StepMotorCtrl/README.md

# StepMotorCtrl - 步进电机控制系统

基于 **PY32MD530H28U7TR** 单片机的步进电机控制系统，适用于 claw machine（抓娃娃机）等场景，提供精准的电机位置控制、角度控制和标定功能。

## 硬件平台

| 项目 | 说明 |
|------|------|
| 主控芯片 | PY32MD530H28U7TR (Cortex-M0+) |
| 电机驱动 | TIM1 高分辨率 PWM，正弦/余弦微步进控制 |
| 角度传感器 | AS5600 (I2C1, 地址 0x36) |
| 存储器 | AT24C02 (I2C1, 地址 0xA0) |
| 电流检测 | PGA + 内部 ADC |
| 通讯接口 | RS485 (USART1, Modbus RTU)、UART1 (调试)、LPUART1 (备份) |
| 到位开关 | DI_MIN (原点)、DI_MAX (最大值) |
| ID 指示器 | 4 位 GPIO (PB5~PB8)，支持 0~15 共 16 个地址 |

### 引脚分配

详见 [PinConfig.md](.trae/skills/create-project/references/PinConfig.md)

## 软件架构

```
StepMotorCtrl/
├── app/                    # 应用层
│   ├── main.c              # 主程序入口
│   ├── stepper/            # 步进电机控制
│   └── tasks/              # 任务模块（work_task, monitor_task）
├── bsp/                    # 板级支持包
│   ├── device/             # 外设驱动
│   │   ├── as5600/         # 角度传感器
│   │   ├── eeprom/         # 存储器
│   │   ├── id/             # ID 指示器
│   │   ├── key/            # 按键
│   │   ├── led/            # LED
│   │   └── limit_switch/   # 到位开关
│   ├── modbus/             # Modbus RTU 从站
│   └── hardware_init.c/h   # 硬件初始化
├── config/                 # 配置文件
│   └── config.h            # 引脚定义与参数配置
├── drv/                    # 驱动层
│   ├── adc/                # ADC + PGA
│   ├── gpio/               # GPIO
│   ├── i2c/                # I2C
│   ├── log/                # 日志
│   ├── system/             # 系统时钟 + 数据总线
│   ├── timer/              # 定时器 PWM
│   └── uart/               # UART
└── libs/                   # MCU 官方库
    ├── CMSIS/              # Cortex-M 内核头文件
    └── device/             # PY32MD530 设备文件 + 链接脚本
```

## 构建

### 环境要求

- **编译器**: arm-none-eabi-gcc (含 newlib-nano)
- **构建工具**: CMake + MinGW Make (Windows) / make (Linux)
- **烧录工具**: 建议使用 PyOCD 或 J-Link

### 构建步骤

```bash
mkdir build && cd build
cmake .. -G "MinGW Makefiles"
mingw32-make -j4
```

生成文件：
- `StepMotorCtrl.elf` — ELF 可执行文件
- `StepMotorCtrl.hex` — HEX 烧录文件
- `StepMotorCtrl.bin` — BIN 烧录文件

## Modbus 通讯协议

| 参数 | 值 |
|------|-----|
| 物理层 | RS485 半双工 |
| 波特率 | 115200, 8N1 |
| 协议 | Modbus RTU |
| 主站地址 | 0xFE |
| 从站地址 | 0x40 + ID (ID 由 PB5~PB8 引脚读取) |

### 主要寄存器

| 地址 | 名称 | 说明 |
|------|------|------|
| 0x0001 | MOTOR_POSITION | 当前位置 (步数) |
| 0x0002 | MOTOR_TARGET | 目标位置 (步数) |
| 0x0005 | AS5600_ANGLE | 角度值 (0.1°, 0~3599) |
| 0x000F | DEVICE_ID | 设备 ID (0~15) |
| 0x0042 | CMD | 指令寄存器 |
| 0x0043 | STATUS | 整机状态 |
| 0x0044 | ANGLE_TARGET | 角度目标 (0.1°, 0~3600) |

### 指令码

| 码值 | 指令 | 说明 |
|------|------|------|
| 0x01 | GO_MAX | 运行到最大值 |
| 0x02 | GO_MIN | 运行到最小值 (原点) |
| 0x03 | STOP | 停止运行 |
| 0x04 | GO_POSITION | 运行到指定步数 |
| 0x05 | GO_ANGLE | 运行到指定角度 |
| 0x06 | CALIBRATE | 开始标定 |
| 0x07 | CALIB_END | 结束标定 |

### 通讯示例

```hex
# 读当前位置
请求:  FE 03 00 01 00 01 CRC_LO CRC_HI
响应:  40+ID 03 02 POS_HI POS_LO CRC_LO CRC_HI

# 运行到最大值
请求:  FE 06 00 42 00 01 CRC_LO CRC_HI
响应:  40+ID 06 00 42 00 01 CRC_LO CRC_HI

# 运行到指定角度 (45.0°)
请求:  FE 06 00 44 01 C2 CRC_LO CRC_HI         <- ANGLE_TARGET = 450
请求:  FE 06 00 42 00 05 CRC_LO CRC_HI         <- CMD = GO_ANGLE
```

详见 [command.md](.trae/skills/create-project/references/command.md)

## 功能说明

### 步进电机控制
- S 型加减速算法，支持加速、匀速、减速三个阶段
- 正弦/余弦微步进驱动，每电周期 1024 个微步
- 支持绝对位置移动和相对位置移动
- 到位自动停止，支持紧急停止

### 标定功能
- 自动标定：运行到 DI_MIN 和 DI_MAX 开关位置，记录步数
- 无 DI_MAX 时：根据原点开关和标定步数计算导轨长度

### 整机逻辑
- 上电初始化后进入待机模式，等待 Modbus 指令
- 支持指令队列和状态上报
- LED 指示灯反馈：待机 (500ms 闪烁)、运行 (100ms 闪烁)、标定 (80ms 闪烁)

## 功能文档

| 文档 | 说明 |
|------|------|
| [function.md](.trae/skills/create-project/references/function.md) | 功能规格与运行逻辑 |
| [command.md](.trae/skills/create-project/references/command.md) | Modbus 指令集与通讯协议 |
| [PinConfig.md](.trae/skills/create-project/references/PinConfig.md) | 引脚配置表 |

## License

Proprietary