STM32单片机步进电机控制实时控制技术：掌握电机控制的精髓，实现高精度运动

# 1. STM32单片机步进电机控制基础**

步进电机是一种将电脉冲转换为机械角位移的电机，广泛应用于工业自动化、医疗器械和机器人等领域。STM32单片机以其强大的处理能力和丰富的外设资源，成为步进电机控制的理想选择。

本章将介绍步进电机控制的基础知识，包括步进电机的类型、工作原理、驱动方式和控制算法。通过对这些基础知识的理解，读者可以为后续的STM32单片机步进电机控制实践打下坚实的基础。

# 2. 步进电机控制理论**

**2.1 步进电机的工作原理**

步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移或线位移的执行器。其工作原理基于电磁感应。

当电流流过步进电机的定子绕组时，会在定子齿槽中产生磁场。磁场与转子上的永磁体相互作用，产生电磁力，使转子旋转一个步距角。

**2.2 步进电机驱动方式**

步进电机有两种常见的驱动方式：

* **全步进驱动：**每次电脉冲驱动电机旋转一个步距角。
* **半步进驱动：**每次电脉冲驱动电机旋转半个步距角。

半步进驱动比全步进驱动具有更高的分辨率和更平滑的运动，但需要更复杂的控制算法。

**2.3 步进电机控制算法**

步进电机控制算法用于将电脉冲信号转换为电机的运动。常见的算法包括：

* **开环控制：**不使用反馈机制，根据预先设定的步数和速度控制电机。
* **闭环控制：**使用编码器或其他反馈设备检测电机的实际位置，并根据偏差进行调整。

闭环控制比开环控制精度更高，但需要额外的硬件和软件。

**代码示例：**

// 全步进驱动
void fullStepDrive(int steps) {
  for (int i = 0; i < steps; i++) {
    // 设置定子绕组电流方向
    setCoilCurrent(1, 0, 0, 0);
    delay(10);
    setCoilCurrent(0, 1, 0, 0);
    delay(10);
    setCoilCurrent(0, 0, 1, 0);
    delay(10);
    setCoilCurrent(0, 0, 0, 1);
    delay(10);
  }
}

// 半步进驱动
void halfStepDrive(int steps) {
  for (int i = 0; i < steps; i++) {
    // 设置定子绕组电流方向
    setCoilCurrent(1, 0, 0, 0);
    delay(10);
    setCoilCurrent(1, 1, 0, 0);
    delay(10);
    setCoilCurrent(0, 1, 0, 0);
    delay(10);
    setCoilCurrent(0, 1, 1, 0);
    delay(10);
    setCoilCurrent(0, 0, 1, 0);
    delay(10);
    setCoilCurrent(0, 0, 1, 1);
    delay(10);
    setCoilCurrent(0, 0, 0, 1