步进电机与arm7的接口

在当今的自动化世界中，步进电机和伺服电机是嵌入式系统中最常用的两种电机。两者均用于各种自动化机器中，例如机械臂，CNC机器，照相机等。在本教程中，我们将看到如何将步进电机与ARM7-LPC2148连接以及如何控制其速度。如果您不熟悉ARM7，那么请先学习ARM7-LPC2148及其编程工具。

步进电机

步进电机是无刷直流电机，可以以小角度旋转，这些角度称为步进。我们可以通过向其引脚提供数字脉冲来逐步旋转步进电机。步进电机价格便宜，设计坚固。可以通过改变数字脉冲的频率来控制电动机的速度。

根据定子绕组的类型，有两种类型的步进电机： UNIPOLAR 和 BIPOLAR。在这里，我们使用UNIPOLAR步进电机，这是最常用的步进电机。要旋转步进电机，我们需要按顺序给步进电机的线圈通电。根据旋转操作，它们分为两种模式：

• 全步模式：（4步顺序）

1. 单相步进（波步进）
2. 两阶段踩

• 半步模式（8步顺序）

要了解有关步进电机及其操作的更多信息，请单击链接。

使用ARM7-LPC2148旋转步进电机

在这里，我们将使用“全步：单相启动”或“波步进”模式来通过ARM7-LPC2148旋转步进电机

在这种方法中，我们一次只能激励一个线圈（LPC2148的一个引脚）。也就是说，如果第一线圈A通电一段时间，则轴将更改其位置，然后线圈B通电同时，轴将再次更改其位置。像这样，线圈C，然后线圈D通电，以进一步移动轴。通过使一次线圈通电，步进电动机的轴逐步旋转。

通过这种方法，我们通过依次激励线圈来逐步旋转轴。这称为四个步骤序列，因为它需要四个步骤。

您可以根据以下给出的值使用半步进方法（8序列方法）旋转步进电机。

步	线圈A	线圈B	线圈C	线圈D
1个	1个	0	0	0
2	1个	1个	0	0
3	0	1个	0	0
4	0	1个	1个	0
5	0	0	1个	1个
6	0	0	0	1个
7	1个	0	0	1个
8	1个	0	0	0

所需组件

硬件：

• ARM7-LPC2148
• ULN2003电机驱动器IC
• LED – 4
• 步进马达（28BYJ-48）
• 面包板
• 连接线

软件：

• Keil uVision5
• Flasic魔术工具

步进马达（28BYJ-48）

上图已经显示了28BYJ-48步进电机。它是 单极性步进 电机，需要5V电源。电机具有4线圈单极布置，每个线圈的额定电压为+ 5V，因此使用Arduino，Raspberry Pi，STM32，ARM等任何微控制器都相对容易控制。

但是我们需要像ULN2003这样的电机驱动IC来驱动它，因为步进电机会消耗大量电流，并且可能损坏微控制器。

下表提供了28BYJ-48的规格：

还要检查与其他微控制器的步进电机接口：

• 步进电机与Arduino Uno的接口
• Raspberry Pi的步进电机控制
• 步进电机与8051单片机的接口
• 步进电机与PIC单片机的接口
• 步进电机与MSP430G2的接口

步进电机也可以在没有任何微控制器的情况下进行控制，请参阅此步进电机驱动器电路。

ULN2003步进电机驱动器

大多数 步进电机 只能在驱动器模块的帮助下运行。这是因为控制器模块（在我们的情况下为LPC2148）将无法从其I / O引脚提供足够的电流来使电动机运行。因此，我们将使用外部模块（如 ULN2003 模块）作为 步进电机驱动器。

在本项目中，我们将使用 ULN2003电机驱动器IC。IC的引脚图如下：

引脚（IN1至IN7）是用于连接微控制器输出的输入引脚，而OUT1至OUT7是用于连接步进电机输入的相应输出引脚。COM给出了输出设备和外部电源输入源所需的正电源电压。

电路原理图

步进电机与ARM-7 LPC2148接口的电路图如下所示

带ULN2003电机驱动器IC的ARM7-LPC2148

LPC2148的GPIO引脚（P0.7至P0.10）被视为与ULN2003 IC的输入引脚（IN1-IN4）连接的输出引脚。

LPC2148引脚	ULN2003 IC的引脚
P0.7	IN1
P0.8	IN2
P0.9	IN3
第10页	IN4
5伏	通讯
地线	地线

ULN2003 IC与步进电机（28BYJ-48）的连接

ULN2003 IC的输出引脚（OUT1-OUT4）连接到步进电机引脚（蓝色，粉红色，黄色和橙色）。

ULN2003 IC引脚	步进电机销
输出1	蓝色
输出2	粉
输出3	黄色
输出4	橙子
通讯	红色（+ 5V）

具有ULN2003的IN1至IN4的LED

ULN2003的引脚IN1，IN2，IN3和IN4分别连接有四个LED（LED1，LED2，LED4，LED 4）阳极引脚，LED的阴极与GND连接，以指示来自LPC2148的脉冲。我们可以注意到所提供脉冲的模式。模式显示在末尾的演示视频中。

为步进电机编程ARM7-LPC2148

要编程ARM7-LPC2148，我们需要keil uVision和Flash Magic工具。我们正在使用USB电缆通过微型USB端口对ARM7 Stick进行编程。我们使用Keil编写代码并创建一个十六进制文件，然后使用Flash Magic将HEX文件闪存到ARM7 Stick。要了解有关安装keil uVision和Flash Magic以及如何使用它们的更多信息，请单击链接ARM7 LPC2148微控制器入门并使用Keil uVision对其进行编程。

本教程的最后给出了使用ARM 7控制步进电机的完整代码，在这里我们解释了其中的几个部分。

1.要使用“完全第一步启动”方法，我们需要包括以下命令。所以我们在程序中使用以下行

顺时针无符号字符= {0x1,0x2,0x4,0x8}; //顺时针旋转命令 unsigned char逆时针旋转= {0x8,0x4,0x2,0x1}; //逆时针旋转的命令

2.以下行用于将PORT0引脚初始化为输出并将它们设置为低电平

PINSEL0 = 0x00000000; //设置PORT0引脚 IO0DIR-= 0x00000780; //将引脚P0.7，P0.8，P0.9，P0.10设置为OUTPUT IO0CLR = 0x00000780; //将P0.7，P0.8，P0.9，P0.10引脚OUTPUT设置为LOW

3.设置端口引脚根据（P0.7至P0.10）HIGH顺时针通过使用该命令 为 与延迟回路

对于（int j = 0; j { for（int i = 0; i <4; i ++） { IOPIN0 =顺时针<< 7; //将位左移 延迟（0x10000） 后，将引脚值一一设置为高 //更改此值以更改旋转速度} }

同为反时针

为（int z = 0; z { for（int i = 0; i <4; i ++） { IOPIN0 =逆时针<< 7; 延迟（0x10000）; //更改此值以更改旋转速度 } }

4.更改延迟时间以更改步进电机的旋转速度

延迟（0x10000）; //更改此值以更改旋转速度 （0x10000）-全速 （0x50000）-变慢 （0x90000）-变慢。因此，通过增加延迟，我们降低了旋转速度。

5.完整的旋转步骤数可以通过以下代码更改

int no_of_steps = 550; //将此值更改为所需的旋转步数（550旋转一整圈）

对于步进电机，我有550步完整旋转，有225步半旋转。因此，请根据您的要求进行更改。

6.此功能用于创建延迟时间。

void delay（unsigned int value）//产生延迟的函数 { unsigned int z; 对于（z = 0; z }

带有演示视频的完整代码 如下。