步进电机驱动实验电路搭建与驱动程序设计
基于口袋机综合实验设计
一、实验目的
二、实验设备
三、实验原理
四、实验代码解析
五、实验步骤
六、实验现象
七、拓展思考
八、应用领域
一、实验目的
了解EDA软件。程序的下载和仿真
了解如何正确分配和配置单片机的I/O口
熟悉和使用步进电机的驱动。
二、实验设备
口袋机
口袋机下载线
JC-PM5模块
JC-PM15实验扩展板
三、实验设备
实验器件简介：
步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步，其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。因此，步进电动机又称脉冲电动机。
步进电动机的结构形式和分类方法较多，一般按励磁方式分为磁阻式、永磁式和混磁式三种；按相数可分为单相、两相、三相和多相等形式。
在我国所采用的步进电机中以反应式步进电机为主。步进电机的运行性能与控制方式有密切的关系，步进电机控制系统从其控制方式来看，可以分为以下三类：开环控制系统、闭环控制系统、半闭环控制系统。半闭环控制系统在实际应用中一般归类于开环或闭环系统中。
三、实验原理
步进电机驱动模块原理图:
原理图说明
P2为电机接口，采用4相5线的步进电机，驱动芯片采用ULN2003，驱动输出同时也接有4路LED，很直观能看到输出电平
功能说明
IN1-IN4是驱动信号输入，OU1-OUT4是接步进电机，按照下面的时序可以使步进电机转动。
U1为电机驱动芯片ULN2003
在芯片资料中打开这个芯片的文档
三、实验原理
实验原理:
第一页就有芯片内部的原理图
左边是输入，右边是输出，左边输入高电平，通过非门，对应的输出引脚就接地
通过这个驱动芯片可以增大驱动电流，代替三极管。
一般ULN2003的常用连接方式：
三、实验原理
实验原理:
打开步进电机的资料
只要看这个技术要求，就是时序图
三、实验原理
实验原理:
分析一下这个时序图：+表示输入正电压-接地
说明红色的为公共端，需要接电源，其他4跟为选择性接地端
这种电机叫做5线4相步进电机。
三、实验原理
实验原理:
电机内部绕组如上图
电机内部结构如上图
三、实验原理
程序解析:
绿色的注释为模块接口引脚定义
voidmoto_gpio_init(void)为用到的4个端口初始化全部是推挽输出
三、实验原理
程序解析:
按照一个方向改变时序电机就会向这个方向转动
三、实验原理
程序解析:
时序按照另外一个方向改变，电机就会向另外一个方向转动
三、实验原理
程序解析:
touch_cmd_explan就是根据口袋机上的按键，来控制步进电机
A是转动B是正方向C是反方向D是停止上：增大延时下：减小延时
四、实验原理
模块引脚说明:
四、参考代码分析
STM32F4XX单片机GPIO框架图
五、参考代码分析
STM32F4XX单片机GPIO库函数解析-结构体
五、参考代码分析
STM32F4XX单片机GPIO库函数解析-结构成员配置
模式功能配置
速度配置
四、参考代码分析
STM32F4XX单片机GPIO库函数解析-结构成员配置
输出类型
端口上下拉初始状态
四、参考代码分析
步进电机配置函数
详细配置函数见参考程序
五、参考代码分析
主函数
时钟初始化
开始
外设初始化
按键触发
结束
五、实验步骤
1、将实验模块插在扩展模块的位置4，如下图
2、打开程序
3、下载程序
六、实验现象
使用口袋机上的触摸按键来控制电机的启动、停止、换向、调速
A:启动
B:正向
C:反向
D:停止
上:增加延时（转速变慢）
下:减少延时（转速变快）
七、拓展思考
把延时逐渐调小，看电机是否能一直转动，如果延时都很小的时候，电机会停止转动，原地抖动，分析一下原因。
八、应用领域
应用最多的就是空调的出风口风向调整控制电机就是这种步进电机。
感谢大家的认真学习！
祝大家生活、工作愉快！