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【LattePanda Mu 开发套件】步进电机驱动板 PCB 设计
本文介绍了 LattePanda Mu 开发套件步进电机扩展板 PCB 设计，包括参数特点、效果展示、原理图、实物验证、工程测试等。
PCB 工程详见：LattePanda Mu 步进电机驱动板 - 立创开源硬件平台 .
项目介绍
LattePanda Mu 开发板为主控，运行 LabVIEW 上位机实现步进电机驱动控制及数据采集。
参数特点
RP2350 高性能 MCU 主控，为步进电机提供精准控制；
五线步进电机接口，便于快速模块化连接；
步进电机运行指示 LED，显示实时驱动顺序和状态；
ULN2003 达林顿放大驱动芯片，支持 5V-12V 宽输入电压；
多排电源支持，便于扩展和集成更多外设资源；
4 线 OLED 和 7 线 TFT 接口，支持单色和彩色屏显示系统运行的实时状态；
UART、ADC、IIC、SPI 接口，丰富的接口为外设连接提供支持；
DHT11 传感器接口，监控环境温湿度信息，以便调整相关参数；
支持 直插 和 贴片 两种安装方式，适应不同测试需求；
支持 Battery 接口，便于外接锂电池使用，为便携和低功耗设备提供了有利支持；
OLED、TFT、DHT11 的 VCC 供电处增加 100nF 滤波电容，提升抗干扰能力；
支持 3D 外壳，确保 PCB 金属引脚电气隔离和美观；
大供电过孔，内径20mil，外径40mil，确保供电线宽，减少发热，保障电路安全；
……
原理图
原理图主要包括如下模块
GPIO 排针；
步进电机驱动：快接插头、ULN2003 芯片、状态指示灯等；
通信接口：包括 UART、IIC、SPI、ADC 等；
显示屏：包括四线 OLED、TFT 彩屏；
传感器：支持 DHT11 模块；
电源供电：支持 3V3、5V 以及 3.7V 锂电池供电。
PCB
Top view
Bottom view
外壳
引脚及接口精准开孔；
步进电机驱动芯片侧边打孔设计，便于散热；
步进电机运行指示 LED 侧边开槽设计，便于观察指示灯状态；
功能分布
参数特点
RP2350 高性能 MCU 主控，为步进电机提供精准控制；
五线步进电机接口，便于快速模块化连接；
步进电机运行指示 LED，显示实时驱动顺序和状态；
ULN2003 达林顿放大驱动芯片，支持 5V-12V 宽输入电压；
多排电源支持，便于扩展和集成更多外设资源；
4 线 OLED 和 7 线 TFT 接口，支持单色和彩色屏显示系统运行的实时状态；
UART、ADC、IIC、SPI 接口，丰富的接口为外设连接提供支持；
DHT11 传感器接口，监控环境温湿度信息，以便调整相关参数；
支持 直插 和 贴片 两种安装方式，适应不同测试需求；
支持 Battery 接口，便于外接锂电池使用，为便携和低功耗设备提供了有利支持；
OLED、TFT、DHT11 的 VCC 供电处增加 100nF 滤波电容，提升抗干扰能力；
支持 3D 外壳，确保 PCB 金属引脚电气隔离和美观；
大供电过孔，内径20mil，外径40mil，确保供电线宽，减少发热，保障电路安全；
……
实物展示
五线 28BYJ-48 步进电机接入板载 XH2.54 快插底座；
供电可使用板载 5V 引脚，或外接共地 12-24V 直流电源供电，注意提供匹配的电压以驱动步进电机。
工程测试
LattePanda Mu 通过 USB 数据线连接开发板，通过 LabVIEW 上位机串口发送旋转角度和速度控制步进电机精确转动。
代码
见底部。
效果
不带外壳
加上外壳
总结
本文介绍了 LattePanda Mu 开发套件步进电机扩展板 PCB 设计，包括原理图、PCB 展示、外壳设计、参数特点、效果展示、实物验证、工程测试等，为 LattePanda Mu 系列产品的开发设计提供了参考。
'''
Name: Stepper Motor rotate custom angle from serial and OLED display
Version: v1.0
Date: 2025.11
Author: ljl
Other: Rotate stepper motor (28byj-48) for custom angle from UART, and OLED display the motor state in moving or steady.
Hardware connect:
8 ---- IN1 (ULN2003)
9 ---- IN2 (ULN2003)
18 ---- IN3 (ULN2003)
19 ---- IN4 (ULN2003)
4 ---- SDA (OLED_SSD1306)
5 ---- SCL (OLED_SSD1306)
'''
from machine import Pin, I2C
import ssd1306 # OLED
import utime
# ==== Initialized IIC OLED ====
i2c = I2C(0, scl=Pin(5), sda=Pin(4))
oled_width = 128
oled_height = 64
oled = ssd1306.SSD1306_I2C(oled_width, oled_height, i2c)
# display the motor state
def display_motor(angle,state):
oled.fill(0) # 清屏
oled.text("Rotate Angle: ", 0, 0)
oled.text("{:.1f} deg".format(angle), 20, 15)
oled.text("State: ", 0, 35)
if state == 1:
oled.text("Rotating ...", 20, 50)
elif state == 0:
oled.text("Reset", 20, 50)
else:
oled.text("Error", 20, 50)
oled.rotate(0) # rotate the screen display for a more comfortable position
oled.show()
# 电机控制引脚
coils = [
Pin(8, Pin.OUT), # A相 (IN1)
Pin(9, Pin.OUT), # B相 (IN2)
Pin(18, Pin.OUT), # C相 (IN3)
Pin(19, Pin.OUT) # D相 (IN4)
]
# 四相八拍步进电机的相序
STEP_SEQ = [
[1, 0, 0, 1], # AB'
[1, 0, 0, 0], # A
[1, 1, 0, 0], # AB
[0, 1, 0, 0], # B
[0, 1, 1, 0], # BC
[0, 0, 1, 0], # C
[0, 0, 1, 1], # CD
[0, 0, 0, 1] # D
]
# 驱动电机旋转指定步数；delay_ms 步间延时(ms)，控制转速
def step_motor(steps, delay_ms=1):
direction = 1 if steps >=0 else -1
for _ in range(abs(steps)):
for phase in range(8)[::direction]: # 方向控制
for coil, state in zip(coils, STEP_SEQ[phase]):
coil.value(state)
utime.sleep_ms(delay_ms)
# 角度控制
def rotate_angle(angle):
steps_per_rev = 509 # 64步/拍 × 8拍 × 8相位
steps = int(angle * (steps_per_rev / 360))
display_motor(angle,1)
step_motor(steps)
# 释放电机扭矩
def release():
for coil in coils:
coil.value(0)
display_motor(0,0)
# main loop
display_motor(0,0) # initialize OLED display
while True:
#rotate_angle(1) # 以单步方式持续转动
rotate_angle(180) # 逆时针
release()
utime.sleep_ms(2000)
rotate_angle(-90) # 顺时针
release()
utime.sleep_ms(2000)
他的勋章
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