初学者
10 分钟

使用DRV8847和STM32F302VC控制双极步进电机的动作

适用于单个或双个有刷直流电机、一个双极步进电机或电磁铁负载

Stepper 14 Click with CLICKER 4 for STM32F302VCT6

已发布 7月 22, 2025

点击板

Stepper 14 Click

开发板

CLICKER 4 for STM32F302VCT6

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F302VC

通过 H 桥配置控制步进电机在全步、半步、四分之一步和八分之一步模式下的操作。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Stepper 14 Click 基于德州仪器的 DRV8847,这是一款双全桥电机驱动器。该 IC 的内部结构是对称的,具有两个 MOSFET H 桥,用于双极步进电机的两个线圈的双向驱动。DRV8847 使用宽输入电压范围 - 从 2.7V 到 18V。这是用于给电机线圈通电的电压。跳线 (JP4) 用于选择是否使用外部电源或从 mikroBUS™ +3.3V 或 +5V 轨获取电源。DRV8847 具有两个 PHASE 输入,这些输入控制电流通过 H 桥的方向,从而控制电机线圈的方向。通过切换 MS1 和 MS2 引脚的状态,还可以控制步进电机在全步和半步模式下运行。双极步进电机线圈可以连接到板载螺丝端子上。用于连接步进电机线圈的有两个端子。第三个连接器连

接一个外部电压,范围从 2.7V 到 18V,具体取决于所用电机的电压要求。需要注意的是,如果没有有效的外部电压连接到这个端子,电机将无法工作。此外,还需要注意的是 20V 是允许的绝对最大电压。因此,当驱动较重负载时,可能会激活过温保护。建议的最大电压不应超过 18V,如 PCB 丝印层上所述。所有 DRV8847 控制线都连接到 Stepper 14 板上的第二个 IC,即 PCA9538A,这是一款众所周知的 8 位 I/O 扩展器,具有串行接口,因其简单性和可靠性而在 MikroElektronika 的许多设计中使用。它允许通过 I2C 驱动 DRV8847 IC 的控制线,并减少 Stepper 14 Click 所需的引脚数量。这也允许发送紧凑的 I2C 消息,而不

是一次切换多个引脚 - 这有时会引入时间问题,特别是当这些引脚属于不同的 MCU 端口时。通过改变六个控制引脚的状态,可以在全步和半步模式下驱动步进电机。电机电源可以连接到标有 VIN 的输入端子,电压应在 2.7V 至 18V 范围内。步进电机线圈可以连接到 A1、B2、B1 和 A2 端子。Click 板™ 支持电机的可选外部电源。此 Click 板™ 可以通过 VCC SEL 跳线选择使用 3.3V 或 5V 逻辑电压电平。这使得 3.3V 和 5V 兼容的 MCU 都能正确使用通信线。此外,此 Click 板™ 配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Stepper 14 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Clicker 4 for STM32F3 是一款紧凑型开发板,作为完整的解决方案而设计,可帮助用户快速构建具备独特功能的定制设备。该板搭载 STMicroelectronics 的 STM32F302VCT6 微控制器,配备四个 mikroBUS™ 插槽用于连接 Click boards™、完善的电源管理功能以及其他实用资源,是快速开发各类应用的理想平台。其核心 MCU STM32F302VCT6 基于高性能 

Arm® Cortex®-M4 32 位处理器,运行频率高达 168MHz,处理能力强大,能够满足各种高复杂度任务的需求,使 Clicker 4 能灵活适应多种应用场景。除了两个 1x20 引脚排针外,板载最显著的连接特性是四个增强型 mikroBUS™ 插槽,支持接入数量庞大的 Click boards™ 生态系统,该生态每日持续扩展。Clicker 4 各功能区域标识清晰,界面直观简洁,极大

提升使用便捷性和开发效率。Clicker 4 的价值不仅在于加速原型开发与应用构建阶段,更在于其作为独立完整方案可直接集成至实际项目中,无需额外硬件修改。四角各设有直径 4.2mm(0.165")的安装孔,便于通过螺丝轻松固定。对于多数应用,只需配套一个外壳,即可将 Clicker 4 开发板转化为完整、实用且外观精美的定制系统。

CLICKER 4 for STM32F302VCT6 double image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32F302VC Image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

256

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

100

RAM (字节)

40960

你完善了我!

配件

28BYJ-48 是一款适应性强的 5VDC 步进电机,设计紧凑,适用于各种应用。它具有四相结构,速度变化比为 1/64,步距角为 5.625°/64 步,可实现精确控制。该电机以 100Hz 的频率运行,在 25°C 时的直流电阻为 50Ω ±7%。其空载拉入频率超过 600Hz,空载拉出频率超过 1000Hz,确保在不同场景中的可靠性。28BYJ-48 的自定位转矩和拉入转矩均超过 34.3mN.m(在 120Hz 时),提供了强大的性能。其摩擦转矩范围为 600 至 1200 gf.cm,拉入转矩为 300 gf.cm。这款电机是满足您步进电机需求的可靠且高效的选择。

Stepper 14 Click accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Reset
PC15
RST
Chip Enable
PA4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Fault Interrupt
PD0
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB10
SCL
I2C Data
PB11
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Stepper 14 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

PIC32MZ MXS Data Capture Board front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以CLICKER 4 for STM32F302VCT6作为您的开发板开始。

PIC32MZ MXS Data Capture Board front image hardware assembly
Thermo 21 Click front image hardware assembly
Thermo 21 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product6 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
PIC32MZ MXS Data Capture Board NECTO MCU Selection Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto image step 11 hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含 Stepper 14 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • stepper14_set_direction - 此功能将电机方向设置为顺时针或逆时针,并保存在 ctx->direction 中

  • stepper14_set_step_mode - 此功能设置步进模式分辨率,并保存在 ctx->step_mode 中

  • stepper14_drive_motor - 此功能以选定的速度驱动电机运行指定的步数

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief Stepper 14 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the Stepper 14 Click board by driving the 
 * motor in both directions for a desired number of steps.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the Click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Drives the motor clockwise for 200 full steps and then counter-clockwise for 400 half
 * steps with a 2 seconds delay on driving mode change. All data is being logged on the
 * USB UART where you can track the program flow.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "stepper14.h"

static stepper14_t stepper14;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    stepper14_cfg_t stepper14_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    stepper14_cfg_setup( &stepper14_cfg );
    STEPPER14_MAP_MIKROBUS( stepper14_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == stepper14_init( &stepper14, &stepper14_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( STEPPER14_ERROR == stepper14_default_cfg ( &stepper14 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    log_printf ( &logger, " Move 200 full steps clockwise, speed: medium\r\n\n" );
    stepper14_set_direction ( &stepper14, STEPPER14_DIR_CW );
    stepper14_set_step_mode ( &stepper14, STEPPER14_MODE_FULL_STEP );
    stepper14_drive_motor ( &stepper14, 200, STEPPER14_SPEED_MEDIUM );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );

    log_printf ( &logger, " Move 400 half steps counter-clockwise, speed: fast\r\n\n" );
    stepper14_set_direction ( &stepper14, STEPPER14_DIR_CCW );
    stepper14_set_step_mode ( &stepper14, STEPPER14_MODE_HALF_STEP );
    stepper14_drive_motor ( &stepper14, 400, STEPPER14_SPEED_FAST );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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