步进马达

Posted 2020-10-22 vinccc

28BYJ-48步进马达。5V DC，减速比1：64：

2个绕组，5根接线如下。步进角360/64=5.625度。控制序列如下：

 使用HR8833控制芯片，该芯片提供2个H桥，可以分别控制1个DC电机或者共同控制1个4相步进马达。步进马达接口和H桥控制逻辑如下。注意红色的共线5不用接：

单片机使用4个GPIO，分别与AIN1, AIN2, BIN1, BIN2接口。控制代码如下。其中 controlTable 是电机的控制序列，每个数组元素的bit3:0分别表示电机接线4-1的电平高低。doControl()函数的step参数取值0-7：

const uint8_t controlTable[] = { //
        0b1000, // 0
                0b1100, // 1
                0b0100, // 2
                0b0110, // 3
                0b0010, // 4
                0b0011, // 5
                0b0001, // 6
                0b1001, // 7
        };

#define GET_PIN_STATE(bits, n) ( (1 & ((bits) >> (n))) ? \\
                GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET )

void doControl(uint8_t step) {
    uint8_t bits = controlTable[step % 8];
    HAL_GPIO_WritePin(AIN1_GPIO_Port, AIN1_Pin, GET_PIN_STATE(bits, 3));
    HAL_GPIO_WritePin(BIN1_GPIO_Port, BIN1_Pin, GET_PIN_STATE(bits, 2));
    HAL_GPIO_WritePin(AIN2_GPIO_Port, AIN2_Pin, GET_PIN_STATE(bits, 1));
    HAL_GPIO_WritePin(BIN2_GPIO_Port, BIN2_Pin, GET_PIN_STATE(bits, 0));
}　　

 

关于电机的转速，需要进行一点计算。步进电机的转速完全取决于控制信号的切换速度。这里的步进电机规格书上给出：a, 步进角为360/64，即64步/周；b, 减速比为1:64。因此，对于转轴而言，其角度解析度为 r = 64x64=4096 步/周。

若控制信号的频率为f 步/秒，则转速为 v = 1/r x f = f/4096 周/秒。

若信号频率为 f = 1KHz（周期 1ms），则转速为 v = 1000/4096 ~ .244 周/秒，旋转一周约需时 4 秒。这是一个较慢的速度，如果要达到更快的速度，就需要 us 级的延时或定时器。另外，步进马达作为一个机电设备，速度一定是有一个有限的上限的。经过实测，信号周期最小为1200us；再快，马达就只震动而不转动。