

/* USER CODE BEGIN PV */
uint16_t var;
uint8_t Key,dir,en=0;
/* USER CODE END PV */

按键检测

uint8_t Key_on()
{
  uint8_t KeyNum;
  if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOE,GPIO_PIN_3)==RESET)
  {
    HAL_Delay(20);
    KeyNum = 1;
  }
  if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOE,GPIO_PIN_4)==RESET)
  {
    HAL_Delay(20);
    KeyNum = 2;
  }
  return KeyNum;
}

控制EN/DIR

void Write_En(uint8_t en1)
{
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_5,en1);
}
void Write_Dir(uint8_t dir1)
{
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_7,dir1);
}

主程序

int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_TIM3_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  HAL_TIM_PWM_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_1);    //打开PWM通道
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
    Key = Key_on();   //按键检测
    switch (Key) {
      case 1:dir = !dir;Write_Dir(dir);break;
      case 2:en = !en;Write_En(en);break;
      default:break;
    };
  }
  /* USER CODE END 3 */
}