【花雕学编程】Arduino动手做（224）---CNC Shield V3 拓展模块
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）实验二百二十四：Arduino CNC Shield V3 步进电机拓展模块（驱动四只电机）
项目实验之二：使用CNC Shield 驱动二只步进电机X与Y实现往复旋转
实验开源代码
/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验二百二十四：Arduino CNC Shield V3 步进电机拓展模块（驱动四只电机）
项目实验之二：使用CNC Shield 驱动二只步进电机X与Y实现往复旋转
*/
// 定义引脚
const int StepX = 2;
const int DirX = 5;
const int StepY = 3;
const int DirY = 6;
const int StepZ = 4; //未接入电机
const int DirZ = 7;//未接入电机
void setup() {
pinMode(StepX,OUTPUT);
pinMode(DirX,OUTPUT);
pinMode(StepY,OUTPUT);
pinMode(DirY,OUTPUT);
pinMode(StepZ,OUTPUT);
pinMode( DirZ,OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(DirX, HIGH); //设置方向，HIGH表示顺时针，LOW表示逆时针
digitalWrite(DirY, HIGH);
digitalWrite(DirZ, HIGH);
for(int x = 0; x<200; x++) { //循环200步
digitalWrite(StepX,HIGH);
delayMicroseconds(500);
digitalWrite(StepX,LOW);
delayMicroseconds(500);
}
delay(1000); //延迟1秒
for(int x = 0; x<200; x++) { //循环200步
digitalWrite(StepY,HIGH);
delayMicroseconds(500);
digitalWrite(StepY,LOW);
delayMicroseconds(500);
}
delay(1000); //延迟1秒
for(int x = 0; x<200; x++) { //循环200步
digitalWrite(StepZ,HIGH);
delayMicroseconds(500);
digitalWrite(StepZ,LOW);
delayMicroseconds(500);
}
delay(1); //延迟1秒
}
【花雕学编程】Arduino动手做（224）---CNC Shield V3 拓展模块
实验模块接线示意图【花雕学编程】Arduino动手做（224）---CNC Shield V3 拓展模块
实验场景图【花雕学编程】Arduino动手做（224）---CNC Shield V3 拓展模块
实验记录视频【花雕学编程】项目实验之二：使用CNC Shield 驱动二只步进电机X与Y实现往复旋转
https://www.bilibili.com/video/BV1DXeDeuEbZ/?share_source=copy_web&vd_source=371a292a55e5ca9be994cbb4a86cc987
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【花雕学编程】Arduino动手做（224）---CNC Shield V3 拓展模块
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）实验二百二十四：Arduino CNC Shield V3 步进电机拓展模块（驱动四只电机）
项目实验之三：使用CNC Shield 驱动三只步进电机X、Y与Z 实现往复旋转
实验模块接线示意图
【花雕学编程】Arduino动手做（224）---CNC Shield V3 拓展模块
本帖最后由 驴友花雕 于 2024-7-25 07:30 编辑项目实验之三：使用AccelStepper库驱动三只步进电机X、Y与Z 实现往复旋转
实验开源代码
/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验二百二十四：Arduino CNC Shield V3 步进电机拓展模块（驱动四只电机）
项目实验之三：使用AccelStepper库驱动三只步进电机X、Y与Z 实现往复旋转
*/
//本程序使用AccelStepper库
#include <AccelStepper.h>
// 定义电机控制用常量
const int enablePin = 8;// 使能控制引脚
const int xdirPin = 5; // x方向控制引脚
const int xstepPin = 2; // x步进控制引脚
const int ydirPin = 6; // y方向控制引脚
const int ystepPin = 3; // y步进控制引脚
const int zdirPin = 7; // z方向控制引脚
const int zstepPin = 4; // z步进控制引脚
const int moveSteps = 300; //测试电机运行使用的运行步数
AccelStepper stepper1(1, xstepPin, xdirPin); //建立步进电机对象1
AccelStepper stepper2(1, ystepPin, ydirPin); //建立步进电机对象2
AccelStepper stepper3(1, zstepPin, zdirPin); //建立步进电机对象3
void setup() {
pinMode(xstepPin, OUTPUT); // Arduino控制A4988x步进引脚为输出模式
pinMode(xdirPin, OUTPUT); // Arduino控制A4988x方向引脚为输出模式
pinMode(ystepPin, OUTPUT); // Arduino控制A4988y步进引脚为输出模式
pinMode(ydirPin, OUTPUT); // Arduino控制A4988y方向引脚为输出模式
pinMode(zstepPin, OUTPUT); // Arduino控制A4988z步进引脚为输出模式
pinMode(zdirPin, OUTPUT); // Arduino控制A4988z方向引脚为输出模式
pinMode(enablePin, OUTPUT);// Arduino控制A4988使能引脚为输出模式
digitalWrite(enablePin, LOW); // 将使能控制引脚设置为低电平从而让
// 电机驱动板进入工作状态
stepper1.setMaxSpeed(300.0); // 设置电机最大速度300
stepper1.setAcceleration(20.0);// 设置电机加速度20.0
stepper2.setMaxSpeed(300.0); // 设置电机最大速度300
stepper2.setAcceleration(20.0);// 设置电机加速度20.0
stepper3.setMaxSpeed(300.0); // 设置电机最大速度300
stepper3.setAcceleration(20.0);// 设置电机加速度20.0
}
void loop() {
// 控制步进电机1往复运动
if ( stepper1.currentPosition() == 0 ) {
stepper1.moveTo(moveSteps);
} else if ( stepper1.currentPosition() == moveSteps) {
stepper1.moveTo(0);
}
// 控制步进电机2往复运动
if ( stepper2.currentPosition() == 0 ) {
stepper2.moveTo(moveSteps / 2);
} else if ( stepper2.currentPosition() == moveSteps / 2) {
stepper2.moveTo(0);
}
// 控制步进电机3往复运动
if ( stepper3.currentPosition() == 0 ) {
stepper3.moveTo(moveSteps / 4);
} else if ( stepper3.currentPosition() == moveSteps / 4) {
stepper3.moveTo(0);
}
stepper1.run(); // 1号电机运行
stepper2.run(); // 2号电机运行
stepper3.run(); // 3号电机运行
}
【花雕学编程】Arduino动手做（224）---CNC Shield V3 拓展模块
本帖最后由 驴友花雕 于 2024-7-25 11:24 编辑【花雕动手做】实验三：使用AccelStepper库驱动三只步进电机X、Y与Z 实现往复旋转
实验记录视频
https://www.bilibili.com/video/BV154e9e9ED5/?share_source=copy_web&vd_source=371a292a55e5ca9be994cbb4a86cc987
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【花雕学编程】Arduino动手做（224）---CNC Shield V3 拓展模块
本帖最后由 驴友花雕 于 2024-7-25 11:25 编辑实验场景图
【花雕学编程】Arduino动手做（224）---CNC Shield V3 拓展模块
本帖最后由 驴友花雕 于 2024-7-25 15:59 编辑【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验二百二十四：Arduino CNC Shield V3 步进电机拓展模块（驱动四只电机）
项目实验之四：无库控制三只步进电机X、Y与Z 实现动态旋转
实验开源代码
/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验二百二十四：Arduino CNC Shield V3 步进电机拓展模块（驱动四只电机）
项目实验之四：无库控制三只步进电机X、Y与Z 实现动态旋转
*/
// 定义引脚
const int StepX = 2;
const int DirX = 5;
const int StepY = 3;
const int DirY = 6;
const int StepZ = 4;
const int DirZ = 7;
void setup() {
pinMode(StepX, OUTPUT);
pinMode(DirX, OUTPUT);
pinMode(StepY, OUTPUT);
pinMode(DirY, OUTPUT);
pinMode(StepZ, OUTPUT);
pinMode( DirZ, OUTPUT);
}
void loop() {
//设置方向，HIGH表示顺时针，LOW表示逆时针
digitalWrite(DirX, HIGH);
digitalWrite(DirY, HIGH);
digitalWrite(DirZ, HIGH);
//循环300步
for (int x = 0; x < 300; x++) {
digitalWrite(StepX, HIGH);
delayMicroseconds(500);
digitalWrite(StepX, LOW);
delayMicroseconds(500);
}
delay(500); //延迟0.5秒
//循环300步
for (int x = 0; x < 300; x++) {
digitalWrite(StepY, HIGH);
delayMicroseconds(500);
digitalWrite(StepY, LOW);
delayMicroseconds(500);
}
delay(500); //延迟0.5秒
//循环200步
for (int x = 0; x < 200; x++) {
digitalWrite(StepZ, HIGH);
delayMicroseconds(500);
digitalWrite(StepZ, LOW);
delayMicroseconds(500);
}
delay(500); //延迟0.5秒
}
【花雕学编程】Arduino动手做（224）---CNC Shield V3 拓展模块
实验记录视频【花雕动手做】实验之四：无库控制三只步进电机X、Y与Z 实现动态旋转
https://www.bilibili.com/video/BV1uzehe7Eca/?share_source=copy_web&vd_source=371a292a55e5ca9be994cbb4a86cc987
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【花雕学编程】Arduino动手做（224）---CNC Shield V3 拓展模块
实验场景图【花雕学编程】Arduino动手做（224）---CNC Shield V3 拓展模块
使用端口A驱动电机【花雕学编程】Arduino动手做（224）---CNC Shield V3 拓展模块
端口A的两种工作模式CNC扩展板的端口A比其它三个端口的功能要更丰富一些。但是使用端口A以前，我们必须先进行一些设置工作，因此很多朋友对如何使用该端口有些不知所措。接下来我将解释如何使用和设置CNC扩展板的端口A来控制步进电机。
端口A有两种工作模式。第一种模式是复制X、Y、Z中任意一个端口上的电机运行情况（以下简称复制模式）。第二种模式是独立模式。
所谓复制模式就是端口A所接的电机完全复制其它端口上的电机运行状态。比如我们将端口A设置为复制端口X，那么端口A电机的运行状况将是完全复制端口X上的电机运行状况。注：在复制模式下，端口A电机不受Arduino开发板的程序控制而只是单纯的复制端口X电机运行。
【花雕学编程】Arduino动手做（224）---CNC Shield V3 拓展模块
除了复制模式外，端口A也可以独立模式来控制电机。这时端口A上的电机才会根据Arduino的程序控制运行。注意：在独立模式下，端口A上安装的A4988驱动板的step引脚是由Arduino的D12引脚所控制。dir引脚是由Arduino的D13引脚所控制。设置端口A的工作模式。以上两种模式的设置是通过扩展板上专门用于设置端口A工作模式的一系列插针来完成的，如下图所示。
【花雕学编程】Arduino动手做（224）---CNC Shield V3 拓展模块
驱动4个NEMA步进电机（42步进电机）电路连接示意图【花雕学编程】Arduino动手做（224）---CNC Shield V3 拓展模块
【花雕学编程】Arduino动手做（224）---CNC Shield V3 拓展模块
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）实验二百二十四：Arduino CNC Shield V3 步进电机拓展模块（驱动四只电机）
项目实验之五：无库控制四只步进电机X、Y、Z与A轴实现动态旋转
实验开源代码
/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验二百二十四：Arduino CNC Shield V3 步进电机拓展模块（驱动四只电机）
项目实验之五：无库控制四只步进电机X、Y、Z与A轴实现动态旋转
*/
#define EN 8
//方向接脚
#define X_DIR 5
#define Y_DIR 6
#define Z_DIR 7
#define A_DIR 13
//步态接脚
#define X_STP 2
#define Y_STP 3
#define Z_STP 4
#define A_STP 12
// 运动周期
int steps = 300;
void setup() {
// 执行输出
pinMode(X_DIR, OUTPUT); pinMode(X_STP, OUTPUT);
pinMode(Y_DIR, OUTPUT); pinMode(Y_STP, OUTPUT);
pinMode(Z_DIR, OUTPUT); pinMode(Z_STP, OUTPUT);
pinMode(A_DIR, OUTPUT); pinMode(A_STP, OUTPUT);
pinMode(EN, OUTPUT);
digitalWrite(EN, LOW);
}
void loop() {
for (int i = 0; i < steps; i++) {
digitalWrite(Y_DIR, HIGH);
digitalWrite(Y_STP, HIGH);
delay(1);
digitalWrite(Y_STP, LOW);
delay(1);
}
for (int i = 0; i < steps; i++) {
digitalWrite(X_DIR, HIGH);
digitalWrite(X_STP, HIGH);
delay(1);
digitalWrite(X_STP, LOW);
delay(1);
}
for (int i = 0; i < steps; i++) {
digitalWrite(Z_DIR, HIGH);
digitalWrite(Z_STP, HIGH);
delay(1);
digitalWrite(Z_STP, LOW);
delay(1);
}
for (int i = 0; i < steps; i++) {
digitalWrite(A_DIR, HIGH);
digitalWrite(A_STP, HIGH);
delay(1);
digitalWrite(A_STP, LOW);
delay(1);
}
delay (1000);
}
【花雕学编程】Arduino动手做（224）---CNC Shield V3 拓展模块
实验场景图【花雕学编程】Arduino动手做（224）---CNC Shield V3 拓展模块
实验记录视频【花雕动手做】实验之五：无库控制四只步进电机X、Y、Z与A轴实现动态转动#电子爱好者 #单片机开发 #科技改变生活
https://www.bilibili.com/video/BV1NPehe3Emf/?share_source=copy_web&vd_source=371a292a55e5ca9be994cbb4a86cc987
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【花雕学编程】Arduino动手做（224）---CNC Shield V3 拓展模块
说明：电机控制引脚标识上图中蓝色方框的引脚名称对应的是蓝色引脚插针，黄色方框中的引脚名称对应的是黄色引脚插针。这些引脚的作用是便于我们使用Arduino开发板以外的开发板来控制CNC扩展板。比如您可以使用树莓派或者ESP32等开发板通过这些备用引脚来控制CNC扩展板。
以下是这组引脚的功能。
Arduino引脚 8 ———————– CNC 扩展板 EN( 所有电机驱动板使能引脚/低电平有效 )
Arduino引脚 5 ———————– CNC 扩展板 X.DIR ( X端口方向控制引脚)
Arduino引脚 2 ———————– CNC 扩展板 X.STEP ( X端口步进控制引脚)
Arduino引脚 6 ———————– CNC 扩展板 Y.DIR ( Y端口方向控制引脚)
Arduino引脚 3 ———————– CNC 扩展板 Y.STEP ( Y端口步进控制引脚)
Arduino引脚 7 ———————– CNC 扩展板 Z.DIR ( Z端口方向控制引脚)
Arduino引脚 4 ———————– CNC 扩展板 Z.STEP ( Z端口步进控制引脚)
Arduino引脚 13 ——————— CNC 扩展板 A.DIR ( A端口方向控制引脚)
Arduino引脚 12 ——————— CNC 扩展板 A.STEP ( A端口步进控制引脚)
GND：接地
5V: 所有电机驱动板供电引脚（此引脚与各端口上的A4988 VDD引脚联通）
请注意，当使用非Arduino开发板来控制CNC扩展板时，请不要忘记为这里的5V引脚提供电源。这一操作的目的是为了确保各个A4988端口上的驱动板有电源供应。
【花雕学编程】Arduino动手做（224）---CNC Shield V3 拓展模块
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）实验二百二十四：Arduino CNC Shield V3 步进电机拓展模块（驱动四只电机）
项目实验之六：用AccelStepper库控制四只步进电机X、Y、Z与A轴实现不同的转速
实验开源代码
/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验二百二十四：Arduino CNC Shield V3 步进电机拓展模块（驱动四只电机）
项目实验之六：用AccelStepper库控制四只步进电机X、Y、Z与A轴实现不同的转速
*/
#include <AccelStepper.h>//使用AccelStepper库
// 定义电机控制用常量
const int enablePin = 8;// 使能控制引脚
const int xdirPin = 5; // x方向控制引脚
const int xstepPin = 2; // x步进控制引脚
const int ydirPin = 6; // y方向控制引脚
const int ystepPin = 3; // y步进控制引脚
const int zdirPin = 7; // z方向控制引脚
const int zstepPin = 4; // z步进控制引脚
const int adirPin = 13; // a方向控制引脚
const int astepPin = 12; // a步进控制引脚
const int moveSteps = 1000; //测试电机运行使用的运行步数
AccelStepper stepper1(1, xstepPin, xdirPin); //建立步进电机对象1
AccelStepper stepper2(1, ystepPin, ydirPin); //建立步进电机对象2
AccelStepper stepper3(1, zstepPin, zdirPin); //建立步进电机对象3
AccelStepper stepper4(1, astepPin, adirPin); //建立步进电机对象4
void setup() {
pinMode(xstepPin, OUTPUT); // Arduino控制A4988x步进引脚为输出模式
pinMode(xdirPin, OUTPUT); // Arduino控制A4988x方向引脚为输出模式
pinMode(ystepPin, OUTPUT); // Arduino控制A4988y步进引脚为输出模式
pinMode(ydirPin, OUTPUT); // Arduino控制A4988y方向引脚为输出模式
pinMode(zstepPin, OUTPUT); // Arduino控制A4988z步进引脚为输出模式
pinMode(zdirPin, OUTPUT); // Arduino控制A4988z方向引脚为输出模式
pinMode(astepPin, OUTPUT); // Arduino控制A4988a步进引脚为输出模式
pinMode(adirPin, OUTPUT); // Arduino控制A4988a方向引脚为输出模式
pinMode(enablePin, OUTPUT);// Arduino控制A4988使能引脚为输出模式
digitalWrite(enablePin, LOW); // 将使能控制引脚设置为低电平从而让
// 电机驱动板进入工作状态
stepper1.setMaxSpeed(300.0); // 设置电机最大速度300
stepper1.setAcceleration(20.0);// 设置电机加速度20.0
stepper2.setMaxSpeed(300.0); // 设置电机最大速度300
stepper2.setAcceleration(20.0);// 设置电机加速度20.0
stepper3.setMaxSpeed(300.0); // 设置电机最大速度300
stepper3.setAcceleration(20.0);// 设置电机加速度20.0
stepper4.setMaxSpeed(300.0); // 设置电机最大速度300
stepper4.setAcceleration(20.0);// 设置电机加速度20.0
}
void loop() {
// 控制步进电机1往复运动
if ( stepper1.currentPosition() == 0 ) {
stepper1.moveTo(moveSteps);
} else if ( stepper1.currentPosition() == moveSteps) {
stepper1.moveTo(0);
}
// 控制步进电机2往复运动
if ( stepper2.currentPosition() == 0 ) {
stepper2.moveTo(moveSteps / 2);
} else if ( stepper2.currentPosition() == moveSteps / 2) {
stepper2.moveTo(0);
}
// 控制步进电机3往复运动
if ( stepper3.currentPosition() == 0 ) {
stepper3.moveTo(moveSteps / 4);
} else if ( stepper3.currentPosition() == moveSteps / 4) {
stepper3.moveTo(0);
}
// 控制步进电机4往复运动
if ( stepper4.currentPosition() == 0 ) {
stepper4.moveTo(moveSteps / 8);
} else if ( stepper4.currentPosition() == moveSteps / 8) {
stepper4.moveTo(0);
}
stepper1.run(); // 1号电机运行
stepper2.run(); // 2号电机运行
stepper3.run(); // 3号电机运行
stepper4.run(); // 3号电机运行
}