STM32F407与TB6600驱动器驱动42步进电机(HAL库)

最新推荐文章于 2025-06-28 21:39:17 发布

马职音人

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文章标签： stm32 嵌入式硬件单片机 HAL库步进电机学习

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/Xjb200512/article/details/143957930

文章目录

二、驱动器的接线方式
- 代码

在这里插入图片描述

开中断

在这里插入图片描述

设占空比为50%占空比会影响速度

在这里插入图片描述

PE6 output PE5 output（控制方向） PA6输出PWM

二、驱动器的接线方式

    采用共阴接法：

注意PC7改为PA6！！！！！！！！！！！！！！！！！！

PC7改为PA6
在这里插入图片描述
细分与电流调节
参考博客

代码

main.c

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * Copyright (c) 2023 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.
  *
  * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
  * in the root directory of this software component.
  * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "tim.h"
#include "gpio.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "motor_control.h"

/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */

/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */


/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
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 */
  //初始化
  motor_init(&htim3, TIM_CHANNEL_1, GPIOA, GPIO_PIN_6);
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
      // 控制电机正转，速度为 500，占空比为 50%，目标 800 个脉冲（1 圈）
	  //HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET);
      motor_control(MOTOR_UP, 500, 800);
      HAL_Delay(2000); // 延时 52秒

      // 控制电机反转，速度为 1000快快快快快，占空比为 25%，目标 800 个脉冲（1 圈）
     // HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET);
      motor_control(MOTOR_DOWN, 250, 800);
      HAL_Delay(2000); // 延时 2 秒
  }
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
		
  /* USER CODE END 3 */
}

/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  /** Configure the main internal regulator output voltage
  */
  __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
  __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);

  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 8;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 84;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 4;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/* USER CODE BEGIN 4 */

/* USER CODE END 4 */

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

motor_control.c

/*
 * motor_control.c
 *
 *  Created on: Nov 21, 2024
 *      Author: m2694
 */
#include "motor_control.h"

// 静态全局变量保存配置
static TIM_HandleTypeDef *motor_htim = NULL;   // 定时器句柄
static uint32_t motor_channel = 0;            // PWM 通道
static GPIO_TypeDef *motor_dir_port = NULL;   // 方向控制引脚对应的 GPIO 端口
static uint16_t motor_dir_pin = 0;            // 方向控制引脚

static uint32_t motor_pulse_count = 0;        // 当前脉冲计数
static uint32_t motor_target_pulse = 0;       // 目标脉冲数

#define MOTOR_UP 1
#define MOTOR_DOWN 0
/**
 * @brief 电机初始化函数
 * @param htim: 定时器句柄，用于控制 PWM 输出
 * @param channel: PWM 通道
 * @param dir_port: GPIO 端口，用于控制电机方向
 * @param dir_pin: GPIO 引脚，用于控制电机方向
 */
void motor_init(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t channel, GPIO_TypeDef *dir_port, uint16_t dir_pin)
{
    motor_htim = htim;
    motor_channel = channel;
    motor_dir_port = dir_port;
    motor_dir_pin = dir_pin;

    HAL_TIM_PWM_Start(motor_htim, motor_channel);    // 启动 PWM 输出
    HAL_TIM_Base_Start_IT(motor_htim);              // 启动定时器中断
}

/**
 * @brief 电机控制函数
 * @param direction: 电机方向 (MOTOR_UP 或 MOTOR_DOWN)
 * @param speed: PWM 占空比（自动重装载值，越大越慢）
 * @param target_pulse: 目标脉冲数（控制旋转的圈数）
 */
void motor_control(GPIO_PinState direction, uint16_t speed, uint32_t target_pulse)
{
    // 设置方向
	if (direction == MOTOR_UP) {
	    HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET);
	} else {
	    HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET);
	}

    // 设置速度（PWM 频率）
    __HAL_TIM_SetAutoreload(motor_htim, speed);

    // 设置占空比（可根据需要调整）
    __HAL_TIM_SetCompare(motor_htim, motor_channel, speed / 2);

    // 设置目标脉冲数
    motor_target_pulse = target_pulse;

    // 复位脉冲计数
    motor_pulse_count = 0;
}

/**
 * @brief 停止电机
 */
void motor_stop(void)
{
    // 设置 PWM 输出为 0
    __HAL_TIM_SetCompare(motor_htim, motor_channel, 0);
}

/**
 * @brief 定时器中断回调函数
 * @param htim: 定时器句柄
 */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    if (htim == motor_htim) // 检查是否为电机控制的定时器
    {
        motor_pulse_count++; // 增加脉冲计数

        // 如果达到目标脉冲数，停止电机
        if (motor_pulse_count >= motor_target_pulse)
        {
            motor_stop();
        }
    }
}

该代码实现了一个用于电机控制的基本模块，利用 PWM（脉宽调制）信号来控制电机的方向和速度，同时利用定时器中断实现精确的脉冲计数来限制电机的运行时间。

以下是对代码中各个部分的详细解释：

文件说明

/*
 * motor_control.c
 *
 *  Created on: Nov 21, 2024
 *      Author: m2694
 */

文件名和日期：指定文件名为 motor_control.c，并提供创建日期和作者信息。

头文件包含

#include "motor_control.h"

代码导入了 motor_control.h 头文件，其中应该包含了函数声明和相关宏的定义。

静态全局变量

static TIM_HandleTypeDef *motor_htim = NULL;   // 定时器句柄
static uint32_t motor_channel = 0;            // PWM 通道
static GPIO_TypeDef *motor_dir_port = NULL;   // 方向控制引脚对应的 GPIO 端口
static uint16_t motor_dir_pin = 0;            // 方向控制引脚

static uint32_t motor_pulse_count = 0;        // 当前脉冲计数
static uint32_t motor_target_pulse = 0;       // 目标脉冲数

这些是静态全局变量，存储电机控制的状态和配置：
- motor_htim: 指向定时器的句柄，控制 PWM 输出。
- motor_channel: PWM 通道，用于标识使用的 PWM 通道。
- motor_dir_port 和 motor_dir_pin: 指向电机方向控制的 GPIO 端口和引脚。
- motor_pulse_count: 当前已计数的脉冲数量。
- motor_target_pulse: 控制电机运行指定圈数的目标脉冲数。

常量定义

#define MOTOR_UP 1
#define MOTOR_DOWN 0

定义了两个常量，用于表示电机的两个方向（向上和向下）。

电机初始化函数

void motor_init(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t channel, GPIO_TypeDef *dir_port, uint16_t dir_pin)
{
    motor_htim = htim;
    motor_channel = channel;
    motor_dir_port = dir_port;
    motor_dir_pin = dir_pin;

    HAL_TIM_PWM_Start(motor_htim, motor_channel);    // 启动 PWM 输出
    HAL_TIM_Base_Start_IT(motor_htim);              // 启动定时器中断
}

motor_init 函数用于初始化电机控制：
- 参数包括定时器句柄、PWM 通道、方向控制端口和引脚。
- 将参数值赋给对应的全局变量，以便在其他函数中使用。
- 启动定时器 PWM 输出和定时器中断，以便后续使用。

电机控制函数

void motor_control(GPIO_PinState direction, uint16_t speed, uint32_t target_pulse)
{
    // 设置方向
    if (direction == MOTOR_UP) {
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET);
    } else {
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET);
    }

    // 设置速度（PWM 频率）
    __HAL_TIM_SetAutoreload(motor_htim, speed);

    // 设置占空比（可根据需要调整）
    __HAL_TIM_SetCompare(motor_htim, motor_channel, speed / 2);

    // 设置目标脉冲数
    motor_target_pulse = target_pulse;

    // 复位脉冲计数
    motor_pulse_count = 0;
}

motor_control 函数用于控制电机的方向、速度和目标脉冲数：
- 根据 direction 参数设置 GPIO 引脚以控制电机方向。
- 设置 PWM 的自动重装载值以控制电机速度，可能根据具体硬件和需求进行调节。
- 使用 SetCompare 函数设置 PWM 的占空比，这里简单取速度的一半（speed / 2），可根据实际需求进行调整。
- 目标脉冲数被设置为 target_pulse，并且当前的脉冲计数被重置为 0。

停止电机函数

void motor_stop(void)
{
    // 设置 PWM 输出为 0
    __HAL_TIM_SetCompare(motor_htim, motor_channel, 0);
}

motor_stop 函数用于停止电机的输出：
- 将 PWM 输出设置为 0，实际停止电机运转。

定时器中断回调函数

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    if (htim == motor_htim) // 检查是否为电机控制的定时器
    {
        motor_pulse_count++; // 增加脉冲计数

        // 如果达到目标脉冲数，停止电机
        if (motor_pulse_count >= motor_target_pulse)
        {
            motor_stop();
        }
    }
}

HAL_TIM_PeriodElapsedCallback 函数是定时器中断的回调函数，用于实现脉冲计数：
- 检查触发中断的定时器是否是为电机控制设置的定时器。
- 每次中断发生时，增加当前脉冲计数。
- 如果达到设置的目标脉冲数，调用 motor_stop 函数以停止电机。

总结

这个模块提供了一种简单的电机控制方法，通过设置 PWM 信号来调节电机的速度和方向，并利用定时器中断精确控制电机的运行时间。该实现允许用户指定电机的运行方向、速度（PWM 占空比）及运行时间（以脉冲计数为单位）。

motor_control.h

/*
 * motor_control.h
 *
 *  Created on: Nov 21, 2024
 *      Author: m2694
 */

#ifndef INC_MOTOR_CONTROL_H_
#define INC_MOTOR_CONTROL_H_

#include "main.h"
#include "gpio.h"
#include "tim.h"

// 电机方向定义
#define MOTOR_UP    GPIO_PIN_SET    // 电机正转
#define MOTOR_DOWN  GPIO_PIN_RESET  // 电机反转

// 函数声明
void motor_init(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t channel, GPIO_TypeDef *dir_port, uint16_t dir_pin);
void motor_control(GPIO_PinState direction, uint16_t speed, uint32_t target_pulse);
void motor_stop(void);

#endif /* INC_MOTOR_CONTROL_H_ */