【花雕学编程】Arduino动手做（223）---二相四线42步进电机

步进电机也可以使用电位器进行控制。这里使用了一个 10K 电位器模块并将其连接到 Arduino Uno 板的 A0 模拟引脚。馈送到Arduino模拟引脚的电压可用作参考电压来控制步进电机的速度。连接示意图如下所示。

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）
  实验二百二十三：42步进电机二相四线+A4988驱动模块+设置扩展板
  项目实验之五：使用10K电位器模块控制42步进电机的速度
*/

//定义引脚编号
const int stepPin = 2;
const int dirPin = 3;
int customDelay, customDelayMapped; //定义变量

void setup() {
  //将两个引脚设置为输出
  pinMode(stepPin, OUTPUT);
  pinMode(dirPin, OUTPUT);

  //使电机能够沿特定方向移动
  digitalWrite(dirPin, HIGH);
}

void loop() {
  //从自定义加速函数获取自定义延迟值
  customDelayMapped = speedUp(); 
  //根据电位器数值的不同，可以定制延迟脉冲，电机的速度取决于电位器
  digitalWrite(stepPin, HIGH);
  delayMicroseconds(customDelayMapped);
  digitalWrite(stepPin, LOW);
  delayMicroseconds(customDelayMapped);
}

//读取电位计的功能
int speedUp() {
  //通过A0读取电位计
  int customDelay = analogRead(A0); 
  //将电位计的读取值从0到1023转换为所需的延迟值（300到4000）
  int newCustom = map(customDelay, 0, 1023, 300, 4000); 
  return newCustom;
}
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实验记录视频

【花雕学编程】实验之五：使用10K电位器模块控制42步进电机的速度

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  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百二十三：42步进电机二相四线+A4988驱动模块+设置扩展板
  项目实验之六：步进电机循环转动200步暂停一秒

   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）
  实验二百二十三：42步进电机二相四线+A4988驱动模块+设置扩展板
  项目实验之六：步进电机循环转动200步暂停一秒
*/

int x;

void setup() {
  //定义引脚，设为输出
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("步进电机准备就绪");
  // Enable
  pinMode(6, OUTPUT);
  // Step
  pinMode(5, OUTPUT);
  // Dir
  pinMode(4, OUTPUT);
  digitalWrite(6, LOW);
}

void loop() {
  // Set Enable low
  digitalWrite(6, LOW);
  // Set Dir high
  digitalWrite(4, HIGH);
  Serial.println("循环200步（1转）");

  for (x = 0; x < 200; x++) // //循环200次
  {
    digitalWrite(5, HIGH); // 输出高
    delay(10); // Wait
    digitalWrite(5, LOW); // 输出低
    delay(100); // Wait
  }

  Serial.println("暂停");
  delay(1000); //暂停一秒钟
}
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实验串口返回情况

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百二十三：42步进电机二相四线+A4988驱动模块+设置扩展板
  项目实验之七：步进电机速度、位置和加速度的随机变化

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）
  实验二百二十三：42步进电机二相四线+A4988驱动模块+设置扩展板
  项目实验之七：步进电机速度、位置和加速度的随机变化
*/

//包含AccelStepper库
#include <AccelStepper.h>
AccelStepper stepper(1, 5, 4);
//为双线板初始化加速踏板

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(6, OUTPUT); // 输出
  digitalWrite(6, LOW); // 设置为低
}

void loop() {
  digitalWrite(6, LOW); // 设置为低
  if (stepper.distanceToGo() == 0)
  {
    //速度、位置和加速度的随机变化
    //确保我们没有零速度或加速度
    delay(1000);
    stepper.moveTo(rand() % 400);
    stepper.setMaxSpeed((rand() % 400) + 200);
    stepper.setAcceleration((rand() % 200) + 100);
  }

  Serial.println(stepper.distanceToGo());
  stepper.run();  //实际上使步进器移动
}
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实验串口返回情况

  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百二十三：42步进电机二相四线+A4988驱动模块+设置扩展板
  项目实验之八：驱动步进电机顺时针5圈和逆时针5圈

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）
  实验二百二十三：42步进电机二相四线+A4988驱动模块+设置扩展板
  项目实验之八：驱动步进电机顺时针5圈和逆时针5圈
*/

//定义步进电机连接引脚和每转一圈的步数
#define dirPin 2
#define stepPin 3
#define stepsPerRevolution 200

void setup() {
  //将引脚声明为输出
  pinMode(stepPin, OUTPUT);
  pinMode(dirPin, OUTPUT);
}

void loop() {
  //顺时针设置旋转方向
  digitalWrite(dirPin, HIGH);

  //缓慢旋转步进电机1圈
  for (int i = 0; i < stepsPerRevolution; i++) {
    //这四行结果为1个步骤
    digitalWrite(stepPin, HIGH);
    delayMicroseconds(2000);
    digitalWrite(stepPin, LOW);
    delayMicroseconds(2000);
  }

  delay(1000);

  //逆时针设置旋转方向
  digitalWrite(dirPin, LOW);

  //快速旋转步进电机1圈
  for (int i = 0; i < stepsPerRevolution; i++) {
    //这四行结果为1个步骤
    digitalWrite(stepPin, HIGH);
    delayMicroseconds(1000);
    digitalWrite(stepPin, LOW);
    delayMicroseconds(1000);
  }

  delay(1000);

  //顺时针设置旋转方向
  digitalWrite(dirPin, HIGH);

  //快速旋转步进电机5圈
  for (int i = 0; i < 5 * stepsPerRevolution; i++) {
    //这四行结果为1个步骤
    digitalWrite(stepPin, HIGH);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(stepPin, LOW);
    delayMicroseconds(500);
  }

  delay(1000);

  //逆时针设置旋转方向
  digitalWrite(dirPin, LOW);

  //快速旋转步进电机5圈
  for (int i = 0; i < 5 * stepsPerRevolution; i++) {
    //这四行结果为1个步骤
    digitalWrite(stepPin, HIGH);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(stepPin, LOW);
    delayMicroseconds(500);
  }

  delay(1000);
}
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实验记录视频

【花雕学编程】项目实验之八：驱动步进电机顺时针5圈和逆时针5圈

https://www.bilibili.com/video/BV1dD8XeCEjg/?share_source=copy_web&vd_source=371a292a55e5ca9be994cbb4a86cc987

代码的工作原理：
从定义步进和方向引脚开始，这里将它们连接到Arduino引脚3和2。

该语句用于为常量值命名。编译程序时，编译器会将对此常量的任何引用替换为定义的值。所以在你提到的任何地方，编译器都会在编译程序时将其替换为值 2。

#definedirPin
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这里定义了一个常量。驱动器设置为全步模式，所以将其设置为每转 200 步。如果设置不同，请更改此值 stepsPerRevolution。

#define dirPin 2
#define stepPin 3
#define stepsPerRevolution 200
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在代码部分中，所有电机控制引脚都声明为数字输出，其功能为  setup()pinMode() 。

void setup() {
  pinMode(stepPin, OUTPUT);
  pinMode(dirPin, OUTPUT);
}
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在代码部分，让电机在 CW 方向上缓慢旋转一圈，在 CCW 方向上快速旋转一圈。接下来，我们让电机高速向每个方向旋转 5 圈。那么如何控制速度、旋转方向和转数呢？

loop()
  digitalWrite(dirPin, HIGH);

  for(int i = 0; i < stepsPerRevolution; i++)
  {
    digitalWrite(stepPin, HIGH);
    delayMicroseconds(2000);
    digitalWrite(stepPin, LOW);
    delayMicroseconds(2000);
  }
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控制旋转方向：
为了控制步进电机的旋转方向，我们将 DIR（方向）引脚设置为高电平或低电平。为此，我们使用函数，根据步进电机的连接方式，将 DIR 引脚设置为高电平将使电机转动 CW 或 CCW。

digitalWrite()
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控制步数或转数：
在此示例中，for 环路控制步进电机将采取的步数。for 循环中的代码导致步进电机的 1 步进。由于循环中的代码执行了 200 次 （stepsPerRevolution），因此会导致 1 次旋转。在最后两个循环中，for 循环中的代码执行 1000 次，这导致 1000 步或 5 转。

请注意，可以将 for 循环中的第二个项更改为所需的任何步骤数。 将导致 100 步，或半圈。

for(int i = 0; i < 100; i++)
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控制速度：
步进电机的速度由发送到STEP引脚的脉冲频率决定。频率越高，电机运行速度越快。可以通过更改代码来控制脉冲的频率。延迟越短，频率越高，电机运行速度越快。

delayMicroseconds()
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【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百二十三：42步进电机二相四线+A4988驱动模块+设置扩展板
  项目实验之九：使用AccelStepper库控制步进电机的步数或转数

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）
  实验二百二十三：42步进电机二相四线+A4988驱动模块+设置扩展板
  项目实验之九：使用AccelStepper库控制步进电机的步数或转数
*/

//包括AccelStepper库
#include "AccelStepper.h"

//定义步进电机连接和电机接口类型。
//使用驱动器时，电机接口类型必须设置为1
#define dirPin 2
#define stepPin 3
#define motorInterfaceType 1

//创建AccelStepper类的新实例
AccelStepper stepper = AccelStepper(motorInterfaceType, stepPin, dirPin);

void setup() {
  //以每秒步数设置最大速度
  stepper.setMaxSpeed(1000);
}

void loop() {
  //将当前位置设置为0
  stepper.setCurrentPosition(0);

  //以200步/秒的速度向前运行电机，直到电机达到400步（2转）
  while (stepper.currentPosition() != 400)
  {
    stepper.setSpeed(200);
    stepper.runSpeed();
  }

  delay(1000);

  //将位置重置为0
  stepper.setCurrentPosition(0);

  //以600步/秒的速度反向运行电机，直到电机达到-200步（1转）
  while (stepper.currentPosition() != -200)
  {
    stepper.setSpeed(-600);
    stepper.runSpeed();
  }

  delay(1000);

  //将位置重置为0
  stepper.setCurrentPosition(0);

  //以400步/秒的速度向前运行电机，直到电机达到600步（3转）
  while (stepper.currentPosition() != 600)
  {
    stepper.setSpeed(400);
    stepper.runSpeed();
  }

  delay(1500);
}
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代码说明：
到 loop（） 部分的代码的第一部分与前面的案例完全相同。

在循环中，将 while 循环与函数结合使用。首先，将步进电机的当前位置设置为零 currentPosition()stepper.setCurrentPosition(0)。

  //将位置重置为0
  stepper.setCurrentPosition(0);
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接下来，利用 while 循环。while 循环将连续且无限循环，直到括号内的表达式 （） 变为 false。所以，在这种情况下，检查步进电机的当前位置是否不等于 400 步（！= means： 不等于）。虽然情况并非如此，但以设定的恒定速度运行步进电机 setSpeed()。

  //以200步/秒的速度向前运行电机，直到电机达到400步（2转）
  while (stepper.currentPosition() != 400)
  {
    stepper.setSpeed(200);
    stepper.runSpeed();
  }
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在循环的其余部分，做完全相同的事情，只是速度和目标位置不同。