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。