二十四、STM32——驱动步进电机
1 步进电机器驱动接法
步进电机驱动器串电阻 R 的大小通常根据驱动信号的电压来确定。为了保证驱动器内部光耦的驱动电流在8-15mA之间，从而确保驱动器的正常工作。
-
24V驱动信号下：2KΩ
-
12V驱动信号下：1.5KΩ
-
5V驱动信号下：200Ω
1.1 共阳极接法
-
所有
+连接到VCC -
共阳极接法下，一般都是使用NPN的集电极驱动。
1.2 共阴极接法
-
所有
-连接到GND。 -
共阴极接法下，一般都是使用PNP三极管的集电极驱动。
2 A4988步进驱动
引脚说明：
-
ENABLE：使能引脚，悬空或则低电平有效，高电平则停止驱动。
-
MS：S1~MS3是用于控制步进分辨率的：整步、半步、四分之一步、八步和十六步；通过它们的电平组合来实现，其真值表如下图所示：
一般步进步距角都是1.8°，所以200步（全步）是一圈。如果是1/16步，需要走3200步，才是一圈。
-
RESET：复位引脚。该引脚为低电平有效，低电平A4988将复位。如果该引脚悬空，则A4988默认为高电平。即该引脚没有连接任何电平时，A4988可以正常工作。
-
SLEEP：睡眠引脚。该引脚也是低电平有效，低电平A4988进低能耗睡眠状态。如果无需使用SLEEP，则可以将SLEEP引脚与RESET引脚连接，A4988正常工作。
-
SETP：脉冲输入，往这个脚输入一个方波，电机转动一步，也就是(1.8/16)°（以1.8°电机，16细分为例），往这个脚持续输入方波，则电机持续转动。
-
DIR： 方向控制，低电平正转，高电平反转。
-
VMOT：功率电源，8-35V，给电机转动提供能源，因此需要较高的电压并有能力输出大的电流。
-
VDD：数字电源，数字电路部分的电源，3.3V或5V，如果这里是3.3V，那么之前说的高电平就是3.3V，低电平就是0V，如果这里是5V，那么之前说的高电平都是5V，低电平是0V。
-
电机接线：接电机的1A 1B 2A 2B。同一绕组测电阻会有阻值。其中
1A 1B为一组，2A 2B为一组。
3 STM32设置
需要根据共阳或者共阴接法，使用PWM1或者PWM2。
需要设置PWM2，级性为高。如果是PWM1，在更新中断停止PWM的时候，下一周期PWM已经开始运行，已经把高电平发出去了。所以通过中断函数判断发了多少脉冲，如果使用PWM1，会多发一个脉冲（不是一个完成的脉冲，但也会有高电平上升沿）。
4 步进加减速算法
常见的加减速算法分析类型
-
七段式S型曲线
-
梯形曲线
-
Sigmoid函数型
4.1 梯形调速算法
为啥需要设计一个调速算法呢？步进电机不是给多少脉冲就动多少步吗？但是带上负载了就可能失步，所谓失步，简单理解就是实际电机轴转过的度数，没有输入脉冲对应度数多。为什么会这样呢？电机的扭矩有可能无法驱动负载。一般会做一个启动加速控制过程，停止的时候做一个减速控制，中间做一个匀速控制。这就是比较常见的梯形调速控制算法。
梯形速度调速算法很简单，比较容易实现，但是这个算法却有缺陷。
图中红色圆圈的位置，加速度从a突变为0，或从0突变为-a,这些突变点会带来什么后果呢？来看看其加速度曲线：
电机带着负载运动，比如常见的丝杆将电机的旋转运动，转化直线运动，又或者齿轮或滚珠结构，带动负载进行旋转运动。具有一定的质量的负载，在加速度突变情况下，很有可能会造成机械振动。
比较专业一点的术语称为 急动(Jerk) ，其实就是考察加速度的变化率的，也可以称为加加速度，我们知道速度的变化率就是加速度，而加速度的变化率就是加加速度。
如果用数学语言来装下逼，就是速度函数对时间的一阶导数就是加速度，而对加速度曲线的一阶导数就是加加速度。因此上图中加速度在时刻突变，意味着加加速度为无穷大。
对于给定的负载，加加速度越大，产生的不需要的振动能量就越大，振动能量的频谱也就越宽。这意味着加速度变化越快，振动就越强大，激发的振动模式数量也就越多。由于振动能量被系统机械吸收，如果振动频率与机械和控制系统中的共振相匹配，则可能会导致稳定时间增加或精度降低。
我们如果能做到加速度的变化率是连续的，是否这种变化就会变得平滑呢？运动是不是就更柔性？所谓变化率连续，是不是就是相对于加速度函数的导数曲线是连续的就可以了？