使用来自您的宿主 MCU 的简单步进控制输入,控制双极步进电机的双向运动。
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硬件概览
它是如何工作的?
Stepper Click 基于 Allegro Microsystems 的 A3967,这是一个带有翻译器的微步进驱动器。这款高度集成的 IC 通过集成的翻译器部分提供了一个简单的双极步进电机控制界面。该部分控制输出驱动器,确保步进电机的平稳运行。通过控制整个旋转周期的电流强度,实现每个位置的恒定扭矩。电流调节器使用内部比较器、DA 转换器和外部感测电阻。感测电阻的值决定了操作期间的最大电流,当使用 5V 时限制为 568mA,当使用 3.3V 作为参考电压时限制为 350mA。Stepper Click 的附加功能包括欠压、穿透和热保护,因此 Click board™ 可以可靠地运行。其输 入电压范围高达 25V,可以驱动最大电流达 750mA
的各种步进电机。Click board™ 提供了为驱动电机选择电源的选项:一种是将外部电压路由到输入连接器,另一种是来自 mikroBUS™ 的 5V 电源轨。使用外部连接器时,外部电源的电压应保持在 25V 以下。通过移动标有 MOTOR PWR 的跳线,可以在外部电源和来自 mikroBUS™ 的 5V 轨之间进行选择。步进电机可以通过可断开的压接式 XH 连接器连接,其间距为 2.5mm,通常在许多小尺寸步进电机上找到。这个头部是可选的,如果需要使用其他类型的头部或连接器,可以不焊接。Stepper Click 使用 GPIO 引脚与宿主 MCU 通信。STP 引脚上的低到高跳变将执行一个旋转步骤。DIR 引脚上的逻辑状态控制旋转方向。
步长由两个引脚 MS1 和 MS2 决定。可以使用全步(使用两个相位)、半步、四分之一步和八分之一步。标有 EN 的 SMD 跳线可以用来将 IC 的 #EN 引脚路由到 mikroBUS™ 的 EN 引脚。这允许宿主 MCU 打开或关闭 A3967。默认情况下,此跳线将 #EN 引脚直接路由到 GND,永久启用 IC。这款 Click board™ 可以通过 I/O LEVEL 跳线选择使用 3.3V 或 5V 的逻辑电压水平,这样 3.3V 和 5V 能力的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,这款 Click board™ 配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。
功能概述
开发板
Nucleo-64 搭载 STM32F410RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno
V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效
和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于 ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU
建筑
ARM Cortex-M4
MCU 内存 (KB)
128
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
64
RAM (字节)
32768
你完善了我!
配件
Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。
28BYJ-48 是一款适应性强的 5VDC 步进电机,设计紧凑,适用于多种应用。它具有四相,速度变化比为 1/64,步距角为 5.625°/64 步,允许精确控制。该电机的工作频率为 100Hz,并且在 25°C 时的直流电阻为 50Ω ±7%。它拥有超过 600Hz 的空载吸入频率和超过 1000Hz 的空载脱出频率,确保在不同场景下的可靠性。在 120Hz 时,自定位扭矩和吸入扭矩均超过 34.3mN.m,28BYJ-48 提供了强劲的性能。其摩擦扭矩范围为 600 到 1200 gf.cm,而拉入扭矩为 300 gf.cm。这款电机是您步进电机需求的可靠且高效的选择。
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图
一步一步来
项目组装
实时跟踪您的结果
通过调试模式的应用程序输出
1. 一旦代码示例加载完成,按下 "DEBUG" 按钮将启动构建过程,并将其编程到创建的设置上,然后进入调试模式。
2. 编程完成后,IDE 中将出现一个带有各种操作按钮的标题。点击绿色的 "PLAY" 按钮开始读取通过 Click board™ 获得的结果。获得的结果将在 "Application Output" 标签中显示。
软件支持
库描述
此库包含 STEPPER Click 驱动程序的 API。
关键功能:
stepper_set_step_mode
- 此功能设置步进模式分辨率。stepper_set_direction
- 此功能通过设置 DIR 引脚的逻辑状态来设定电机的旋转方向。stepper_drive_motor
- 此功能根据选择的速度驱动电机特定的步数。
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 Click Example.
*
* # Description
* This example demonstrates the use of the Stepper 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 64 full steps and then counter-clockiwse for 128 half
* steps with 2 seconds delay before changing the direction. All data is being logged on
* the USB UART where you can track the program flow.
*
* @note
* Step Motor 5v [MIKROE-1530] is a fully compatible stepper motor for this click board:
* https://www.mikroe.com/step-motor-5v
*
* @author Stefan Filipovic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "stepper.h"
static stepper_t stepper; /**< Stepper Click driver object. */
static log_t logger; /**< Logger object. */
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
stepper_cfg_t stepper_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.
stepper_cfg_setup( &stepper_cfg );
STEPPER_MAP_MIKROBUS( stepper_cfg, MIKROBUS_1 );
if ( DIGITAL_OUT_UNSUPPORTED_PIN == stepper_init( &stepper, &stepper_cfg ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
stepper_default_cfg ( &stepper );
log_info( &logger, " Application Task " );
}
void application_task ( void )
{
log_printf ( &logger, " Move 64 full steps clockwise \r\n\n" );
stepper_set_step_mode ( &stepper, STEPPER_MODE_FULL_STEP );
stepper_set_direction ( &stepper, STEPPER_DIR_CW );
stepper_drive_motor ( &stepper, 64, STEPPER_SPEED_FAST );
Delay_ms ( 2000 );
log_printf ( &logger, " Move 128 half steps counter-clockwise \r\n\n" );
stepper_set_step_mode ( &stepper, STEPPER_MODE_HALF_STEP );
stepper_set_direction ( &stepper, STEPPER_DIR_CCW );
stepper_drive_motor ( &stepper, 128, STEPPER_SPEED_VERY_FAST );
Delay_ms ( 2000 );
}
int main ( void )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
return 0;
}
// ------------------------------------------------------------------------ END