【STM32Nucleo-C031C6样片开发】OLED及步进电机驱动-电子产品世界论坛

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【STM32Nucleo-C031C6样片开发】OLED及步进电机驱动

yinwuqing

专家

2023-03-12 15:32:08 打赏

只看楼主 1楼

正如开箱贴所述，借助STM32CubeMX工具可以快速构建工程框架，此次通过对TIM3的控制，PWM输出驱动42步进电机。同样的，首先使用STM32CubeMX构建一个基于TIM3输出PWM的基础工程，这里选择四通道作为PUL输出。

设置TIM3.png 设置好Prescaler预分频及Period周期的初始参数，PUL脉冲信号通道设置好了，但驱动步进电机还需要提供使能信号与方向信号，因此在GPIO口设置中增加两个GPIO，即用于ENA使能信号控制，DIR方向控制。

设置DIR与ENA.png 导出工程后，稍加修改，即可驱动步进电机。这里还引入OLED显示模块，采用GPIO口模拟IIC通讯。以及结合板上的LED、按键，可以实测一下C031C6的实时驱动能力。整体硬件连接示意图及实物连接如下图所示。另：为了注意LED4的及时响应，这里增加了一个蜂鸣器。

连接示意图.png 实物连线.jpg 对照官方提供的原理图，这里值得注意的是，笔者采用的PB11引脚在原理图上标识错误，特此说明。

纠正原理图.png 工程中采用循环读取USER按键的状态，改变TIM3的预分频系数，从而修改脉冲信号输出，工程中的部分代码展示如下。

#include "main.h"
#include "oled.h"
#include "bmp.h"

I2C_HandleTypeDef hi2c1;

TIM_HandleTypeDef htim3;

UART_HandleTypeDef huart1;

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_I2C1_Init(void);
static void MX_TIM3_Init(uint16_t Prescaler,uint16_t period);
static void MX_USART1_UART_Init(void);

int main(void)
{
	uint8_t t;
	uint32_t i=40;
	static uint32_t num = 0;
	
	HAL_Init();
	SystemClock_Config();
	HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn,0,0);
	
	MX_GPIO_Init();
        MX_I2C1_Init();
        MX_TIM3_Init(42-1,1000);
        MX_USART1_UART_Init();
        HAL_TIM_PWM_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_4);
        
        OLED_Init();			
        OLED_Clear(); 
	t=' ';
	while (1)
        {
            if(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, GPIO_PIN_13))//如果按键按下
	    {
			i=i+20;
			if(i>1000) {i=0;
			HAL_TIM_PWM_Stop(&htim3, TIM_CHANNEL_4);}    //停止PWM
			MX_TIM3_Init(i,1000);                        //PWM重新配置，周期为1000，高电平持续时间为i
			HAL_TIM_PWM_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_4);     //启动PWM
			while(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, GPIO_PIN_13));//等待按键释放
		}
		
		HAL_GPIO_WritePin(Led_GPIO_Port, Led_Pin, GPIO_PIN_SET);
		HAL_Delay(50);
		HAL_GPIO_WritePin(Led_GPIO_Port, Led_Pin, GPIO_PIN_RESET);
		HAL_Delay(200);
		HAL_GPIO_WritePin(Led_GPIO_Port, Led_Pin, GPIO_PIN_SET);
		HAL_Delay(50);
		HAL_GPIO_WritePin(Led_GPIO_Port, Led_Pin, GPIO_PIN_RESET);
		
		OLED_Clear();
		OLED_ShowCHinese(10,0,25);//欢
		OLED_ShowCHinese(18+10,0,26);//迎
		OLED_ShowCHinese(36+10,0,27);//使
		OLED_ShowCHinese(54+10,0,28);//用
		OLED_ShowString(6,3,(uint8_t *)"STM32C031C6",16);
		OLED_ShowString(6,6,(uint8_t *)"2023-03-11",16);
		HAL_Delay(1500);
		OLED_Clear();
		OLED_ShowCHinese(10,0,20);//意
		OLED_ShowCHinese(18+10,0,21);//法
		OLED_ShowCHinese(36+10,0,22);//半
		OLED_ShowCHinese(54+10,0,23);//导
		OLED_ShowCHinese(72+10,0,24);//体
		OLED_ShowString(16,3,(uint8_t *)"NUCLEO Board",16);
		OLED_ShowChar(48,6,t,16);//显示ASCII字符
		HAL_Delay(50);
		t++;
		if(t>'~')t=' ';
		OLED_ShowNum(103,6,t,3,16);//显示ASCII字符的码值 	
		HAL_Delay(1500);
		OLED_Clear();
		OLED_DrawBMP(0,0,128,8,BMP2); 
		HAL_Delay(1500);
  }
}

static void MX_TIM3_Init(uint16_t Prescaler,uint16_t period)
{

  TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};
  TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
  TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};
  
   htim3.Instance = TIM3;
     htim3.Init.Prescaler = Prescaler;
     htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
     htim3.Init.Period = period;
     htim3.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
     htim3.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
     if (HAL_TIM_Base_Init(&htim3) != HAL_OK)
     {
        Error_Handler();
     }
     sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;
     if(HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim3, &sClockSourceConfig) != HAL_OK)
     {
        Error_Handler();
     }
     if(HAL_TIM_PWM_Init(&htim3) != HAL_OK)
     {
        Error_Handler();
     }
     sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
     sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
     if(HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim3, &sMasterConfig) != HAL_OK)
     {
        Error_Handler();
     }
     sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
     sConfigOC.Pulse = 500;
     sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
     sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
     if(HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim3, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_4) != HAL_OK)
     {
        Error_Handler();
     }
     HAL_TIM_MspPostInit(&htim3);
}

static void MX_GPIO_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  /* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(Led_GPIO_Port, Led_Pin, GPIO_PIN_SET);

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(ENA_GPIO_Port, ENA_Pin, GPIO_PIN_RESET);

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(DIR_GPIO_Port, DIR_Pin, GPIO_PIN_SET);

  /*Configure GPIO pin : User_Button_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = User_Button_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
  HAL_GPIO_Init(User_Button_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pin : Led_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = Led_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
  HAL_GPIO_Init(Led_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pins : ENA_Pin DIR_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = ENA_Pin|DIR_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

  /* EXTI interrupt init*/
  HAL_NVIC_SetPriority(EXTI4_15_IRQn, 0, 0);
  HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI4_15_IRQn);

}

#ifndef __MAIN_H
#define __MAIN_H

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

#include "stm32c0xx_hal.h"

void HAL_TIM_MspPostInit(TIM_HandleTypeDef *htim);
void Error_Handler(void);

#define User_Button_Pin GPIO_PIN_13
#define User_Button_GPIO_Port GPIOC
#define User_Button_EXTI_IRQn EXTI4_15_IRQn
#define Led_Pin GPIO_PIN_5
#define Led_GPIO_Port GPIOA
#define ENA_Pin GPIO_PIN_10
#define ENA_GPIO_Port GPIOB
#define DIR_Pin GPIO_PIN_11
#define DIR_GPIO_Port GPIOB

#ifdef __cplusplus
}
#endif

#endif

#ifndef __OLED_H
#define __OLED_H

#include "stm32c0xx_hal.h" 
#include "stm32c0xx_hal_gpio.h"
#include "stm32c0xx.h"
#include "stdlib.h"	  
#include "stdint.h"


#define OLED_MODE 0
#define SIZE 8
#define XLevelL		0x00
#define XLevelH		0x10
#define Max_Column	128
#define Max_Row		64
#define	Brightness	0xFF 
#define X_WIDTH 	128
#define Y_WIDTH 	64	    						  
//-----------------OLED IIC端口定义----------------  					   

#define OLED_SCLK_Clr() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_0,0)//SCL  PA0
#define OLED_SCLK_Set() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_0,1)

#define OLED_SDIN_Clr() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_1,0)//SDA  PA1
#define OLED_SDIN_Set() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_1,1)

 		     
#define OLED_CMD  0	//写命令
#define OLED_DATA 1	//写数据


typedef uint32_t  u32;
typedef uint16_t u16;
typedef uint8_t  u8;

//OLED控制用函数
void OLED_WR_Byte(unsigned dat,unsigned cmd);  
void OLED_Display_On(void);
void OLED_Display_Off(void);	   							   		    
void OLED_Init(void);
void OLED_Clear(void);
void OLED_DrawPoint(u8 x,u8 y,u8 t);
void OLED_Fill(u8 x1,u8 y1,u8 x2,u8 y2,u8 dot);
void OLED_ShowChar(u8 x,u8 y,u8 chr,u8 Char_Size);
void OLED_ShowNum(u8 x,u8 y,u32 num,u8 len,u8 size);
void OLED_ShowString(u8 x,u8 y, u8 *p,u8 Char_Size);	 
void OLED_Set_Pos(unsigned char x, unsigned char y);
void OLED_ShowCHinese(u8 x,u8 y,u8 no);
void OLED_DrawBMP(unsigned char x0, unsigned char y0,unsigned char x1, unsigned char y1,unsigned char BMP[]);
void Delay_50ms(unsigned int Del_50ms);
void Delay_1ms(unsigned int Del_1ms);
void fill_picture(unsigned char fill_Data);
void Picture(void);
void IIC_Start(void);
void IIC_Stop(void);
void Write_IIC_Command(unsigned char IIC_Command);
void Write_IIC_Data(unsigned char IIC_Data);
void Write_IIC_Byte(unsigned char IIC_Byte);
void IIC_Wait_Ack(void);
#endif

#include "oled.h"
#include "stdlib.h"
#include "oledfont.h"  	

void IIC_Start()
{
	OLED_SCLK_Set();
	OLED_SDIN_Set();
	OLED_SDIN_Clr();
	OLED_SCLK_Clr();
}

void IIC_Stop()
{
	OLED_SCLK_Set();
	OLED_SDIN_Clr();
	OLED_SDIN_Set();	
}
void IIC_Wait_Ack()
{
	OLED_SCLK_Set() ;
	OLED_SCLK_Clr();
}
void Write_IIC_Byte(unsigned char IIC_Byte)
{
	unsigned char i;
	unsigned char m,da;
	da=IIC_Byte;
	OLED_SCLK_Clr();
	for(i=0;i<8;i++)		
	{
		m=da;
		m=m&0x80;
		if(m==0x80)
		{OLED_SDIN_Set();}
		else OLED_SDIN_Clr();
			da=da<<1;
		OLED_SCLK_Set();
		OLED_SCLK_Clr();
		}
}
void Write_IIC_Command(unsigned char IIC_Command)
{
   IIC_Start();
   Write_IIC_Byte(0x78);            //Slave address,SA0=0
   IIC_Wait_Ack();	
   Write_IIC_Byte(0x00);	    //write command
   IIC_Wait_Ack();	
   Write_IIC_Byte(IIC_Command); 
   IIC_Wait_Ack();	
   IIC_Stop();
}
void Write_IIC_Data(unsigned char IIC_Data)
{
   IIC_Start();
   Write_IIC_Byte(0x78);			//D/C#=0; R/W#=0
   IIC_Wait_Ack();	
   Write_IIC_Byte(0x40);			//write data
   IIC_Wait_Ack();	
   Write_IIC_Byte(IIC_Data);
   IIC_Wait_Ack();	
   IIC_Stop();
}
void OLED_WR_Byte(unsigned dat,unsigned cmd)
{
	if(cmd)
        {
           Write_IIC_Data(dat);
        }
	else
	{
           Write_IIC_Command(dat);
	}
}

void fill_picture(unsigned char fill_Data)
{
	unsigned char m,n;
	for(m=0;m<8;m++)
	{
		OLED_WR_Byte(0xb0+m,0);		//page0-page1
		OLED_WR_Byte(0x00,0);		//low column start address
		OLED_WR_Byte(0x10,0);		//high column start address
		for(n=0;n<128;n++)
		{
		         OLED_WR_Byte(fill_Data,1);
		}
	}
}

void OLED_Set_Pos(unsigned char x, unsigned char y) 
{ 	OLED_WR_Byte(0xb0+y,OLED_CMD);
	OLED_WR_Byte(((x&0xf0)>>4)|0x10,OLED_CMD);
	OLED_WR_Byte((x&0x0f),OLED_CMD); 
}   	

void OLED_Display_On(void)
{
	OLED_WR_Byte(0X8D,OLED_CMD);  //SET DCDC命令
	OLED_WR_Byte(0X14,OLED_CMD);  //DCDC ON
	OLED_WR_Byte(0XAF,OLED_CMD);  //DISPLAY ON
}

void OLED_Display_Off(void)
{
	OLED_WR_Byte(0X8D,OLED_CMD);  //SET DCDC命令
	OLED_WR_Byte(0X10,OLED_CMD);  //DCDC OFF
	OLED_WR_Byte(0XAE,OLED_CMD);  //DISPLAY OFF
}	
void OLED_Clear(void)  
{  
	u8 i,n;		    
	for(i=0;i<8;i++)  
	{  
		OLED_WR_Byte (0xb0+i,OLED_CMD);    //设置页地址（0~7）
		OLED_WR_Byte (0x00,OLED_CMD);      //设置显示位置—列低地址
		OLED_WR_Byte (0x10,OLED_CMD);      //设置显示位置—列高地址   
		for(n=0;n<128;n++)OLED_WR_Byte(0,OLED_DATA); 
	}
}	   	

void OLED_On(void)  
{  
	u8 i,n;		    
	for(i=0;i<8;i++)  
	{  
		OLED_WR_Byte (0xb0+i,OLED_CMD);    //设置页地址（0~7）
		OLED_WR_Byte (0x00,OLED_CMD);      //设置显示位置—列低地址
		OLED_WR_Byte (0x10,OLED_CMD);      //设置显示位置—列高地址   
		for(n=0;n<128;n++)OLED_WR_Byte(1,OLED_DATA); 
	} 
}
void OLED_ShowChar(u8 x,u8 y,u8 chr,u8 Char_Size)
{      	
	        unsigned char c=0,i=0;	
		c=chr-' ';	
		if(x>Max_Column-1){x=0;y=y+2;}
		        if(Char_Size ==16)
			{
			OLED_Set_Pos(x,y);	
			for(i=0;i<8;i++)
			OLED_WR_Byte(F8X16[c*16+i],OLED_DATA);
			OLED_Set_Pos(x,y+1);
			for(i=0;i<8;i++)
			OLED_WR_Byte(F8X16[c*16+i+8],OLED_DATA);
			}
			else {	
				OLED_Set_Pos(x,y);
				for(i=0;i<6;i++)
				OLED_WR_Byte(F6x8[c][i],OLED_DATA);
				
			}
}	   

u32 oled_pow(u8 m,u8 n)
{
	u32 result=1;	 
	while(n--)result*=m;    
	return result;
}

void OLED_ShowNum(u8 x,u8 y,u32 num,u8 len,u8 size2)
{         	
	u8 t,temp;
	u8 enshow=0;						   
	for(t=0;t<len;t++)
	{
		temp=(num/oled_pow(10,len-t-1))%10;
		if(enshow==0&&t<(len-1))
		{
			if(temp==0)
			{
				OLED_ShowChar(x+(size2/2)*t,y,' ',size2);
				continue;
			}else enshow=1; 
		 	 
		}
	 	OLED_ShowChar(x+(size2/2)*t,y,temp+'0',size2); 
	}
} 

void OLED_ShowString(u8 x,u8 y,u8 *chr,u8 Char_Size)
{
	unsigned char j=0;
	while (chr[j]!='\0')
	{		
	        OLED_ShowChar(x,y,chr[j],Char_Size);
		x+=8;
		if(x>120){x=0;y+=2;}
		j++;
	}
}

void OLED_ShowCHinese(u8 x,u8 y,u8 no)
{      			    
	u8 t,adder=0;
	OLED_Set_Pos(x,y);	
        for(t=0;t<16;t++)
	{
		OLED_WR_Byte(Hzk[2*no][t],OLED_DATA);
		adder+=1;
         }	
	OLED_Set_Pos(x,y+1);	
        for(t=0;t<16;t++)
	{	
		OLED_WR_Byte(Hzk[2*no+1][t],OLED_DATA);
		adder+=1;
        }					
}	

void OLED_DrawBMP(unsigned char x0, unsigned char y0,unsigned char x1, unsigned char y1,unsigned char BMP[])
{ 	
  unsigned int j=0;
  unsigned char x,y;
  
  if(y1%8==0) y=y1/8;      
  else y=y1/8+1;
	for(y=y0;y<y1;y++)
	{
		OLED_Set_Pos(x0,y);
                for(x=x0;x<x1;x++)
	        {      
	    	     OLED_WR_Byte(BMP[j++],OLED_DATA);	    	
	        }
	}
} 
				    
void OLED_Init(void)
{ 	
	GPIO_InitTypeDef  configStruct;
	/* enable the OLED GPIO clock */
        __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
        /* configure OLED GPIO pin */
	configStruct.Pin = (GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1);
        configStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
        configStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
	HAL_GPIO_Init(GPIOA, &configStruct);
	
 	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1,1);		
        HAL_Delay(800);
        OLED_WR_Byte(0xAE,OLED_CMD);//--display off
	OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//---set low column address
	OLED_WR_Byte(0x10,OLED_CMD);//---set high column address
	OLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD);//--set start line address  
	OLED_WR_Byte(0xB0,OLED_CMD);//--set page address
	OLED_WR_Byte(0x81,OLED_CMD);// contract control
	OLED_WR_Byte(0xFF,OLED_CMD);//--128   
	OLED_WR_Byte(0xA1,OLED_CMD);//set segment remap 
	OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD);//--normal / reverse
	OLED_WR_Byte(0xA8,OLED_CMD);//--set multiplex ratio(1 to 64)
	OLED_WR_Byte(0x3F,OLED_CMD);//--1/32 duty
	OLED_WR_Byte(0xC8,OLED_CMD);//Com scan direction
	OLED_WR_Byte(0xD3,OLED_CMD);//-set display offset
	OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);
	OLED_WR_Byte(0xD5,OLED_CMD);//set osc division
	OLED_WR_Byte(0x80,OLED_CMD);
	OLED_WR_Byte(0xD8,OLED_CMD);//set area color mode off
	OLED_WR_Byte(0x05,OLED_CMD);
	OLED_WR_Byte(0xD9,OLED_CMD);//Set Pre-Charge Period
	OLED_WR_Byte(0xF1,OLED_CMD);
	OLED_WR_Byte(0xDA,OLED_CMD);//set com pin configuartion
	OLED_WR_Byte(0x12,OLED_CMD);
	OLED_WR_Byte(0xDB,OLED_CMD);//set Vcomh
	OLED_WR_Byte(0x30,OLED_CMD);
	OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD);//set charge pump enable
	OLED_WR_Byte(0x14,OLED_CMD);
	OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD);//--turn on oled panel
}

至于采用“PCtoLCD2002”取字模软件生成的十六进制数据不再粘贴出来，编译工程后，下载到开发板，可通过按下按键改变步进电机的转速。视频后续经EEPW审核后再跟帖附上。综合体验，STM32C031C6控制外设实时可靠，相较于八位单片机，完全可以胜任在电机控制方面的产品开发。加之可使用STM32CubeMX工具方便构建工程，是一款不错的MCU。

俯视图.jpg

关键词： STM32Nucleo-C031C6 42步进电机

ming4129

专家

2023-03-12 16:53:13 打赏

2楼

感谢分享

YouZiCC

助工

2023-03-12 18:10:22 打赏

3楼

感谢楼主的分享，很实用了。

abc9981

院士

2023-03-12 22:46:59 打赏

4楼

感谢分享

HangYongmao

专家

2023-03-13 01:30:51 打赏

5楼

感谢楼主的分享，很实用了。

HangYongmao

专家

2023-03-13 01:32:27 打赏

6楼

感谢楼主的分享，很实用了。

wzj9944

专家

2023-03-13 01:51:12 打赏

7楼

感谢楼主分享

Fretwell

高工

2023-03-13 04:15:35 打赏

8楼

感谢楼主的分享，很实用了。

zhangjsh

专家

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jhcj2014

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