一. 前言

在这3D打印机盛行的时代，大大小小的创新公司，创业公司都在做3D打印机的研发、生产和销售，众所周知3D打印机的伺服执行元件是步进电机，今天我们就聊一聊步进电机的驱动，ST公司推出了NUCLEO系列的步进电机驱动板。今天我们就了解一下这款步进电机驱动板。

二. 定位

IHM01A1步进电机驱动板属于STM32 Nucleo expansion boards，也就是说属于Nucleo扩展板，用于两极步进电机的驱动。

三. 开箱

扩展板的包装遵循了ST一贯的简单风格，透明塑料壳包装(吸塑泡壳专业叫法)，附带印刷纸板做简要说明。

四. 产品功能

该扩展板主要应用是使用Arduino或者STM32 NUCLEO系列的控制类评估板来控制双极步进电机的动作。

特性：

(1) 输入电压8V-45V

(2) 通过SPI通信方式控制

(3) 相电流3A(持续电流)

(4) 全功率保护电路

(5) 1/16步进分辨率

(6) 兼容Arduino，NUCLEO 开发板

(7) 多个扩展板联合使用

五. 产品设计

1. 结构设计

板子的外形采用，一侧凹，另一侧凸的设计，其实这是有原因的，先卖个关子后面再详细说明。其他方面，排座都是一次成型的(按数量定长短)没有剪切的痕迹，元件排列整齐，丝印清晰这都是基本要求也都是应该有的，有一点我觉得做的我不是很满意，如下图：

如果是我做的话我会把这两个丝印做底对齐，这样是不是会更美观一些，这仅仅是个人癖好，也许设计者有他自己的原因。

2. 外观接口

(1)外观接口方面，与所有的NUCLEO系列评估板一样预留了Arduino UNO R3 的接口和NUCLEO扩展接口，唯一不同的是这各扩展板上只焊接了Arduino的排座，下方为长的排针，NUCLEO的接口并没有焊接，应该是为了方便用户适应不同的连接方式，由用户自行安装。

下图是

IHM01A1与Arduino UNO R3和NUCLEO-F411RE的大小对比图

下图是IHM01A1与Arduino UNO R3连接

下图是IHM01A1与NUCLEO-F411RE连接

在这里就可以看到，IHM01A1扩展板的“凹陷”是做什么用的了，其实是为了将下面的NUCLEO板子上的两个按键漏在外面，这样就不会影响操作了。

另外，另一侧的凸出来的部分其实是为了配合在这部分“凹陷”方便拼版，如下图：

这样在加工的时候不会造成材料的浪费，以上原因为个人猜测并未得到官方的确认。

(2)步进电机和电源 采用了端子连接器。

端子采用的是国际知名品牌菲尼克斯如下图BOM

(3)板上预留了一些未焊接的0R电阻用于引脚的选择，更是为了多板连接使用。

(4)板上设置有电源指示LED，和每一相信号线的指示LED。

(5)板上预留了测试点，这一点在测试和调试时是非常有用的，如下图。

六. 产品使用方案

(1)在ST的官方网站上提供了详细的使用说明

板子的接口的详细介绍如下图：

（若看不清可右键保存后查看高清大图）

(2)一块IHM01A1扩展板可控制一个步进电机，支持多个扩展板联合使用，最多三个，使用方法是通过焊接板子上的0R电阻选择相应的引脚配置如下图：

就是下图中红色框线内的电阻

这种设计使用起来相对来说还是方便的，而且这里的0R电阻采用的是0805封装可以有更大的功率，这回非常好的设计。

连接上电源电源指示灯就亮起来了，如下图：

接上电源，接上步进电机如下图：

接下来就可以编写程序控制步进电机转动了。

(3)扩展板使用的是SPI通信方式控制步进电机的动作，这也是非常好的控制方法，同时也更方便了多板联合使用。

七. 器件选型

这里就要说说扩展板的核心器件L6474双极步进电机驱动芯片

特性：

(1) 操作电压：8V-45V

(2) 峰值电流7A，持续电流3A

(3) 低RdcMOS管

(4) SPI通信接口

(5) 低静态电流

(6) 可编程MOS管转换效率

芯片的特性决定了芯片具有非常高的控制性能、稳定性等等优越的特性。

下图是功能块图

IHM01A1的高性能完全得益于这块高性能的芯片。

八. 总结及展望

总的来说这是一块非常不错的扩展板，既可以在STM32Nucleo系列评估板上使用，也可以在应用非常普遍的Arduino上使用，但是因为性能较高，价格也是有些略高，现在市面上还真的没有与之类似的步进电机驱动板，根据IHM01A1的性能特性可以设计一款稍微大一些的雕刻机或者3D打印机，这也是非常不错的想法。

 

官方资料

– STM32单片机中文官网

– STM32单片机官方开发工具

– STM32单片机参考设计

ST的官方网站上提供了非常详细的资料供大家参考

链接：http://www.st.com/web/catalog/tools/FM116/CL1620/SC1971/PF260715