[嵌入式]stm32利用GPIO中断模拟脉冲控制步进电机

使用STM32的通用定时器定时，控制步进电机正反转和启停。
学习目的：学习步进电机和步进电机驱动器的基本使用方法。

串口(TTL-USB TO USART)：
CH340的收发引脚与STM32的发收引脚相连。
?? ?RX<--->PA9
?? ?TX<--->PA10

步进电机驱动器:
?? ?ENA+ <---> 3V3
?? ?ENA- <---> PB12
?? ?DIR+ <---> 3V3
?? ?DIR- <---> PB14
?? ?PUL+ <---> 3V3
?? ?PUL- <---> PC6

头文件

#ifndef __BSP_STEP_MOTOR_INIT_H
#define __BSP_STEP_MOTOR_INIT_H

#include "stm32f1xx.h"
#include "stm32f1xx_hal.h"

#define MOTOR_PUL_TIM                   TIM2
#define MOTOR_PUL_CLK_ENABLE()          __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE()

#define MOTOR_PUL_IRQn                  TIM2_IRQn
#define MOTOR_PUL_IRQHandler            TIM2_IRQHandler

//引脚定义
//Motor 使能 
#define MOTOR_EN_PIN                    GPIO_PIN_12
#define MOTOR_EN_GPIO_PORT              GPIOB
#define MOTOR_EN_GPIO_CLK_ENABLE()      __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()

//Motor 方向 
#define MOTOR_DIR_PIN                   GPIO_PIN_14
#define MOTOR_DIR_GPIO_PORT             GPIOB
#define MOTOR_DIR_GPIO_CLK_ENABLE()     __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()

//Motor 脉冲
#define MOTOR_PUL_PIN                   GPIO_PIN_6
#define MOTOR_PUL_GPIO_PORT             GPIOC
#define MOTOR_PUL_GPIO_CLK_ENABLE()     __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE()


/************************************************************/
#define HIGH GPIO_PIN_SET       //高电平
#define LOW  GPIO_PIN_RESET     //低电平

#define ON  LOW                 //开
#define OFF HIGH                //关

#define CW  HIGH                //顺时针
#define CCW LOW                 //逆时针

//控制使能引脚
/* 带参宏，可以像内联函数一样使用 */
#define MOTOR_EN(x)         HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_EN_GPIO_PORT,MOTOR_EN_PIN,x)
#define MOTOR_PUL(x)        HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_PUL_GPIO_PORT,MOTOR_PUL_PIN,x)
#define MOTOR_DIR(x)        HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_DIR_GPIO_PORT,MOTOR_DIR_PIN,x)
                          
#define MOTOR_PUL_T()       HAL_GPIO_TogglePin(MOTOR_PUL_GPIO_PORT,MOTOR_PUL_PIN);
  

extern TIM_HandleTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
void TIMx_Configuration(void);
extern void stepper_Init(void);
extern void stepper_turn(int tim,float angle,float subdivide,uint8_t dir);
#endif /* __STEP_MOTOR_INIT_H */

#include "./stepper/bsp_stepper_init.h"
#include "./led/bsp_led.h"   
#include "stm32f1xx.h"


TIM_HandleTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
/**
  * @brief  通用定时器 TIMx,x[6,7]中断优先级配置
  * @param  无
  * @retval 无
  */
static void TIMx_NVIC_Configuration(void)
{
  /* 外设中断配置 */
  HAL_NVIC_SetPriority(MOTOR_PUL_IRQn, 0, 0);
  HAL_NVIC_EnableIRQ(MOTOR_PUL_IRQn);
}

/*
 * 注意：TIM_TimeBaseInitTypeDef结构体里面有5个成员，TIM6和TIM7的寄存器里面只有
 * TIM_Prescaler和TIM_Period，所以使用TIM6和TIM7的时候只需初始化这两个成员即可，
 * 另外三个成员是通用定时器和高级定时器才有.
 *-----------------------------------------------------------------------------
 * TIM_Prescaler         都有
 * TIM_CounterMode       TIMx,x[6,7]没有，其他都有（通用定时器）
 * TIM_Period            都有
 * TIM_ClockDivision     TIMx,x[6,7]没有，其他都有(通用定时器)
 * TIM_RepetitionCounter TIMx,x[1,8]才有(高级定时器)
 *-----------------------------------------------------------------------------
 */
static void TIM_Mode_Config(void)
{

  MOTOR_PUL_CLK_ENABLE();

  TIM_TimeBaseStructure.Instance = MOTOR_PUL_TIM;
  /* 累计 TIM_Period个后产生一个更新或者中断*/    
  //当定时器从0计数到4999，即为5000次，为一个定时周期
  TIM_TimeBaseStructure.Init.Period = 300-1;  
  // 通用控制定时器时钟源TIMxCLK = HCLK/2=84MHz 
  // 设定定时器频率为=TIMxCLK/(TIM_Prescaler+1)=1MHz
  TIM_TimeBaseStructure.Init.Prescaler = 84-1;
  // 计数方式
  TIM_TimeBaseStructure.Init.CounterMode=TIM_COUNTERMODE_UP;
  // 采样时钟分频
  TIM_TimeBaseStructure.Init.ClockDivision=TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  // 初始化定时器TIMx, x[2,5] [9,14]
  HAL_TIM_Base_Init(&TIM_TimeBaseStructure);

  // 开启定时器更新中断
  HAL_TIM_Base_Start_IT(&TIM_TimeBaseStructure);  
}

/**
  * @brief  初始化通用定时器定时
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void TIMx_Configuration(void)
{
  TIMx_NVIC_Configuration();  
  
  TIM_Mode_Config();
}

/**
  * @brief  引脚初始化
  * @retval 无
  */
void stepper_Init()
{
  /*定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体*/
  GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;

  /*开启Motor相关的GPIO外设时钟*/
  MOTOR_DIR_GPIO_CLK_ENABLE();
  MOTOR_PUL_GPIO_CLK_ENABLE();
  MOTOR_EN_GPIO_CLK_ENABLE();

  /*选择要控制的GPIO引脚*/                                 
  GPIO_InitStruct.Pin = MOTOR_DIR_PIN;  

  /*设置引脚的输出类型为推挽输出*/
  GPIO_InitStruct.Mode  = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;  

  GPIO_InitStruct.Pull =GPIO_PULLUP;

  /*设置引脚速率为高速 */   
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;

  /*Motor 方向引脚 初始化*/
  HAL_GPIO_Init(MOTOR_DIR_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct); 

  /*Motor 脉冲引脚 初始化*/
  GPIO_InitStruct.Pin = MOTOR_PUL_PIN;  
  HAL_GPIO_Init(MOTOR_PUL_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct); 

  /*Motor 使能引脚 初始化*/
  GPIO_InitStruct.Pin = MOTOR_EN_PIN; 
  HAL_GPIO_Init(MOTOR_EN_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);  

  /*关掉使能*/
  MOTOR_EN(LOW);
  /*初始化定时器*/
  TIMx_Configuration();
        
}

/**
  * @brief  定时器中断函数
  * @note   无
  * @retval 无
  */
void MOTOR_PUL_IRQHandler (void)
{
  HAL_TIM_IRQHandler(&TIM_TimeBaseStructure);   
}
/**
  * @brief  回调函数
  * @note   无
  * @retval 无
  */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
  if(htim==(&TIM_TimeBaseStructure))
  {
    MOTOR_PUL_T();//翻转IO口达到脉冲的效果
  }
}

主函数?

?

#include "main.h"
#include <stdlib.h>
#include "./stepper/bsp_stepper_init.h"
#include "./usart/bsp_debug_usart.h"
#include "./led/bsp_led.h"
#include "./key/bsp_key.h" 


/**
  * @brief  主函数
  * @param  无
  * @retval 无
  */
int main(void) 
{
  int i=0,j=0;
  int dir_val=0;
  int en_val=0;

  /* 初始化系统时钟为72MHz */
  SystemClock_Config();
  /*初始化USART 配置模式为 115200 8-N-1，中断接收*/
  DEBUG_USART_Config();
  printf("按下按键1可修改旋转方向，按下按键2可修改使能\r\n");
  /*LED初始化*/	
	LED_GPIO_Config();
  /*按键初始化*/	
  Key_GPIO_Config();  
  /*步进电机初始化*/
  stepper_Init(); 

  MOTOR_EN(HIGH);

  while(1)
  {     
    if( Key_Scan(KEY1_GPIO_PORT,KEY1_PIN) == KEY_ON  )
    {
      // LED1 取反    
      LED1_TOGGLE;
      
      /*改变方向*/
      dir_val=(++i % 2) ? CW : CCW;
      MOTOR_DIR(dir_val);
    }
    if( Key_Scan(KEY2_GPIO_PORT,KEY2_PIN) == KEY_ON  )
    {
      // LED2 取反    
      LED2_TOGGLE;

      /*改变使能*/
      en_val=(++j % 2) ? CW : CCW;
      MOTOR_EN(en_val);
    }
  }
}   


/**
  * @brief  System Clock Configuration
  *         The system Clock is configured as follow : 
  *            System Clock source            = PLL (HSE)
  *            SYSCLK(Hz)                     = 72000000
  *            HCLK(Hz)                       = 72000000
  *            AHB Prescaler                  = 1
  *            APB1 Prescaler                 = 2
  *            APB2 Prescaler                 = 1
  *            HSE Frequency(Hz)              = 8000000
  *            HSE PREDIV1                    = 2
  *            PLLMUL                         = 9
  *            Flash Latency(WS)              = 0
  * @param  None
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_ClkInitTypeDef clkinitstruct = {0};
  RCC_OscInitTypeDef oscinitstruct = {0};
  
  /* Enable HSE Oscillator and activate PLL with HSE as source */
  oscinitstruct.OscillatorType  = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  oscinitstruct.HSEState        = RCC_HSE_ON;
  oscinitstruct.HSEPredivValue  = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
  oscinitstruct.PLL.PLLState    = RCC_PLL_ON;
  oscinitstruct.PLL.PLLSource   = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  oscinitstruct.PLL.PLLMUL      = RCC_PLL_MUL9;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&oscinitstruct)!= HAL_OK)
  {
    /* Initialization Error */
    while(1); 
  }

  /* Select PLL as system clock source and configure the HCLK, PCLK1 and PCLK2 
     clocks dividers */
  clkinitstruct.ClockType = (RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2);
  clkinitstruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  clkinitstruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  clkinitstruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  clkinitstruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;  
  if (HAL_RCC_ClockConfig(&clkinitstruct, FLASH_LATENCY_2)!= HAL_OK)
  {
    /* Initialization Error */
    while(1); 
  }
}