【兆易创新GD32VF103R-START开发板试用体验】步进电机驱动（视频+源码）

元件

5月26日

先吐槽一下，本来视频想发在硬声的，但是超过120秒的需要认证，个人认证还得传公司的工牌、名片、在职证明，我不知道我发个开源的代码或是视频还得知道我是哪个公司的吗？算了，录都录了，分享给大家吧

1 前言

步进电机是我们最常用的执行机构之一，下面简单介绍一下步进电机的驱动方法，使用的驱动芯片的THB7128，设置的是128细分。

1.1 步进电机简介

步进电机是一种专门用于速度和位置精确控制的特种电机，将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件，它的旋转是以固定的角度（称为步距角）一步一步运行的，故称步进电机。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点，使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。

1.2 步进电机分类及结构

1、步进电机按转子的结构分三种：永磁式（PM），反应式（VR）和混合式（HB）。

图1永磁式

永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5 度或15度；价格便宜，精度差。

图2 反应反应式步进电机

反应式步进电机不用永磁铁，转子是导磁体，一般是硅钢片或电工纯铁棒，定子通电时，磁极磁化，吸引转子齿产生转矩，只有吸引转矩，不像永磁铁有吸引和排斥转矩。一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家80 年代已被淘汰；

图3

图4

混合式步进电机值得是PM和VR型步进电机复合的意思，转子被对称的分为两段，中间充磁，一端为N一端充S，在磁铁上加两个导磁体齿盘，彼此互相错开半个齿。一般常用的为50个齿。与PM步进电机的区别是，PM型如果要提高分辨率，只能增加磁极对数，通常最高只能分布24极，再增加就会增加漏磁通，降低转矩。混合式混合了永磁式和反应式的优点，分为两相、三相和五相，两相步进角一般为1.8 度而五相步进角一般为 0.72 度。这种步进电机的应用最为广泛。

2、结构

图5两相混合式步进电机的结构

步进电机一般由转子（转子铁芯、永磁体、转轴、滚珠轴承），定子（绕组、定子铁芯），前后端盖等组成。最典型两相混合式步进电机的定子有8个大齿，40个小齿，转子有50个小齿。

3、转动原理

图17

为产生小步距角，定、转子都做成多齿的，图中转子50个齿，转子的五个齿等于360/ 50=7.2°，齿宽、齿槽各3.6° 。定子是 8个磁极，但每个磁极上也有五个齿，定子共40个齿。为使转、定子的齿对齐，定子磁极上的小齿，齿宽和齿槽和转子相同。定子五个齿，齿距7.2度，B 相和 A 相差45°，含 45°/7.2° =6.25 齿，当A 相的转子、定子的五个小齿对齐时，间隔6.25个齿，B 相一定不能对齐，差0.25个齿，即1.8度。

工作原理：假设是单两拍通电工作方式。

（1）A 相通电时，定子A 相的五个小齿和转子对齐。此时，B 相和 A 相空间差45°，含 45°/7.2° =6.25 齿。所以，A 相的转子、定子的五个小齿对齐时，B 相不能对齐，B相的转子、定子相差 1/4 个齿（1.8°）。

（2）A 相断电、B 相通电后，转子只需转过1/4个齿（1.8°），使 B 相转子、定子对齐。

同理，A相通电再转1.8 ° ……

若工作方式改为双相四拍，则每通一个电脉冲，转子只转 0.9° 。

2 硬件设计2.1 THB7128

2.2 GD32VF103引脚

PWM输出 PA1

ENABLE信号 PA2

DIRECtiON信号 PA3

3 代码编写

附录中有全部源码