低压步进器电机驱动器STSPIN220开发(2)----定时器中断产生指定数量脉冲

嵌入式单片机MCU开发 2026-05-25 164

描述

概述

在步进电机控制过程中，为了实现精确的位置和速度控制，经常需要输出指定数量的脉冲。这就需要使用定时器功能来生成PWM脉冲信号。本文将详细介绍如何利用STM32CUBEMX配置定时器以输出指定数量的PWM脉冲。定时器是STM32微控制器的一个重要功能模块，可用于生成各种定时和计数操作。通过合理配置定时器的参数和模式，我们可以实现精确的脉冲输出。

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样品申请

[https://www.wjx.top/vm/PpC1kRR.aspx]

视频教学

[https://www.bilibili.com/video/BV1pw8gzoEU9/])

代码下载

[https://download.csdn.net/download/qq_24312945/91621945]

硬件准备

首先需要准备一个开发板，这里我准备的是自己绘制的开发板，需要的可以进行申请。主控为STM32H503CBT6，驱动器为STSPIN220

参考程序

[https://github.com/CoreMaker-lab/STSPIN220]

[https://gitee.com/CoreMaker/STSPIN220]

定时器中断配置

当PWM脉冲完成时，我们需要触发一个回调函数。HAL_TIM_PWM_PulseFinishedCallback函数是用于在非阻塞模式下处理PWM脉冲完成的回调函数。

为了触发HAL_TIM_PWM_PulseFinishedCallback回调函数，需要启用Capture Compare Interrupt中断。

产生固定数量的PWM

首先，可以定义一个全局变量，该变量用于控制输出脉冲的个数。通过操作该变量，我们可以在程序中灵活地控制所需的脉冲数量。

/* USER CODE BEGIN 0 */
// 初始化 MODE3 引脚（即 STCK），用作步进脉冲输出
void MX_GPIO_Init_mode3(void);

uint16_t STSPIN220_PwmNum;      // 控制电机旋转步数（PWM脉冲数量）
uint8_t    STSPIN220_flag = 0;     // PWM计数完成标志
uint8_t    STSPIN220_Dir_flag = 0; // 电机方向标志：0反向，1正向
/* USER CODE END 0 */

首先，使用MX_TIM1_Init()初始化定时器1。接下来，当需要输出脉冲时，将所需的脉冲数量赋值给变量STSPIN220_PwmNum。最后，使用HAL_TIM_PWM_Start_IT(&htim1, TIM_CHANNEL_1)启动定时器1的PWM中断输出。

STSPIN220_PwmNum = 20;
    MX_TIM1_Init();  // 初始化 TIM1 定时器用于输出 PWM 步进脉冲
    HAL_TIM_PWM_Start_IT(&htim1, TIM_CHANNEL_1); // 启动 TIM1 通道1，PWM带中断

HAL_TIM_PWM_PulseFinishedCallback回调函数的实现部分。在函数内部，如果STSPIN220_PwmNum的值为0，即已经输出了所需的脉冲个数，那么通过调HAL_TIM_PWM_Stop_IT(&htim1, TIM_CHANNEL_1)停止定时器1的PWM中断输出，以达到停止脉冲输出的目的。其次对全局变量STSPIN220_PwmNum进行递减操作，表示完成了一个脉冲的输出就进行减1。接着，通过条件判断if (STSPIN220_PwmNum == 0)，检查是否已经输出了指定数量的脉冲。这段代码的作用是在每次PWM波形周期完成时，更新全局变量STSPIN220_PwmNum的值，并在达到指定的脉冲数量后停止PWM中断输出。通过这种方式，可以实现精确控制输出脉冲个数的功能。

/* USER CODE BEGIN 4 */
void HAL_TIM_PWM_PulseFinishedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
     if(STSPIN220_PwmNum==0)
     {
            HAL_TIM_PWM_Stop_IT(&htim1,TIM_CHANNEL_1);
            STSPIN220_flag=1;//电机完成步数标志位
     }
    STSPIN220_PwmNum--;
}

/* USER CODE END 4 */

产生波形如下所示，可以看到有20个脉冲。

电机设置

这里使用的电机为步进角为18°，1:50的减速比，在这种情况下，如果步进电机的步进角为18°，减速比为1:50，那么旋转一周所需的脉冲数量可以计算为：旋转一周所需脉冲 = (360 / 步进角) * 减速比 * 细分数其中，步进角以度为单位，减速比是相对于电机输出轴和实际应用中的旋转轴之间的比率，细分数表示步进电机驱动器将一个步进角分割成多少个微步。根据这个公式来计算出所需的脉冲数量，从而实现旋转一周的控制。

STSPIN220初始化

STSPIN220修改后初始化如下所示。

/* USER CODE BEGIN 2 */
    MX_GPIO_Init_mode3();       // 初始化 STCK 引脚为推挽输出
    HAL_Delay(100);

    STSPIN220_SetStepMode(0);  // 设置为全步进模式（MODE1~4 = 0）
    STSPIN220_enable(0);       // 禁用驱动器（EN 引脚拉低）
    STSPIN220_Stby(1);         // 进入低功耗待机模式（STBY 引脚拉低）
    HAL_Delay(100);

    STSPIN220_SetStepMode(2);  // 设置为 1/2 步进模式
    STSPIN220_Stby(0);         // 退出低功耗待机，步进模式正式生效
    HAL_Delay(100);            // 等待电平稳定
    STSPIN220_setDirection(0); // 设置电机方向为反向（MODE4 拉低）
    HAL_Delay(100);            // 等待方向稳定
    STSPIN220_enable(1);       // 启用驱动器（EN 引脚拉高）
    HAL_Delay(100);

    // 设置脉冲数：一圈360°，步进角为18°，1:50的减速比，细分数2
    // 因此需要的脉冲数为 (360/18) * 50 * 2 = 2000
    STSPIN220_PwmNum = 2000 ;

  MX_TIM1_Init();  // 初始化 TIM1 定时器用于输出 PWM 步进脉冲
    HAL_TIM_PWM_Start_IT(&htim1, TIM_CHANNEL_1); // 启动 TIM1 通道1，PWM带中断


  /* USER CODE END 2 */

主程序

实现电机循环正转1圈反转1圈代码如下所示。

/* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
        if(STSPIN220_flag)
        {
                HAL_Delay(1000);
//                STSPIN220_Stby(1);//低功耗模式 1开启低功耗0关闭低功耗
                STSPIN220_flag=0;        
                if(STSPIN220_Dir_flag==0)
                {
                    STSPIN220_Dir_flag=1;
                    STSPIN220_setDirection(1);//0反1正
                    HAL_Delay(100);
                    STSPIN220_PwmNum = 2000;//步进角为18°，1:50的减速比,细分2则需要走(360/18)*50*2为一圈    
                    HAL_TIM_PWM_Start_IT(&htim1,TIM_CHANNEL_1);
                }
                else
                {

                    STSPIN220_Dir_flag=0;
                    STSPIN220_setDirection(0);//0反1正
                    HAL_Delay(100);
                    STSPIN220_PwmNum = 2000;//步进角为18°，1:50的减速比,细分2则需要走(360/18)*50*2为一圈    
                    HAL_TIM_PWM_Start_IT(&htim1,TIM_CHANNEL_1);
            }
        }
        HAL_Delay(10);    
    /* USER CODE END WHILE */

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

审核编辑黄宇

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