概述

在步進電機控制過程中，為了實現(xiàn)精確的位置和速度控制，經(jīng)常需要輸出指定數(shù)量的脈沖。這就需要使用定時器功能來生成PWM脈沖信號。本文將詳細介紹如何利用STM32CUBEMX配置定時器以輸出指定數(shù)量的PWM脈沖。
定時器是STM32微控制器的一個重要功能模塊，可用于生成各種定時和計數(shù)操作。通過合理配置定時器的參數(shù)和模式，我們可以實現(xiàn)精確的脈沖輸出。

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STM32CUBEMX配置

一種比較簡單的方式是利用定時器中斷來產(chǎn)生固定數(shù)量的脈沖。在這種方法中，我們可以將定時器配置為PWM輸出模式，并在PWM輸出的中斷中進行計數(shù)操作。當計數(shù)達到設定的脈沖個數(shù)后，我們可以停止PWM輸出，從而實現(xiàn)精確控制。下面以定時器1的通道4為例，介紹具體的步驟：
在STM32CUBEMX中，選擇定時器1，并將其配置為PWM輸出模式。確保選擇了正確的定時器通道（通道4）。

配置定時器1的時鐘源和預分頻因子。根據(jù)應用的要求和系統(tǒng)時鐘頻率，選擇適當?shù)臅r鐘源和預分頻因子，以獲得所需的脈沖頻率。將定時器1的時鐘源和預分頻因子配置為適合您的應用的值。
PWM頻率計算如下所示。

在上述配置中，將定時器1的預分頻系數(shù)設置為48-1，自動重載值設置為1000-1。根據(jù)這些配置，PWM的頻率可以計算為48,000,000 / ((48-1+1) * (1000-1+1)) = 1000Hz，即1kHz。
在定時器中，通道的 "pulse"（脈沖）是指定時器輸出的信號的一種特性。每個定時器通道都可用于生成脈沖信號，而 "pulse" 通常指的是單個脈沖的持續(xù)時間。在這種設置中，我們將脈沖的占空比配置為50%，因此設置為500-1。

當PWM脈沖完成時，我們需要觸發(fā)一個回調(diào)函數(shù)。HAL_TIM_PWM_PulseFinishedCallback函數(shù)是用于在非阻塞模式下處理PWM脈沖完成的回調(diào)函數(shù)。

為了觸發(fā)HAL_TIM_PWM_PulseFinishedCallback回調(diào)函數(shù)，需要啟用Capture Compare Interrupt中斷。

產(chǎn)生固定數(shù)量的PWM

首先，可以定義一個全局變量，該變量用于控制輸出脈沖的個數(shù)。通過操作該變量，我們可以在程序中靈活地控制所需的脈沖數(shù)量。

/* USER CODE BEGIN 0 */
void MX_GPIO_Init_mode3(void);
uint16_t STSPIN220_PwmNum;
uint8_t	STSPIN220_flag=0;//電機完成步數(shù)標志位
uint8_t	STSPIN220_Dir_flag=0;//方向
/* USER CODE END 0 */

首先，使用MX_TIM1_Init()初始化定時器1。
接下來，當需要輸出脈沖時，將所需的脈沖數(shù)量賦值給變量STSPIN220_PwmNum。
最后，使用HAL_TIM_PWM_Start_IT(&htim1, TIM_CHANNEL_4)啟動定時器1的PWM中斷輸出。

STSPIN220_PwmNum = 20;
MX_TIM1_Init();
HAL_TIM_PWM_Start_IT(&htim1,TIM_CHANNEL_4);

HAL_TIM_PWM_PulseFinishedCallback回調(diào)函數(shù)的實現(xiàn)部分。
在函數(shù)內(nèi)部，如果STSPIN220_PwmNum的值為0，即已經(jīng)輸出了所需的脈沖個數(shù)，那么通過調(diào)HAL_TIM_PWM_Stop_IT(&htim1, TIM_CHANNEL_4)停止定時器1的PWM中斷輸出，以達到停止脈沖輸出的目的。
其次對全局變量STSPIN220_PwmNum進行遞減操作，表示完成了一個脈沖的輸出就進行減1。接著，通過條件判斷if (STSPIN220_PwmNum == 0)，檢查是否已經(jīng)輸出了指定數(shù)量的脈沖。
這段代碼的作用是在每次PWM波形周期完成時，更新全局變量STSPIN220_PwmNum的值，并在達到指定的脈沖數(shù)量后停止PWM中斷輸出。通過這種方式，可以實現(xiàn)精確控制輸出脈沖個數(shù)的功能。

/* USER CODE BEGIN 4 */
void HAL_TIM_PWM_PulseFinishedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
	 if(STSPIN220_PwmNum==0)
	 {
			HAL_TIM_PWM_Stop_IT(&htim1,TIM_CHANNEL_4);
			STSPIN220_flag=1;//電機完成步數(shù)標志位
	 }
	STSPIN220_PwmNum--;
}

/* USER CODE END 4 */

產(chǎn)生波形如下所示，可以看到有20個脈沖。

電機設置

這里使用的電機為步進角為18°，1:30的減速比，在這種情況下，如果步進電機的步進角為18°，減速比為1:30，那么旋轉(zhuǎn)一周所需的脈沖數(shù)量可以計算為：
旋轉(zhuǎn)一周所需脈沖 = (360 / 步進角) * 減速比 * 細分數(shù)
其中，步進角以度為單位，減速比是相對于電機輸出軸和實際應用中的旋轉(zhuǎn)軸之間的比率，細分數(shù)表示步進電機驅(qū)動器將一個步進角分割成多少個微步。
根據(jù)這個公式來計算出所需的脈沖數(shù)量，從而實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)一周的控制。

STSPIN220初始化

STSPIN220修改后初始化如下所示。

/* USER CODE BEGIN 2 */
	MX_GPIO_Init_mode3();
	HAL_Delay(100);

	STSPIN220_SetStepMode(0);//mode1-mode4都關(guān)閉
	STSPIN220_enable(0);//使能操作 1使能0失能
	STSPIN220_Stby(1);//低功耗模式 1開啟低功耗0關(guān)閉低功耗
	HAL_Delay(100);

	STSPIN220_SetStepMode(2);//細分操作
	STSPIN220_Stby(0);//低功耗模式 1開啟低功耗0關(guān)閉低功耗，加載mode
	HAL_Delay(100);//等待電平穩(wěn)定
	STSPIN220_setDirection(0);//0反1正
	HAL_Delay(100);//等待電平穩(wěn)定
	STSPIN220_enable(1);//使能操作 1使能0失能
	HAL_Delay(100);

	STSPIN220_PwmNum = 600*2;//步進角為18°，1:30的減速比,細分2則需要走(360/18)*30*2為一圈	

	MX_TIM1_Init();
//	HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_4);
	HAL_TIM_PWM_Start_IT(&htim1,TIM_CHANNEL_4);
  /* USER CODE END 2 */

主程序

實現(xiàn)電機循環(huán)正轉(zhuǎn)1圈反轉(zhuǎn)1圈代碼如下所示。

/* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
		if(STSPIN220_flag)
		{
				HAL_Delay(1000);
//				STSPIN220_Stby(1);//低功耗模式 1開啟低功耗0關(guān)閉低功耗
				STSPIN220_flag=0;		
			if(STSPIN220_Dir_flag==0)
			{
				STSPIN220_Dir_flag=1;
				STSPIN220_setDirection(1);//0反1正
				HAL_Delay(100);
				STSPIN220_PwmNum = 600*2;//步進角為18°，1:30的減速比,細分2則需要走(360/18)*30*2為一圈	
				HAL_TIM_PWM_Start_IT(&htim1,TIM_CHANNEL_4);
			}
			else
			{
                
				STSPIN220_Dir_flag=0;
				STSPIN220_setDirection(0);//0反1正
				HAL_Delay(100);
				STSPIN220_PwmNum = 600*2;//步進角為18°，1:30的減速比,細分2則需要走(360/18)*30*2為一圈	
				HAL_TIM_PWM_Start_IT(&htim1,TIM_CHANNEL_4);
			}
		}
		HAL_Delay(10);
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */

審核編輯：湯梓紅