本帖最后由 xld0932 于 2019-6-4 14:02 编辑

1.项目背景
当前公司预研的项目使用到步进电机来调节核心部件参数的功能，硬件还没有投入进来，所以软件为了赶进度，就结合当前手头上uFun开发板扩展了一块控制步进电机的扩展板。

步进电机扩展板可以驱动两种类型的步进电机，一种是4相5线的步进电机，采用ULN2003BDR芯片驱动；另一种是2相4线的步进电机，采用LV8549MC-AH芯片驱动。

需要注意的是4相5线的是单极性（线圈中电流的流动方向是固定的）的步进电机，而2相4线的是双极性的步进电机，使用ULN2003BDR芯片是无法驱动2相4线的步进电机。

2.硬件设计

硬件设计使用的是嘉立创的EDA软件，为什么选它？可能是因为容易上手吧，方便找元件、买元件。不过在做Mini-PCIe接口封装时，还是花了点时间，因为没有手册说明，只能借鉴前人的设计经验来画了。硬件原理比较简单，如下些图所示。

2.1.硬件原理图设计

Schematic_uFun-StepMotor.png

2.2.硬件PCB设计

PCB_uFun-StepMotor_TOP.png PCB_uFun-StepMotor_BOTTOM.png

3.回板焊接调试

3.1.回板

回板后还是比较紧张的，因为Mini-PCIe的接口封装第一次做，之前没有画过。还有一个是扩展板的厚度，要求的是1mm，怕松了或者紧了……所以回板后第一件是就把扩展板插到Mini-PCIe插槽中试了一下安装，确认无误后，悬着的心算是放下来了。

1.jpg 2.jpg

3.2.焊接

扩展板需要焊接的元器件比较少，只准备了2套元器件，和同事一起焊接的，1人1套，如下图是我的焊接成果

3.jpg

3.3.调试

调试第一步：编写驱动代码，这个时候还没有将步进电机插到扩展板上，驱动编写，将程序下载到板子，通过示波器确认波形。如下图是驱动LV8549MC-AH芯片的波形图：

TEK0000.BMP

调试第二步：连接步进电机，尝试让其转动起来。在调试的时候，4相5线的步进电机一下子就动起来了。但是2相4线的就是在震动，并没有转动起来，通过硬件原理图和电机手册的比对，发现连接的线序不对，经过调整后，2相4线的步进电机也成功转动起来了。

4.jpg

4.STM32CubeMX设置

根据原理图设计对使用到的GPIO进行初始化配置。

5.png

5.主要程序

程序功能：上电后硬件自检，自检完成后可通过触摸按键对电机的进行控制，分为是4相5线步进电机的正反转和2相4线步进电机的正反转。
  1. /**
  2. * @brief  :
  3. * @param  :
  4. * @returns:
  5. * @details:
  6. */
  7. void KEY_Handler(uint8_t value, eKEY_TYPE type)
  8. {
  9.     gtKey.type = type;
  10.     gtKeyValue = (eKEY_VALUE)value;
  12.     switch(gtKeyValue)
  13.     {
  14.         case KEY_VALUE_0_R:
  15.             printf("Key right event\r\n"); uFUN_SM_2P4L_Running(1); break;
  17.         case KEY_VALUE_1_U:
  18.             printf("Key up    event\r\n"); uFUN_SM_4P5L_Running(1); break;
  20.         case KEY_VALUE_2_L:
  21.             printf("Key left  event\r\n"); uFUN_SM_2P4L_Running(0); break;
  23.         case KEY_VALUE_3_D:
  24.             printf("Key down  event\r\n"); uFUN_SM_4P5L_Running(0); break;
  26.         default : break;
  27.     }
  28. }
  1. /**
  2.   ******************************************************************************
  3.   * @file    uFun_SteppingMotor.c
  4.   * @version V1.00
  5.   * @author  xld0932
  6.   * @brief   
  7.   ******************************************************************************
  8.   * @attention
  9.   *
  10.   * Copyright (c) 2019. All rights reserved.
  11.   *
  12.   ******************************************************************************
  13.   */
  16. /* Define to prevent recursive inclusion -------------------------------------*/
  17. #define __UFUN_STEPPINGMOTOR_C__
  20. /* Includes ------------------------------------------------------------------*/
  21. #include "uFun_SteppingMotor.h"
  24. /* Private constants ---------------------------------------------------------*/
  25. /* Private defines -----------------------------------------------------------*/
  26. /* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
  27. /* Private macro -------------------------------------------------------------*/
  28. /* Private variables ---------------------------------------------------------*/
  29. static uint8_t STEP_VALUE[8] = {0x01, 0x03, 0x02, 0x06, 0x04, 0x0C, 0x08, 0x09};
  31. /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
  34. /* Exported variables --------------------------------------------------------*/
  35. /* Exported function prototypes ----------------------------------------------*/
  38. /**
  39. * @brief  :
  40. * @param  :
  41. * @returns:
  42. * @details:
  43. */
  44. void uFUN_SM_4P5L_SetPin(uint8_t value)
  45. {
  46.     if(value & 0x01)    HAL_GPIO_WritePin(ULN2003B_1B_GPIO_Port, ULN2003B_1B_Pin, GPIO_PIN_SET);
  47.     else                HAL_GPIO_WritePin(ULN2003B_1B_GPIO_Port, ULN2003B_1B_Pin, GPIO_PIN_RESET);
  49.     if(value & 0x02)    HAL_GPIO_WritePin(ULN2003B_2B_GPIO_Port, ULN2003B_2B_Pin, GPIO_PIN_SET);
  50.     else                HAL_GPIO_WritePin(ULN2003B_2B_GPIO_Port, ULN2003B_2B_Pin, GPIO_PIN_RESET);
  52.     if(value & 0x04)    HAL_GPIO_WritePin(ULN2003B_3B_GPIO_Port, ULN2003B_3B_Pin, GPIO_PIN_SET);
  53.     else                HAL_GPIO_WritePin(ULN2003B_3B_GPIO_Port, ULN2003B_3B_Pin, GPIO_PIN_RESET);
  55.     if(value & 0x08)    HAL_GPIO_WritePin(ULN2003B_4B_GPIO_Port, ULN2003B_4B_Pin, GPIO_PIN_SET);
  56.     else                HAL_GPIO_WritePin(ULN2003B_4B_GPIO_Port, ULN2003B_4B_Pin, GPIO_PIN_RESET);
  57. }
  60. /**
  61. * @brief  :
  62. * @param  :
  63. * @returns:
  64. * @details:
  65. */
  66. void uFUN_SM_4P5L_Running(uint8_t dir)
  67. {
  68.     uint8_t r = 0, d = 0, p = 0;
  70.     for(r = 0; r < 1; r++)
  71.     {
  72.         for(d = 0; d < 64; d++)
  73.         {
  74.             for(p = 0; p < 64; p++)
  75.             {
  76.                 if(dir) uFUN_SM_4P5L_SetPin(STEP_VALUE[(p % 8) - 0]);
  77.                 else    uFUN_SM_4P5L_SetPin(STEP_VALUE[7 - (p % 8)]);
  79.                 HAL_Delay(1);
  80.             }
  81.         }
  82.     }
  83. }
  86. /**
  87. * @brief  :
  88. * @param  :
  89. * @returns:
  90. * @details:
  91. */
  92. void uFUN_SM_2P4L_SetPWM(uint8_t index)
  93. {
  94.     switch(index)
  95.     {
  96.         case 0:
  97.             HAL_GPIO_WritePin(LV8549MC_IN1_GPIO_Port, LV8549MC_IN1_Pin, GPIO_PIN_SET);
  98.             HAL_GPIO_WritePin(LV8549MC_IN2_GPIO_Port, LV8549MC_IN2_Pin, GPIO_PIN_RESET);
  99.             break;
  101.         case 1:
  102.             HAL_GPIO_WritePin(LV8549MC_IN1_GPIO_Port, LV8549MC_IN1_Pin, GPIO_PIN_SET);
  103.             HAL_GPIO_WritePin(LV8549MC_IN2_GPIO_Port, LV8549MC_IN2_Pin, GPIO_PIN_SET);
  104.             break;
  106.         case 2:
  107.             HAL_GPIO_WritePin(LV8549MC_IN1_GPIO_Port, LV8549MC_IN1_Pin, GPIO_PIN_RESET);
  108.             HAL_GPIO_WritePin(LV8549MC_IN2_GPIO_Port, LV8549MC_IN2_Pin, GPIO_PIN_SET);
  109.             break;
  111.         case 3:
  112.             HAL_GPIO_WritePin(LV8549MC_IN1_GPIO_Port, LV8549MC_IN1_Pin, GPIO_PIN_RESET);
  113.             HAL_GPIO_WritePin(LV8549MC_IN2_GPIO_Port, LV8549MC_IN2_Pin, GPIO_PIN_RESET);
  114.             break;
  116.         default:
  117.             break;
  118.     }
  119. }
  122. /**
  123. * @brief  :
  124. * @param  :
  125. * @returns:
  126. * @details:
  127. */
  128. void uFUN_SM_2P4L_Running(uint8_t dir)
  129. {
  130.     uint8_t r = 0, d = 0, p = 0;
  132.     HAL_GPIO_WritePin(LV8549MC_ENA_GPIO_Port, LV8549MC_ENA_Pin, GPIO_PIN_SET);
  134.     for(r = 0; r < 1; r++)
  135.     {
  136.         for(d = 0; d < 32; d++)
  137.         {
  138.             for(p = 0; p < 16; p++)
  139.             {
  140.                 if(dir) uFUN_SM_2P4L_SetPWM((p % 4) - 0);
  141.                 else    uFUN_SM_2P4L_SetPWM(3 - (p % 4));
  143.                 HAL_Delay(1);
  144.             }
  145.         }
  146.     }
  148.     HAL_GPIO_WritePin(LV8549MC_ENA_GPIO_Port, LV8549MC_ENA_Pin, GPIO_PIN_RESET);
  149. }
  152. /************************ (C) COPYRIGHT ************************END OF FILE****/

6.工程代码

SteppingMotor.part2.rar (778.88 KB, 下载次数: 10)
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