步進電機驅動詳解

最近在使用步進電機的時候，發現細分驅動器太大了，而且只是會使用細分驅動器的話並不能代表你會用步進電機了，於是就想找個小一點的驅動自己編寫**驅動步進電機，於是l298n模組就符合我的要求了，它不僅小而且還帶有兩路大功率電機的輸出，把他接到步進電機的四相剛剛好！

按照慣例，先上效果圖

可以看出，我能夠精確控制步進電機旋轉360度以及穩定速度旋轉。下面我來給出教程啦

不知道工作原理的話是寫不出驅動程式的，在這裡我簡單說說步進電機通過l298n的工作原理

如圖所示分別代表步進電機的四根線a+ a- b+ b- 。初中物理應該學過，通電導線會產生磁場，所以我們只要改變圖中所示電流方向就可以得到不同方向的磁場，圖示線圈即為步進電機的定子。

接下來就是圖示所示的執行了，因為我們改變了電流方向，即不斷改變定子的磁場，根據異極相吸的道理，轉子就會跟隨著變化的磁場而轉動，這就是步進電機旋轉的原理。然後我們怎麼控制他的角度呢？

如圖所示，我們只要控制好a+ a- b+ b-的高低電平就可以控制步進電機旋轉特定的角並停下，要是無限迴圈就會一直勻速轉動啦。對應的真值表如下

在這裡肯定有很多小夥伴有疑問了，你這裡不是8拍轉一圈嗎？那你的步進值不是360/8=45度嗎？為什麼說電機的步進值是1.8度那麼小呢？

這裡我就要科普一下了，上面是步進電機的實現原理，現實的步進電機是比較複雜的，因為轉子的周圍還有很多小齒，比如1.8步進值的電機的話轉子齒為50，所以公式是360/50/8=0.9為半拍步進值。360/50/4=1.8才是步進值

我們知道，微控制器的io口雖然可以輸出pwm波，但是他不能帶動大功率的東西比如電機，而且電平也只有3.3v。於是乎我們就需要乙個功率放大的模組比如l298n。它能夠通過微控制器的控制而產生方向與大小可變的電流電壓輸出，可以給步進電機的四相產生相應的脈衝。

in1和in2分別接入微控制器的兩個pwm輸出腳。通過占空比來控制輸出的電壓大小，比如說l298n接入12v電源，我in1輸入50%占空比的pwm波，in0輸入電平為0，則輸出口a+ a-產生正6v的電壓。因為這個模組有兩路，於是我們便可以輸出步進電機所需的4種電平來驅動，這就是驅動原理

我選用了tim1的1.2通道和tim的1.2通道分別接l298n的pwm1.pwm2.pwm3.pwm4

我們就初始化相應的引腳和時鐘，因為是占空比控制所以頻率無所謂，這裡我選用了7.5khz，開發板時鐘源是240m

不會初始化定時器使用io口輸出電平的可以去網上搜尋學習下

接下來就是重要部分的模擬步進電機的8拍執行了

我們確定好乙個占空比之後，引腳輸出pwm波視為邏輯1，不輸出pwm波視為邏輯0。於是我們就可以這樣實現步進電機的邏輯輸入了

這裡的節拍輸入間隔我選擇了1000us，因為經過實測這樣比較平滑，不會出現劇烈抖動或者失步。

然後就是主函式了。我們怎樣實現某個角度的控制呢？

因為輸入乙個半拍脈衝就會旋轉0.9度，根據這個就可以精確計算所需要的角度了，也可以進行死迴圈使得電機勻速運動。旋轉完成之後記得失能電機，不然一直停著不轉電能無法被正確釋放會產生不好的後果。