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步进电机28BYJ-48的驱动（arduino平台，STM32），最全的驱动详细原理，驱动电路分析，驱动代码解释
目录 步进电机28BYJ-48的驱动（arduino平台，STM32），最全的驱动详细原理，驱动电路分析，驱动代码解释 前言 一、步进电机28BYJ-48结构和工作原理 1.基本知识： 2.步进电机28BYJ-48结构： 3.步进电机的控制的基本概念 4.步进电机28BYJ-48工作原理 5.步进电机的驱动拍数设定模式 6.步进电机的驱动参数解读 二、驱动电路分析和使用 1.ULN2003驱动电路 2.L298N小功率驱动电路 三.驱动代码分析 1.ULN2003驱动代码分析 （1）驱动库： （2）应用案例： 2.L298N驱动代码分析 （1）驱动库 （2）应用案例 四、Arduino STM32驱动参考代码下载 1.ULN200驱动库下载链接： 2.L298N驱动库下载链接： 3.STM32驱动库链接： 总结 前言 在本网站查找了很多资料，收益匪浅，今来研究了步进电机28BYJ-48的驱动，查了很多资料，发现介绍不够详细，没有抓到关键点，特别是原理，只有原理清楚才能实现精确控制。因此写了本文，借用一些作者的资源，表示感谢，以飨读者，回报大家！ 提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考 一、步进电机28BYJ-48结构和工作原理 1.基本知识：步进电机：是数字控制电机，它将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，因此非常适合于单片机控制。步进电机可分为反应式步进电机（简称VR）、永磁式步进电机（简称PM）和混合式步进电机（简称HB），后两种常用。 步进电机控制特点：1、它是通过输入脉冲信号来进行控制的。2、电机的总转动角度由输入脉冲数决定。3、电机的转速由脉冲信号频率决定。
arduino自带的steper驱动库，针对两相电机，而我们驱动的28BYJ48步进电机时四相的，直接使用不可以，笔者试用发现电机嗯嗯响不转动，如果要用自带库，可以对电机接线进行调换改造，或者修改驱动里的拍子表，太麻烦一些。 我们采用自建的驱动库，知道工作原理，驱动库可以自建。 1.ULN2003驱动代码分析 （1）驱动库： /* * 用法： 1、把Stepper28BYJ48.zip解压在libraries目录下 2、电机通过ULN2003驱动板和ULN2803驱动板测试通过 3、驱动的输入依次接arduino的8~9，步进电机依次接蓝，粉，黄，橙。 */ // ensure this library description is only included once #ifndef Stepper28BYJ48_h #define Stepper28BYJ48_h // library interface description class Stepper { public: // constructors: Stepper(int number_of_steps, int motor_pin_1, int motor_pin_2, int motor_pin_3, int motor_pin_4); // speed setter method: void setSpeed(long whatSpeed); // mover method: void step(int number_of_steps); private: void stepMotor(int this_step); int direction; // Direction of rotation int speed; // Speed in RPMs unsigned long step_delay; // delay between steps, in ms, based on speed int number_of_steps; // total number of steps this motor can take int pin_count; // how many pins are in use. int step_number; // which step the motor is on // motor pin numbers: int motor_pin_1; int motor_pin_2; int motor_pin_3; int motor_pin_4; unsigned long last_step_time; // time stamp in us of when the last step was taken }; #endif （2）应用案例： /* 控制28BYJ48电机，正转一圈，反转一圈 */ #include const int stepsPerRevolution = 4096; //28BYJ48电机旋转一周需要的步数 // 电机接在引脚8 ~ 11: 电机线依次为蓝，粉，黄，橙 Stepper myStepper(stepsPerRevolution, 8, 9, 10, 11); int stepCount = 0; // number of steps the motor has taken void setup() { // initialize the serial port: Serial.begin(9600); //设置电机转速r/min myStepper.setSpeed(10); } void loop() { // 正转一圈 myStepper.step(stepsPerRevolution); Serial.print("steps:" ); Serial.println(stepsPerRevolution); delay(5000); // 反转一圈 myStepper.step(-stepsPerRevolution); Serial.print("steps:" ); Serial.println(-stepsPerRevolution); delay(5000); // 正转64步 myStepper.step(64); Serial.print("steps:" ); Serial.println(64); delay(5000); // 正转64步 myStepper.step(64); Serial.print("steps:" ); Serial.println(64); delay(5000); } 2.L298N驱动代码分析 （1）驱动库参考网上驱动库，经过我修改完善，运行很好。 // library interface description //二相步进电机可以用arduino IDE 自带的实例里的程序和库驱动，。但是 Steper_28BYJ48四相的驱动不了 class Steper_28BYJ48 { public: // constructors: Steper_28BYJ48(unsigned int speed_ratio,unsigned int beat_mode, int motor_pin_1, int motor_pin_2, int motor_pin_3, int motor_pin_4); // mover method: void step(int degree_to_move); //set speed void setSpeed(unsigned int step_delay); void lowPower_idel(); private: unsigned int beat_mode; //1:EightBeat��2:FourBeat��3:DoubleFourBeat unsigned int step_delay; // delay between steps, in ms, based on speed unsigned int speed_ratio ; // motor pin numbers: int motor_pin_1; int motor_pin_2; int motor_pin_3; int motor_pin_4; }; （2）应用案例应用这个库编写了案例，实现功能，通过串口1进行交互，输入转动角度，实现控制电机转动角度，修改代码可以体验驱动步进电机拍数3种模式，1:EightBeat，2:FourBeat，3:DoubleFourBeat 代码使用说明在程序头部。 /*接线：务必不要错了，不然查错非常头大！ L298输入1-4 对应 arduino数字端口 8,9,10,11 L298电路板输出有两种接口，一种是有步进电机的卡扣端子ABCD+vcc，一种是输出端子：out1--A+白,OUT2--A-蓝，out3--B+黄，out4--B-绿，电源端接红线5V 或者 红线接电源5V，橙色电线接out4口，黄色电线接out3口，粉色电线接out2口，蓝色接out1口根据提示进行接线。 //思路是通过减速比来控制单步执行的脉冲次数，电机是减速比16,电机每一个脉冲前进5.625度,而主轴前进5.625/16=0.3515625度,但经过我测试,这种玩具级的电机主轴低于5.625度步进的精度是无法保障的,因此我简化了代码,每步执行16次脉冲。 //接线顺序是红->﹢5V,橙黄粉蓝分别接L298N 的OUT1、OUT2、OUT3、OUT4, arduino的8,9,10,11分别接L298N的IN1-IN4 */ /*28BYJ-48步进电机的齿轮减速比常见有两种，1：16，1：64， * 步距角：θ=360度/（转子齿数J*运行拍数），齿数为8，八拍运行，电机主轴的步距角为θ=360度/（8*8）=5.625度（俗称半步），在除以减速比64，所以输出轴的步距角：5.625/64。 电机参数表中的减速比这个参数吧——1:64，转子转64圈，最终输出轴才会转一圈，也就是需要64*64=4096个节拍输出轴才转过一圈，2 ms*4096=8192 ms，8秒多才转一圈4096个节拍转动一圈，那么一个节拍转动的角度——步进角度就是360/4096，看一下表中的步进角度参数5.625/64。 要输出某一角度degree，求输出步数N=(degree*减速比)*（齿数*运行拍数）/360 启动频率是≥550，单位是 P.P.S，即每秒脉冲数，这里的意思就是说：电机保证在你每秒给出550个步进脉冲的情况下，可以正常启动。那么换算成单节拍持续时间就是 1 s/550=1.8 ms，为了让电机能够启动，我们控制节拍刷新时间大于 1.8 ms 就可以了。 减速比为1：64情况下 4步控制信号序列：11.25度/步，主电机32步旋转一周。 8步控制信号序列：5.625度/步，主电机64步旋转一周，减速轴旋转一周将用：64（步/周）X64（齿轮比） = 4096 步 测试电机减速比为1：16，8拍模式下旋转一周将用：64（步/周）X16（齿轮比） = 1024 步。*/ #include "Steper_28BYJ48.h" //自带驱动，也可以加入驱动库 Steper_28BYJ48 steper(16, 1, 8, 9, 10, 11); //6个参数为：第1个是步进电机减速比，第2个是步进电机拍数模式设定，1:EightBeat，2:FourBeat，3:DoubleFourBeat，另外4个驱动引脚 int degree; //转动的角度，负值为逆时针方向。 String inString = ""; // 用于转换数字的字符串缓冲区 String read_String = ""; unsigned char dir = 3; //1顺时针方向。clockwise,2逆时针。3，空闲等待。 void setup() { Serial.begin(9600); //初始化串口，作为监视。 steper.setSpeed(3);//节拍刷新时间，一般要大于2ms// delay between steps, in ms, based on speed,if delay 0) { inChar = Serial.read(); read_String += (char)inChar; delay(2); } if (read_String.length() != 0) { Serial.println("**********************************************************************"); Serial.print("serial port read_string:"); Serial.println(read_String); if (read_String.charAt(0) == '-') { dir = 0; Serial.print("turn direction:"); Serial.println("CounterClockWise"); degree = (read_String.substring(1)).toInt(); } else { Serial.print("turn direction:"); Serial.println("ClockWise"); dir = 1; degree = read_String.toInt(); } read_String = ""; } if (dir == 1)//CW { steper.step(degree); steper.lowPower_idel(); Serial.print("Motor finished degree: "); Serial.println(degree); Serial.println("**********************************************************************"); dir = 3; } if (dir == 0)//CCW { degree=0-degree; steper.step(degree); steper.lowPower_idel(); dir = 3; Serial.print("Motor finished degree: "); Serial.println(degree); Serial.println("**********************************************************************"); } degree = 0; delay(5000); } 四、Arduino STM32驱动参考代码下载 1.ULN200驱动库下载链接：https://download.csdn.net/download/anchoretor/15176116 2.L298N驱动库下载链接：https://download.csdn.net/download/anchoretor/15176829 3.STM32驱动库链接：https://download.csdn.net/download/anchoretor/15270614 总结1首先需要熟悉步进电机28BYJ-48的机构，工作原理。驱动拍的工作特点。关键：五线四相结构，驱动的步进角公式会计算。 2..驱动库编写需要针对不同驱动电路的设计，驱动电路的使用工作原理。关键：ULn2003驱动电路特点，输入和输出是反相，输入高电平，驱动输出端拉低，驱动绕组励磁工作。L298N驱动电路特点，输入和输出是同相，输入低电平，驱动输出端拉低，驱动绕组励磁工作。 3.应用代码分析，通过应用大家熟悉如何使用自建库，同时完成实践应用，知行合一多多练习。 4.看过有用，鼓励一下我的劳动成果，收藏点个赞呗，能力有限，有错误地方欢迎指正。 |
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