一、A4988模塊簡(jiǎn)介

A4988 是一款功能齊全的微步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，內(nèi)置轉(zhuǎn)換器，操作簡(jiǎn)便。它設(shè)計(jì)用于在全步進(jìn)、半步進(jìn)、四分之一步進(jìn)、八分之一步進(jìn)和十六分之一步進(jìn)模式下驅(qū)動(dòng)雙極步進(jìn)電機(jī)，輸出驅(qū)動(dòng)能力高達(dá) 35 V 和 ±2 A。A4988 內(nèi)置一個(gè)固定關(guān)斷時(shí)間電流調(diào)節(jié)器，可在慢速或混合衰減模式下工作。轉(zhuǎn)換器是 A4988 輕松實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。只需在 STEP 輸入端輸入一個(gè)脈沖，即可驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行一個(gè)微步。無(wú)需相序表、高頻控制線或復(fù)雜的編程接口。A4988 接口非常適合無(wú)法使用復(fù)雜微處理器或微處理器負(fù)擔(dān)過(guò)重的應(yīng)用。在步進(jìn)操作期間，A4988 中的斬波控制會(huì)自動(dòng)選擇電流衰減模式：慢速或混合。在混合衰減模式下，設(shè)備初始設(shè)置為在固定關(guān)斷時(shí)間內(nèi)以快速衰減，然后在剩余關(guān)斷時(shí)間內(nèi)以慢速衰減?；旌纤p電流控制可降低電機(jī)可聽(tīng)噪聲，提高步進(jìn)精度，并降低功耗。內(nèi)置同步整流控制電路，用于改善 PWM 工作期間的功耗。內(nèi)部電路保護(hù)包括：帶滯后的熱關(guān)斷、欠壓鎖定 (UVLO) 和交叉電流保護(hù)。
特性
? 低導(dǎo)通電阻 (RDS(ON)) 輸出
? 自動(dòng)電流衰減模式檢測(cè)/選擇
? 混合和慢速電流衰減模式
? 同步整流，低功耗
? 內(nèi)部欠壓鎖定 (UVLO)
? 交叉電流保護(hù)
? 3.3 V 和 5 V 兼容邏輯電源
? 熱關(guān)斷電路
? 接地短路保護(hù)
? 負(fù)載短路保護(hù)
? 五種可選步進(jìn)模式：全步進(jìn)、1/2、1/4、1/8 和 1/16

二、A4988引腳說(shuō)明

EN：使能引腳（低電平有效），該引腳懸空或接低電平，A4988都可以正常工作；接高電平則不工作。

MS1，MS2，MS3：微步細(xì)分驅(qū)動(dòng)控制，通過(guò)這三個(gè)引腳的邏輯電平，調(diào)整A4988驅(qū)動(dòng)電機(jī)模式為全、半、1/4、1/8 及 1/16 步進(jìn)模式。

RST：復(fù)位引腳（低電平有效），該引腳懸空，則默認(rèn)為高電平。即該引腳沒(méi)有連接任何電平時(shí)，A4988可以正常工作。

SLP：睡眠引腳，該引腳連接電平為低電平時(shí)，A4988將進(jìn)入低能耗睡眠狀態(tài)，即消耗最小的電能。如果無(wú)需使用SLeep功能，則可以將SLEEP引腳與RESET引腳連接，則A4988將持續(xù)保持正常能耗狀態(tài)而不會(huì)進(jìn)入低能耗狀態(tài)。

STEP：步進(jìn)引腳，通過(guò)MCU控制器向A4988發(fā)送脈沖控制信號(hào)，A4988接收到此信號(hào)后，會(huì)根據(jù) MS1, MS2 和 MS3引腳控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

DIR：方向引腳，通過(guò)此引腳可以調(diào)整A4988控制電機(jī)運(yùn)行方向。當(dāng)此引腳為低電平，A4988將控制電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。高電平則逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

1A，1B：電機(jī)繞組1控制引腳。

2A，2B：電機(jī)繞組2控制引腳。

VMOT：電機(jī)電源正極（可用電源電壓為8V ~ 35V）注：此引腳用于連接為電機(jī)供電的電源。

VDD：邏輯電源正極（3 – 5.5伏）注：此引腳用于為A4988電機(jī)驅(qū)動(dòng)板供電。

GND：電機(jī)電源接地和邏輯電源接地。

三、A4988的Vref電壓調(diào)節(jié)

Vref電壓調(diào)節(jié)是通過(guò)A4988上的電位器旋鈕調(diào)節(jié)Vref參考電壓。該電壓將直接影響到步進(jìn)電機(jī)在工作時(shí)流過(guò)線圈的電流強(qiáng)度。請(qǐng)注意，這一步操作非常重要，如果忽略這一步有可能會(huì)產(chǎn)生電機(jī)損壞的后果。
A4988 Vref參考電壓計(jì)算公式：

Rs: 市面上A4988模塊上的Rs電阻值一般有3種類型，0.05 歐姆, 0.1 歐姆或0.2 歐姆。店鋪的A4988模塊上的Rs電阻值為0.1歐姆，大部分A4988模塊順時(shí)針旋轉(zhuǎn)電位器可調(diào)大Vref，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)電位器調(diào)小Vref。

Vref: 電位器金屬旋鈕和GND之間的電壓即為Vref?？墒褂眯「腻F旋轉(zhuǎn)電位器旋鈕從而改變Vref。（如下圖所示）。

Imax：步進(jìn)電機(jī)工作時(shí)，線圈允許流過(guò)的最大電流。

例：Rs為0.1歐姆，電機(jī)Imax為1.5A，通過(guò)以上公式計(jì)算，Vref參考電壓為1.2V。即將通過(guò)調(diào)節(jié)電位器旋鈕 將Vref調(diào)節(jié)為1.2伏特左右。

測(cè)量Vref時(shí)注意：

1. A4988模塊的VDD引腳需要連接+5V電壓
2. A4988模塊的GND引腳必須與電路中的其它設(shè)備共地
3. A4988模塊的VMOT引腳無(wú)需通電，但是通電也不影響Vref的測(cè)量。
4. A4988模塊的1A/1B/2A/2B引腳可以不與步進(jìn)電機(jī)連接，但連接也不會(huì)影響Vref的測(cè)量

四、STM32F103C8T6控制A4988驅(qū)動(dòng)2相4線步進(jìn)電機(jī)

準(zhǔn)備工作

STM32F103C8T6最小系統(tǒng)板，A4988驅(qū)動(dòng)模塊，OLED顯示屏，EC11旋轉(zhuǎn)編碼器，按鍵和導(dǎo)線若干。

引腳接線

代碼示例

A4988.c

#include "A4988.h"
#include "Delay.h"

void A4988_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
	
	GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5);
	GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5);
}

void A4988_SetStep(uint8_t step)
{
	switch(step)
	{
		case 1:		//1細(xì)分
			A4988_MS1_L;
			A4988_MS2_L;
			A4988_MS3_L;
			break;
		case 2:		//1/2細(xì)分
			A4988_MS1_H;
			A4988_MS2_L;
			A4988_MS3_L;
			break;
		case 3:		//1/4細(xì)分
			A4988_MS1_L;
			A4988_MS2_H;
			A4988_MS3_L;
			break;
		case 4:		//1/8細(xì)分
			A4988_MS1_H;
			A4988_MS2_H;
			A4988_MS3_L;
			break;
		case 5:		//1/16細(xì)分
			A4988_MS1_H;
			A4988_MS2_H;
			A4988_MS3_H;
			break;
	}
}

void A4988_SetDir(uint8_t dir)
{	
	A4988_EN_H;
	Delay_ms(20);
	
	if(dir == 1) A4988_DIR_H
	else A4988_DIR_L
	
	A4988_EN_L;
}

main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "KEY.h"
#include "A4988.h"
#include "PWM.h"
#include "IC.h"
#include "Encoder.h"

uint8_t step = 0;
uint8_t dir = 0;

int main(void)
{
	OLED_Init();
    PWM_Init();
    A4988_Init();
    Key_Init();
    Encoder_Init();
	
	OLED_ShowString(1, 5, "A4988");
	OLED_ShowString(1, 12, "F");  //F：調(diào)節(jié)頻率，D：調(diào)節(jié)占空比
	OLED_ShowString(2, 4, "0000Hz");
	OLED_ShowString(2, 11, "000%");
	OLED_ShowString(3, 4, "1   ");
	OLED_ShowString(3, 11, "+");
	
	PWM_SetPrescaler(720 - 1);			//Freq = 72M / (PSC + 1) / 100
	PWM_SetCompare1(50);				//Duty = CCR / 100
	
	A4988_SetDir(1);
	A4988_SetStep(1);
	
	Update_Display();
	
	while (1)
	{
		int16_t encoder_change = Encoder_GetValue();

        if(encoder_change != 0)
        {
            if(setting_mode == 0)  // 調(diào)頻率
            {
                pwm_freq += encoder_change * 10;
                if(pwm_freq > 2000) pwm_freq = 2000;
                if(pwm_freq < 10) pwm_freq = 10;
				PWM_SetPrescaler(pwm_freq - 1);
            }
            else  // 調(diào)占空比
            {
                pwm_duty += encoder_change;
                if(pwm_duty > 100) pwm_duty = 100;
                if(pwm_duty < 0) pwm_duty = 0;
				PWM_SetCompare1(pwm_duty);
            }
            Update_PWM();
            Update_Display();
        }

        if(Encoder_GetKey())  // 按下編碼器按鍵切換調(diào)節(jié)模式
        {
            setting_mode ^= 1;  // 0/1切換
            Update_Display();
        }

		Delay_ms(20);
		
		KeyEvent_TypeDef key_event = Key_Scan();
		
		switch (key_event)
		{
			case KEY_MODE_CLICK:
				// Mode鍵短按事件
				step++;
				if (step > 5) step = 1;
				switch(step)
				{
					case 1: 
						A4988_SetStep(1); OLED_ShowString(3,4,"1   "); break;
					case 2: 
						A4988_SetStep(2); OLED_ShowString(3,4,"1/2 "); break;
					case 3: 
						A4988_SetStep(3); OLED_ShowString(3,4,"1/4 "); break;
					case 4: 
						A4988_SetStep(4); OLED_ShowString(3,4,"1/8 "); break;
					case 5: 
						A4988_SetStep(5); OLED_ShowString(3,4,"1/16"); break;
				}
				break;
			case KEY_DIR_CLICK:
				dir++;
				if(dir > 2) dir = 1;
				if(dir == 1) 
				{
					A4988_SetDir(1); 
					OLED_ShowString(3, 11, "+"); //正轉(zhuǎn)
				}
				else
				{
					A4988_SetDir(0);
					OLED_ShowString(3, 11, "-"); //反轉(zhuǎn)
				}
				break;
		}
		Delay_ms(20);
	}
}

效果展示

五、A4988電機(jī)驅(qū)動(dòng)板常見(jiàn)問(wèn)題

1）4988驅(qū)動(dòng)板可以驅(qū)動(dòng)多大的電流？
如果4988芯片上沒(méi)有加散熱片，電流最好在1A以下。如果加散熱片，電流可以達(dá)到2A。

2）步進(jìn)電機(jī)的連接方式是什么？
先判斷哪兩根線為同一相，短接兩兩線有明顯阻力的為同一相，A相和B相可以不區(qū)分，只有是同一相接在同一個(gè)電機(jī)繞組控制引腳即可。

3）接上電后，電機(jī)左右抖動(dòng)不能正常運(yùn)行是什么原因？
電機(jī)出現(xiàn)抖動(dòng)一般有兩個(gè)原因，一是缺相：可能是4988與電機(jī)沒(méi)有接好導(dǎo)致4988的輸出端某一相斷開(kāi)，造成電機(jī)缺相從而抖動(dòng)。也有可能是步進(jìn)電機(jī)接線接錯(cuò)：如果步進(jìn)電機(jī)沒(méi)有正確的進(jìn)行連接，電機(jī)會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)的情況。二是驅(qū)動(dòng)電流過(guò)大或過(guò)小導(dǎo)致的，調(diào)節(jié)板載上的電位器調(diào)到電機(jī)正常平穩(wěn)運(yùn)行就可。

4）電機(jī)丟步如何解決？
相電流的大小跟步進(jìn)電機(jī)的扭力有直接關(guān)系，如果感覺(jué)你的步進(jìn)電機(jī)扭力不足、丟步，可能是4988輸出的電流太小。您可以調(diào)節(jié)A4988模塊上的電位器調(diào)節(jié)A4988模塊的輸出電流強(qiáng)度。具體調(diào)節(jié)方法請(qǐng)參考上面的Vref電壓的調(diào)節(jié)方法。請(qǐng)注意：如A4988輸出電流強(qiáng)度大于電機(jī)工作電流強(qiáng)可能會(huì)燒毀您的步進(jìn)電機(jī)。請(qǐng)小心調(diào)節(jié)。

5）4988可以驅(qū)動(dòng)兩相六線或兩相五線的電機(jī)嗎？
可以，兩相連線按照問(wèn)題2連接，將中間抽頭懸空即可。

6）電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)有滋滋的電流聲。
這是正?，F(xiàn)象。步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)參數(shù)-步距角。通過(guò)細(xì)分驅(qū)動(dòng)可以縮小步進(jìn)角度，比如步距角為1.8度的步進(jìn)電機(jī)，采用16細(xì)分，最小可以走的角度是1.8/16=0.1125度。由于這個(gè)角度非常小，當(dāng)電機(jī)停止時(shí)，可能處于非電機(jī)物理位置（1.8度為一個(gè)物理位置）。因此步進(jìn)電機(jī)在靜止時(shí)會(huì)有電流聲，這屬于正常現(xiàn)象，不用擔(dān)心。