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STM32F407-限位金属传感器限制步进电机

2023-05-16

一、硬件

1.硬件准备：57步进电机（型号57CM18），42步进电机，驱动器TB6600，开发板STM32F407ZGT6，SN-4NDO限位金属传感器，检测面在9mm左右。

步进电机和驱动器在STM32F407-用TB6600驱动器驱动57步进电机（代码+连线）已经记录过了，本文主要记录限位传感器。

2.连线

虽然说是传感器，但其实就是一个开关量，就跟光电开关一样。有两种接法：

  • PNP接法

蓝线接地，棕线接电源，黑色线作为输出接入开发板作为输入，在PNP接法中，常态黑色线为低电平，当传感器检测到物体时，会输出24V正电压。 

NPN接法差别就是检测到物体时，黑线输出的是负电压。

我这里将传感器的黑线输出连接至KEY0作为对开发板的输入，当检测到物体时，PB0引脚会变为低电平。原理图不能贴出来。（也就是用一个IO的电平高低去检测）

二、代码 

1. 因为检测到金属后黑线电压会变，所以我就想着用AD去采集电压，结果老师要求不让用AD，规定用中断去解决，于是就准备直接获取GPIO的电平状态，当电平转为低电平说明检测到金属，这个时候控制电机停止。

2.初始化配置

void EXTIX_Init(void)
{
	
	//PB0使用Exit0号中断线，PG1使用Exit1，PC2使用Exit2，PA3使用Exit3
	NVIC_InitTypeDef   NVIC_InitStructure;
	EXTI_InitTypeDef   EXTI_InitStructure;
	GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStructure;
	

  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB|RCC_AHB1Periph_GPIOG|RCC_AHB1Periph_GPIOC|RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);//使能GPIOB,GPIOG,GPIOC,GPIOA时钟
 
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);//使能SYSCFG时钟（中断需要使用AFIO时钟)
	
	
	
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //PB0对应IO配置
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;//普通输入模式
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100M
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOB0
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; //PG1对应IO配置
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;//普通输入模式
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100M
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
  GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOG1
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; //PC2对应IO配置
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;//普通输入模式
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100M
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
  GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOC2
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3; //PA3对应IO配置
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;//普通输入模式
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100M
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA3
	
 
 
 
	SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOB, EXTI_PinSource0);//PB0 连接到中断线0
	SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOG, EXTI_PinSource1);//PG1 连接到中断线1
	SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOC, EXTI_PinSource2);//PC2 连接到中断线2
	SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOA, EXTI_PinSource3);//PA3 连接到中断线3
	
	//配置0号中断线
  EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0|EXTI_Line1 | EXTI_Line2 | EXTI_Line3;//LINE0
  EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;//中断事件
	//初始状态为低电平，当检测到物体时，KEY0输出高电平，此时INT0导通，变为低电平，即从上升沿跳变至下降沿时触发
  EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; 
  EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;//使能LINE0
  EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);//配置
	
 
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;//PB0对应的外部中断0
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x00;//不区分优先级，只需要电平转换时进入中断即可
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x00;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//使能外部中断通道
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//配置
	
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn;//外部中断2
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x00;//抢占优先级3
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x00;//子优先级2
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//使能外部中断通道
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//配置
	
	
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI2_IRQn;//外部中断3
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x00;//抢占优先级2
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x00;//子优先级2
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//使能外部中断通道
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//配置
	
	
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI3_IRQn;//外部中断4
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x00;//抢占优先级1
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x00;//子优先级2
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//使能外部中断通道
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//配置
	   
}

3.IO口电平检测 

u8 Check_Sensor_State(void)
{
	 
    //高电平没有检测到
    if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_0) == SET) 
    {
      return NO_Tagger;
    }
    //低电平检测到
    else
    {
      return Tagger;    
    }  
 }

3.中断服务函数（四个中断都差不多）

void EXTI0_IRQHandler(void)
{
  if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) == SET)
  {
    //可以停止，可以反转
    EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
  }
}

4.结果

最开始电机在正常运行，当用金属挡在传感器前时，黑色线输出正电压，PB0变为低电平，检测函数检测到电平发生变化，进入中断，停止电机或者反转都行，拿开物体后，电机恢复原来的运动状态。

中断服务函数里面可以根据具体需求来写，可以正转反转停止各种，我这里主函数开始一直让电机顺时针旋转，当检测到物体后进入中断，调取中断服务函数，打印一下exti（代码写成exit了）提示信息 ，然后设置电机进行逆时针旋转，当传感器没有被遮挡后，又恢复顺时针旋转。

完整项目（步进电机驱动+限位传感器）下载地址：https://download.csdn.net/download/qq_41573860/12657848

42,57双电机+4传感器项目下载地址：

csdn：https://download.csdn.net/download/qq_41573860/12679168

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