51单片机轻松入门—基于STC15W4K系列（C语言版）
李友全 编著 详见:http://www.51hei.com/bbs/dpj-37954-1.html
第15章 步 进 电 机 测 试 1 步进电机特点 2 步进电机的3种励磁方式 3 步进电机驱动电路 4 步进电机驱动实例 步进电机特点： 1 步进电机特点 ①步进电机旋转角度和输入脉冲成正比，通常市面所售步进电机说明书会说明 其步进角（也就是一个脉冲所产生的旋转角度），比如常见的小体积永磁式电机 的步进角是7.5°，则送给它48个脉冲使步进电机正好转动一圈。
② 步进电机转角误差很小，没有累积误差，因此控制步进电机正反转还是会回 到原来的位置，不会因为误差累积而使初始位置越来越远。 ③ 具有自保持特性，任何一相线圈加上电源后，电机本身具有自保持力矩，不 送脉冲情况下会停止在一定位置，不会改变。 ④ 步进电机空载最高启动频率一般能达到450Hz，使用频率不能超过允许最高频 率，否则电机只能振动，无法运转。 ⑤ 常见步进电机供电电压是5V、12V、24V，供电电压允许误差±10%，电机外壳 上一般都会对供电电压规格作相应标识。 步进电机内部线圈电路图：
外部接口
2 步进电机的3种励磁方式 依次改变电流所流过的线圈，就可以让步进电机转动，如果顺序相反的话，电机 就会反方向转动，比如图13-1电机有A，/A，B，/B共4组线圈，最简单的方式就是 依次将电流按A，B，/A，/B顺序导入4组线圈，不同的导入方式会产生不同的结 果，电流的导入称为励磁，励磁有3种方式。 （1）1相励磁（也称为单4拍） 这种励磁方式是将电流一次只导入一组线圈中，每次可移动一个步进角，这种 励磁方式产生的力矩小，噪音振动最大，励磁顺序如表15-1所示，其中H表示励 磁，L表示未励磁，图15-2是对应波形图。 表15-1 图15-2 （2）2相励磁（也称为双4拍） 这种励磁方式是将电流一次导入两组线圈中，每次可移动一个步进角，由于同时 有2个线圈被励磁，因此产生的力矩较大，噪音振动比1相励磁小，励磁顺序如表 15-2所示，图15-3是对应波形图，按照表15-2的方式依1、2、3、4的顺序分别将4 组线圈中的2组线圈励磁，步进电机会转动4个步进角，如果反方向励磁（也就是以4、3、2、1的顺序），步进电机就按反方向转动4个步进角。
（3）1-2相励磁（也称为8拍） 这种励磁方式是上述两种励磁方式的综合，将A、B两相采用交互励磁的方式 进行，将电流第一次导入一组线圈中，在第二次导入两组线圈，每次可移动半 个步进角，是噪音振动最小的一种励磁方式，励磁顺序如表15-3所示，图15-4 是对应波形图，按照表15-3的方式依1、2、3、4、5、6、7、8的顺序分别将4组 线圈励磁，步进电机会转动4个步进角（虽然励磁8次，但因每次都只前进半个 步进角，总和还是4个步进角）。 3 步进电机驱动电路 步进电机典型驱动电路如图15-5所示，有时为了增加电机输出力矩，在不增加电源电压和驱动脉 冲宽度的前提下，可将图15-5中的4只反峰电压保护二极管1N4007去掉，只要电机绕组断电瞬间 产生的电压峰值不超过TIP122的极限电压100V即可，这样就成了图15-6的电路，TIP122内部CE间 已集成反向二极管，为了减轻内部反向二极管负担，所以外部并接了1N4007给电机绕组提供反向 电流通路，图15-7与图15-8是实测的TIP122集电极电压波形与TIP122发射极电流波形（即电机绕 组电流波形）。 图15-5 步进电机典型驱动电路图 15-6 增加驱动力矩的电路
GND 图15-7 典型电路波形 图15-8 增加力矩电路的波形 4步进电机驱动实例 例15.1 步进电机正反转测试，使用图15-7或图15-8的电路，采用1-2相励磁，要求上电后顺转 200步，然后反转200步，如此循环，完整实验代码如下。使用P20、P21、P22、P23口驱动电机 #include "STC15W4K.H " unsigned char code BiaoGe[8]={0x08,0x0C,0x04,0x06,0x02,0x03,0x01,0x09}; void PROT_Init(void) { P2M1 = 0x80; // 1000 0000 P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、接驱动功率管，推挽输出 P2M0 = 0x0f; // 0000 1111 P2.7 接接霍尔传感器信号输入，高阻输入 } void shun200() // 顺转200步 { unsigned int i; unsigned char n; n=0; for(i=0;i<400;i++) // 200步，i/2为实际步数 { P2=BiaoGe[n]|0xf0; // 不影响P2口高4位 delay3ms(); n=n+1; if (n>7) { n=0; } } P2&=0xf0; // 保证电机绕组断电 } void fan200() // 反转200步 { unsigned int i; unsigned char n; n=8; for(i=0;i<400;i++) // 200步，i/2为实际步数
P2=BiaoGe[n]|0xF0; // 不影响P2口高4位 delay3ms(); if (n==0) { } P2&=0xf0; // 保证电机绕组断电 } void main(void) { PROT_Init(); // 初始化端口 while(1) { shun200(); delay1s(); fan200(); delay1s(); } }
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第15章 步进电机测试.rar
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