STM32控制步进电机：基于定时器中断的ULN2003驱动器/步进电机驱动程序
修改一、ULN2003驱动器1、工作原理2、步距角以及一圈所需步数的计算
二、硬件连接三、STM32F103定时器中断控制步进电机程序1、.c文件2、.h文件3、main.c部分程序
四、效果演示五、程序链接
修改
2023.04.24 修改内容：完善了下程序，添加了工作原理中的一些内容。 看了评论区一位朋友指出的问题，然后我对文章中的工作原理、和程序做了些小修改（修改位置为：一、1 2 ；三、1 ；五），方便之前收藏了的朋友查阅，程序源文件也重新上传了。该篇文章中的一圈所需脉冲计算为4096个脉冲，但是其实我个人测试时为2048个脉冲，驱动器输出用了示波器测了也都是正常的（一、2），目前还不清楚原因。为了不误导其他后来的朋友，先在这里说明一下。如果有大佬知道是什么原因欢迎批评指正。
一、ULN2003驱动器
1、工作原理
下图为ULN2003驱动器原理图。 此驱动器的原理即为步进电机的工作原理，此篇文章有介绍到：STM32控制步进电机：工作原理及库函数(标准库) / HAL库控制程序（不定期更新） 通过一个接一个的引脚驱动电机的4个相，使得步进电机转动，该驱动器输入为低电平时，对应输出引脚输出为高电平，反之，输入为高电平时，输出为低电平。因此要使得某些引脚输出为高电平时，应当置其对应的引脚为低电平，其他引脚为高电平。
2、步距角以及一圈所需步数的计算
本篇文章使用的4相5线步进电机步距角为5.625/64，因此步进电机转一圈需要走360°/步距角的步数，即(360/5.625)*64 = 4096步。 虽然计算是一圈4096个脉冲，但是实际上我使用的时候是2048个脉冲电机转一圈，于是我使用了示波器测试了程序是否有问题。 如下所示白圈中所示：
二、硬件连接
如图所示，记得共地。4个控制引脚在下方程序的.h和.c文件中有定义和引用到。
三、STM32F103定时器中断控制步进电机程序
此程序效果为正转1周后再反转1周回到原点。程序如下所示。
1、.c文件
以下为步进电机驱动的motor.c文件：
#include "motor.h"
//num用于对引脚的索引，j用于计算步数，fx为电机旋转方向
unsigned short int num=0,j,fx;
void motor_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //使能PB端口时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //IO口速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化GPIOB
GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8); //PB.5/6/7/8 输出低电平
}
void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //时钟使能
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值 计数到5000为500ms
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为定时器时钟频率出书的预分频值 10KHZ的计数频率
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
TIM_ITConfig( //使能或失能指定的TIM中断
TIM3, //TIM
TIM_IT_Update ,
ENABLE //使能
);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; //TIM3中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; //先占优先级1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //从优先级3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //初始化外设NVIC寄存器
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能定时器外设
}
static uint8_t GPIO_list[] = {0x01,0x02,0x04,0x08}; //对应驱动器4引脚，即电机4相
void TIM3_IRQHandler(void) //TIM3中断(2ms)
{
if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) //检查指定的TIM中断发生与否，TIM中断源
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update); //清除TIMx的中断处理位
if(judge == 0)
{
judge=0;
}
if(judge == 1)
{
if(fx == 0) //fx为电机旋转方向，fx=0时电机正转，fx=1时电机反转
{
motor_GPIO1 = ~(GPIO_list[num]&GPIO_list[0])>>0; //判断是否为引脚1，然后将其数值向右移动0位至第1位，得到unsigned int类型时的1或0
motor_GPIO2 = ~(GPIO_list[num]&GPIO_list[1])>>1; //判断是否为引脚2，然后将其数值向右移动1位至第1位，得到unsigned int类型时的1或0
motor_GPIO3 = ~(GPIO_list[num]&GPIO_list[2])>>2; //判断是否为引脚3，然后将其数值向右移动1位至第1位，得到unsigned int类型时的1或0
motor_GPIO4 = ~(GPIO_list[num]&GPIO_list[3])>>3; //判断是否为引脚4，然后将其数值向右移动1位至第1位，得到unsigned int类型时的1或0
}
if(fx == 1)
{
motor_GPIO4 = ~(GPIO_list[num]&GPIO_list[0])>>0; //上述的反转
motor_GPIO3 = ~(GPIO_list[num]&GPIO_list[1])>>1;
motor_GPIO2 = ~(GPIO_list[num]&GPIO_list[2])>>2;
motor_GPIO1 = ~(GPIO_list[num]&GPIO_list[3])>>3;
}
num += 1; //num用于对引脚的索引
j += 1; //j用于计算步数
if(num == 4) //到第4个GPIO后回到第1个GPIO
{
num = 0;
}
if(j == 2048&fx == 0) //走完一圈同时是正转结束，对参数进行修改
{
j = 0;
fx = 1;
num = 0;
}
if(j == 2048&fx == 1) //走完一圈同时是正反转结束，对参数进行修改
{
j = 0;
fx = 0;
start = 0;
num = 0;
}
}
}
}
2、.h文件
以下为步进电机驱动的motor.h文件：
#ifndef __MOTOR_H
#define __MOTOR_H
#include "sys.h"
#include "delay.h"
void motor_GPIO_Init(void);//引脚初始化
void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc); //定时器初始化
#define motor_GPIO1 PBout(5) //引脚定义
#define motor_GPIO2 PBout(6) //引脚定义
#define motor_GPIO3 PBout(7) //引脚定义
#define motor_GPIO4 PBout(8) //引脚定义
extern u8 start; //start为1时启动电机程序，为0时关闭
extern u8 judge; //judge为1时电机开始旋转，为0时停止
#endif
3、main.c部分程序
u8 judge = 0; //judge为1时电机开始旋转，为0时停止
u8 start = 0; //start为1时启动电机程序，为0时关闭
void run(void) //步进电机启动函数
{
if(start == 1) {judge = 1;}
else {judge = 0;}
}
//初始化后，只要给start赋值、把run()放进main里即可，也可在上述start里添加一些步进电机以外的程序
四、效果演示
如下视频所示：
SMT32串口控制ULN2003驱动器驱动步进电机
五、程序链接
程序已经打包好上传到csdn的资源里了。 CSDN：库函数(标准库)STM32F103C8T6基于定时器中断的ULN2003驱动器/步进电机驱动程序 也可以通过以下链接下载：
链接：链接：https://pan.baidu.com/s/1rpUggpOruBFhwOHcfRon2w 提取码：l70o
本人是一名学生，目前正在学习中，本篇文章也算是我的学习笔记，如有错误的话还请指正。
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