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# StepMotorCtrl - 步进电机控制系统
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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。
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## 硬件平台
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| 项目 | 说明 |
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| 主控芯片 | PY32MD530H28U7TR (Cortex-M0+) |
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| 电机驱动 | TIM1 高分辨率 PWM，正弦/余弦微步进控制 |
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| 角度传感器 | AS5600 (I2C1, 地址 0x36) |
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| 存储器 | AT24C02 (I2C1, 地址 0x50) |
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| 电流检测 | PGA + 内部 ADC |
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| 通讯接口 | RS485 (USART1, Modbus RTU)、UART1 (调试)、LPUART1 (备份) |
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| 到位开关 | DI_MIN (原点)、DI_MAX (最大值) |
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| ID 指示器 | 4 位 GPIO (PB5~PB8)，支持 0~15 共 16 个地址 |
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### 引脚分配
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详见 [PinConfig.md](.trae/skills/create-project/references/PinConfig.md)
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## 软件架构
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StepMotorCtrl/
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├── app/ # 应用层
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│ ├── main.c # 主程序入口
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│ ├── stepper/ # 步进电机控制
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│ └── tasks/ # 任务模块（work_task, monitor_task）
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├── bsp/ # 板级支持包
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│ ├── device/ # 外设驱动
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│ │ ├── as5600/ # 角度传感器
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│ │ ├── eeprom/ # 存储器
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│ │ ├── id/ # ID 指示器
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│ │ ├── key/ # 按键
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│ │ ├── led/ # LED
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│ │ └── limit_switch/ # 到位开关
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│ ├── modbus/ # Modbus RTU 从站
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│ └── hardware_init.c/h # 硬件初始化
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├── config/ # 配置文件
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│ └── config.h # 引脚定义与参数配置
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├── drv/ # 驱动层
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│ ├── adc/ # ADC + PGA
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│ ├── gpio/ # GPIO
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│ ├── i2c/ # I2C
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│ ├── log/ # 日志
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│ ├── system/ # 系统时钟 + 数据总线
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│ ├── timer/ # 定时器 PWM
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│ └── uart/ # UART
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└── libs/ # MCU 官方库
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├── CMSIS/ # Cortex-M 内核头文件
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└── device/ # PY32MD530 设备文件 + 链接脚本
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## 构建
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### 环境要求
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- **编译器**: arm-none-eabi-gcc (含 newlib-nano)
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- **构建工具**: CMake + MinGW Make (Windows) / make (Linux)
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- **烧录工具**: 建议使用 PyOCD 或 J-Link
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### 构建步骤
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```bash
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mkdir build && cd build
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cmake .. -G "MinGW Makefiles"
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mingw32-make -j4
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```
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生成文件：
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- `StepMotorCtrl.elf` — ELF 可执行文件
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- `StepMotorCtrl.hex` — HEX 烧录文件
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- `StepMotorCtrl.bin` — BIN 烧录文件
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## Modbus 通讯协议
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| 参数 | 值 |
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| 物理层 | RS485 半双工 |
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| 波特率 | 115200, 8N1 |
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| 协议 | Modbus RTU |
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| 主站地址 | 0xFE |
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| 从站地址 | 0x40 + ID (ID 由 PB5~PB8 引脚读取) |
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### 主要寄存器
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| 地址 | 名称 | 说明 |
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| 0x0001 | MOTOR_POSITION | 当前位置 (步数) |
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| 0x0002 | MOTOR_TARGET | 目标位置 (步数) |
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| 0x0005 | AS5600_ANGLE | 角度值 (0.1°, 0~3599) |
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| 0x000F | DEVICE_ID | 设备 ID (0~15) |
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| 0x0042 | CMD | 指令寄存器 |
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| 0x0043 | STATUS | 整机状态 |
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| 0x0044 | ANGLE_TARGET | 角度目标 (0.1°, 0~3600) |
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### 指令码
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| 码值 | 指令 | 说明 |
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| 0x01 | GO_MAX | 运行到最大值 |
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| 0x02 | GO_MIN | 运行到最小值 (原点) |
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| 0x03 | STOP | 停止运行 |
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| 0x04 | GO_POSITION | 运行到指定步数 |
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| 0x05 | GO_ANGLE | 运行到指定角度 |
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| 0x06 | CALIBRATE | 开始标定 |
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| 0x07 | CALIB_END | 结束标定 |
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### 通讯示例
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```hex
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# 读当前位置
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请求: FE 03 00 01 00 01 CRC_LO CRC_HI
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响应: 40+ID 03 02 POS_HI POS_LO CRC_LO CRC_HI
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# 运行到最大值
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请求: FE 06 00 42 00 01 CRC_LO CRC_HI
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响应: 40+ID 06 00 42 00 01 CRC_LO CRC_HI
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# 运行到指定角度 (45.0°)
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请求: FE 06 00 44 01 C2 CRC_LO CRC_HI <- ANGLE_TARGET = 450
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请求: FE 06 00 42 00 05 CRC_LO CRC_HI <- CMD = GO_ANGLE
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```
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详见 [command.md](.trae/skills/create-project/references/command.md)
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## 功能说明
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### 步进电机控制
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- S 型加减速算法，支持加速、匀速、减速三个阶段
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- 正弦/余弦微步进驱动，每电周期 1024 个微步
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- 支持绝对位置移动和相对位置移动
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- 到位自动停止，支持紧急停止
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### 标定功能
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- 自动标定：运行到 DI_MIN 和 DI_MAX 开关位置，记录步数
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- 无 DI_MAX 时：根据原点开关和标定步数计算导轨长度
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### 整机逻辑
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- 上电初始化后进入待机模式，等待 Modbus 指令
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- 支持指令队列和状态上报
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- LED 指示灯反馈：待机 (500ms 闪烁)、运行 (100ms 闪烁)、标定 (80ms 闪烁)
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## 功能文档
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| 文档 | 说明 |
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| [function.md](.trae/skills/create-project/references/function.md) | 功能规格与运行逻辑 |
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| [command.md](.trae/skills/create-project/references/command.md) | Modbus 指令集与通讯协议 |
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| [PinConfig.md](.trae/skills/create-project/references/PinConfig.md) | 引脚配置表 |
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## License
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Proprietary
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