【STM32 .Net MF开发板学习-11】步进电机控制（非PWM模式）
选用的步进电机的型号为28BYJ-48（或MP28GA，5V，转速比1/64），驱动电路选用uln2003芯片的驱动板，其控制时序图如下：
四相八拍：A->AB->B ->BC ->C ->CD ->D ->DA
其A、B、C、D指的是uln2003芯片驱动板的1N1、1N2、1N3、1N4，波形在上表示有输入信号，波形在下表示无输入信号。
我们采用红牛开发板进行步进电机控制，为了便于接线，我们需要在红牛开发板上焊接两条30脚双排排阵，焊接后的红外板如下：
此外至少需要4根杜邦线，还需提供一个5V的直流电源，接线方式如下：
PC4接IN1
PC5接IN2
PC6接IN3
PC7接IN4
5V电源连接
网友fangyuan和奋斗中写了一个纯.NET MF C#的控制代码，比较容易理解，但是由于是托管代码，需要虚拟机解释执行，所以运行效率较低，部分代码如下：
//四相八拍：A->AB->B->BC->C->CD->D->DA
while (true)
{
//A相输出高电平，BCD低
pios[0].Write(high);
pios[1].Write(low);
pios[2].Write(low);
pios[3].Write(low);
Thread.Sleep(sleepTime);
//AB相输出高电平，CD低
pios[0].Write(high);
pios[1].Write(high);
pios[2].Write(low);
pios[3].Write(low);
Thread.Sleep(sleepTime);
… …
}
详细内容请参见fangyuan的博客文章《【.NET MF 学习笔记系列（一）】MF控制步进电机》。
由于步进电机一般都采用PWM控制，我最初也打算这么做，STM32系列的芯片的时钟控制器是可以输出4路PWM的，但是研究后我觉得采用uln2003芯片的驱动板是无法实现PWM控制的。如果硬要采用PWM控制，其中一路的PWM（占空比）是可以实现的，但是其它三路，无法调整相位，所以目前我无法输出占空比相同，但是相位不同的波形。
我调整了一下思路，实现了所谓的IO Timer功能，就是采用Timer定时中断，定时处理C#上层的IO输出要求，底层代码暂且不说了，先说一下封装后的上层接口。
public sealed class IOTimer
{
public static bool Initialize(byte timer, int Compare, int psc, byte[] pins, byte[] states);
public static bool SetPSC(byte timer, int psc);
public static bool Start(byte timer);
public static bool Stop(byte timer);
public static bool Uninitialize(byte timer);
}
STM32F103芯片有8个定时器，其中timer1和timer8暂且不要用，timer的取值为1~6。timer1和timer8连接APB2总线，其它定时器连接APB1总线，APB1操作速度限于36MHz，APB2操作于全速(最高72MHz)。Compare是计数器数值，16位最大65535，psc预分频器数值，也是16位的，最大为65535，计数器的时钟频率CK_CNT是fCK_PSC/(PSC[15:1]+1)。
Psc可以实时动态调整。
Pins数组存放要设置的IO的pin脚号，一次最多可以控制8路，states数组存放IO的输出状态，最多可以有32个状态值，一个字节的每一位控制每一路。
Start就是计时器开始工作，IO此时输出，Stop就是定时器停止工作，IO停止输出。
好了，在实际控制步进电机之前，我们先控制一下LED灯，让它亮一秒，灭3秒(红牛开发板，输出0灯亮)，相关代码如下：
//LED灯控制（定时器timer6）
byte[] pins = new byte[] { (byte)GPIO_NAMES.PF7 };
//亮一秒，灭3秒(红牛开发板，输出0灯亮)
byte[] control_Data = new byte[] { 0x0, 0x1, 0x1, 0x1};
//时钟频率36M 计数60000次，在分频（599+1）次大概一秒触发一次
IOTimer.Initialize(5, 60000, 599, pins, control_Data);
IOTimer.Start(5);
至于控制步进电机，其代码也是非常简单，核心代码如下：
//顺时针旋转
static void Run()
{
IOTimer.Uninitialize(5);
byte[] pins = new byte[] { (byte)GPIO_NAMES.PC4, (byte)GPIO_NAMES.PC5, (byte)GPIO_NAMES.PC6, (byte)GPIO_NAMES.PC7 };
byte[] control_Data = new byte[] { 0x1, 0x3, 0x2, 0x6, 0x4, 0xC, 0x8, 0x9 };
IOTimer.Initialize(5, 60000, 1, pins, control_Data);
IOTimer.Start(5);
}
//逆时针旋转
static void AntiRun()
{
IOTimer.Uninitialize(5);
byte[] pins = new byte[] { (byte)GPIO_NAMES.PC4, (byte)GPIO_NAMES.PC5, (byte)GPIO_NAMES.PC6, (byte)GPIO_NAMES.PC7 };
byte[] control_Data = new byte[] { 0x9, 0x8, 0xc, 0x4, 0x6, 0x2, 0x3, 0x1 };
IOTimer.Initialize(5, 60000, 1, pins, control_Data);
IOTimer.Start(5);
}
//速度级别
static void SetV(int value)
{
switch(value)
{
case 1:
IOTimer.SetPSC(5,1); break;
case 2:
IOTimer.SetPSC(5,5); break;
case 3:
IOTimer.SetPSC(5,10); break;
}
}
完整代码请从下面的连接进行下载，最终的运行效果图如下：
至于PWM方式控制步进电机的示例，需要等我采购好相关驱动板后，再做探究。
注：该示例程序，红牛开发板需要部署最新的V0.9.7固件。
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【低价开发板】http://item.taobao.com/item.htm?id=7117999726
源码下载：http://www.sky-walker.com.cn/yefan/MFV40/SourceCode/IOTimerTest.rar
文章参考： 《.Net Micro Framework 快速入门》