最近在准备电赛做往年的题目，遇到了使用步进电机作为执行器的题目，步进电机有固定的步距角，所以每圈有固定的步数，比如我现在使用的步进电机的步距角为1.8度，所以说转一圈需要走200步，我使用的步进电机驱动器可以进行16细分，这样每转一圈就需要3200步。而这个驱动器使用脉冲来进行控制，每收到一个脉冲就会走一步，所以如果可以每次精确的控制输出的脉冲数，那么在不失步的情况下可以精确控制步进电机转过的角度。
关于脉冲输出的控制我查阅网上资料后发现有五种方法
1、单脉冲法，需要一个脉冲中断一次，中断次数多，影响效率
2、一个定时器输出PWM，另一定时器进行中断计数，与方法1一样，同样需要频繁的中断
3、用主从定时器门控方式，比较繁琐
4、用一个定时器（从）作为另一个定时器（主）的外部时钟触发源
5、高级定时器T1、T8的重复计数方式，RCR计数中断，看手册好像这种方式最简单，能满足一部分人要求，缺点是寄存器只有8位，最多实现255个脉冲计数输出。
这里我使用了第四个方法。
pulse.h
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12#ifndef __PUSEL_H #define __PUSEL_H #include "sys.h" void TIM1_config(u32 Cycle); void TIM2_config(u32 PulseNum); void Pulse_output(u32 Cycle,u32 PulseNum); #endif
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111#include "pulse.h" /***********************TIM1初始化函数*************************/ /****参数：****************************************************/ /******u32 Cycle用于设定计数频率（计算公式：Cycle=1Mhz/目标频率）/ /****返回值：**************************************************/ /******无*****************************************************/ void TIM1_config(u32 Cycle) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_TIM1 , ENABLE); //时钟使能 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11; //TIM1_CH4 PA11 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = Cycle-1; //使用Cycle来控制频率（f=72/(71+1)/Cycle） 当Cycle为100时脉冲频率为10KHZ TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =71; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割：TDTS= Tck_tim TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式 TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数，一定要=0！！！（高级定时器特有） TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure); TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //选择定时器模式：TIM脉冲宽度调制模式1 TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能 TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = Cycle/2-1; //设置待装入捕获寄存器的脉冲值（占空比：默认50%，这可也可以调节如果需要的话将它作为一个参数传入即可） TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; //输出极性 TIM_OC4Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure); //使能通道4 TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM1, TIM_MasterSlaveMode_Enable); //设置为主从模式 TIM_SelectOutputTrigger(TIM1, TIM_TRGOSource_Update); //选择定时器1的触发方式（使用更新事件作为触发输出） TIM_OC4PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable); //使能通道4预装载寄存器 TIM_ARRPreloadConfig(TIM1, ENABLE); //使能TIM1在ARR上的预装载寄存器 } /***********************TIM2初始化函数*************************/ /****参数：****************************************************/ /******u32 PulseNum用于设定脉冲数量****************************/ /****返回值：*************************************************/ /******无*****************************************************/ void TIM2_config(u32 PulseNum) { TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //使能定时器2的时钟 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = PulseNum-1; //脉冲数 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =0; TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); TIM_SelectInputTrigger(TIM2, TIM_TS_ITR0); //选择定时器2的输入触发源（内部触发（TIM1）） TIM2->SMCR|=0x07; //设置从模式寄存器（SMS[2:0]:111 外部时钟模式1） TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,DISABLE); //更新中断失能 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //定时器2中断初始化 } /************************脉冲输出函数**************************/ /****参数：****************************************************/ /******u32 Cycle用于设定计数频率（计算公式：Cycle=1Mhz/目标频率）/ /******u32 PulseNum用于设定输出脉冲的数量（单位：个）************/ /****返回值：**************************************************/ /******无*****************************************************/ void Pulse_output(u32 Cycle,u32 PulseNum) { TIM2_config(PulseNum); //设置脉冲数量 TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //使能TIM2（从定时器） TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update); //清除中断标志位 TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE); //使能更新中断 TIM1_config(Cycle); //使能定时器1（主定时器） TIM_Cmd(TIM1, ENABLE); //使能定时器1 TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE); //高级定时器一定要加上，主输出使能 } /********************定时器2的中断服务函数**********************/ /****参数：****************************************************/ /******u32 PulseNum用于设定脉冲数量****************************/ /****返回值：*************************************************/ /******无*****************************************************/ /****函数说明:************************************************/ /*当TIM的CNT寄存器的值到达设定的Update值会触发更新中断，此时设定的脉冲数已输出完毕，关闭TIM1和TIM2*/ void TIM2_IRQHandler(void) { if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET) //TIM_IT_Update { TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); // 清除中断标志位 TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, DISABLE); //主输出使能 TIM_Cmd(TIM1, DISABLE); //关闭定时器 TIM_Cmd(TIM2, DISABLE); //关闭定时器 TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, DISABLE); //关闭TIM2更新中断 } }
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24#include "sys.h" #include "delay.h" #include "led.h" #include "usart.h" #include "pulse.h" int main() { NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);// 设置中断优先级分组2 delay_init(); //延时函数初始化 uart_init(9600); //9600 led_init(); while(1) { LED=1; delay_ms(500); LED=0; delay_ms(500); Pulse_output(100,3200); } }
脉冲频率10KHz，每经过1s会输出3200个脉冲，步进电机会转1周。
经过测试，可以快速输出可控频率和数量的脉冲，控制效果也良好，具体实用效果还需要在项目中运用后再更新。
最后
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