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1、四相步进电机原理图及其驱动器的软、硬件设计步进电机的工作原理该步进电机为一四相步进电机，采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。图1四相步进电机步进示意图开始时，开关接通电源，A、断开，相磁极和转子0号齿对齐，同时，转子的1号齿就和、相绕组磁极产生错齿，、号齿就和、相绕组磁极产生错齿。当开关接通电源，、断开时，由于相绕组的磁力线和、号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和、相绕组的磁极对齐。而0、号齿和、相绕组产生错齿，、号齿就和、相绕组磁极产生错齿。依次类推，、四相绕组轮流供电，则转子会沿着、方
2、向转动。四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图所示：刖中jmmrnjirLTiJirirLrLAtn.n一Ji一b相_n_n_tlcwnnnd相innn_njmjirLrLnji_nLTLrLrLj-L_r-L_rji_r-LJLO-L-T-L-T-L-TjuLnnrLnnrLrLrumnrLrLn单四拍拍双四八拍图2.步进电机工作时序波形图基于的步进
3、电机驱动器系统电路原理步进电机驱动器系统电路原理如图3：67QHtSVCjT*5T乱7KL5JMK3OILLt力武HTlPt22TFU2L-ITPL52L4tipmTCCRE；ETPLSJ；TAL2P.6PL1piaSTALLP3.2P3JP34Pl.3Fl-r3FLAWC2051PJftESD)PIJP35；订hQjP3?CP(JTrtL)WP图步进电机驱动器系统电路原理图将控制脉冲从口的输出，经反相后进入,经放大后控制光电开关，光电隔离后，由功率管将脉冲信号进行电压和电流放大，驱动步进电机的各相绕组。使步进电机随着不同的脉冲信号分别作正转、反转、加速、减速和停止等动作。图中为步进电机的一相
4、绕组。选用频率的晶振，选用较高晶振的目的是为了在方式下尽量减小对上位机脉冲信号周期的影响。图中的为绕组内阻，0电阻是一外接电阻，起限流作用，也是一个改善回路时间常数的元件。为续流二极管，使电机绕组产生的反电动势通过续流二极管（）而衰减掉，从而保护了功率管不受损坏。在Q外接电阻上并联一个0电容，可以改善注入步进电机绕组的电流脉冲前沿，提高了步进电机的高频性能。与续流二极管串联的Q电阻可减小回路的放电时间常数，使绕组中电流脉冲的后沿变陡，电流下降时间变小，也起到提咼咼频工作性能的作用。软件设计该驱动器根据拨码开关、的不同组合有三种工作方式供选择：方式为中断方式：为步进脉冲输入端，为正反转脉冲输入端
5、。上位机机或单片机与驱动器仅以条线相连。方式为串行通讯方式：上位机机或单片机将控制命令发送给驱动器,驱动器根据控制命令自彳丁完成有关控制过程。方式为拨码开关控制方式：通过的不同组合，直接控制步进电机。当上电或按下复位键后，先检测拨码开关、的状态，根据X的不同组合，进入不同的工作方式。以下给出方式的程序流程框图与源程序。在程序的编制中，要特别注意步进电机在换向时的处理。为使步进电机在换向时能平滑过渡，不至于产生错步，应在每一步中设置标志位。其中单元的各位为步进电机正转标志位单元各位为反转标志位。在正转时，不仅给正转标志位赋值，也同时给反转标志位赋值;在反转时也如此。这样，当步进电机换向时，就可以
6、上一次的位置作为起点反向运动，避免了电机换向时产生错步。it数器T1初贻化图4方式1程序框图方式1源程序：单元置初值，电机正转位置指针单元置初值，电机反转位置指针口置初值，防止电机上电短路计数器置初值开中断计*数*器*1中*断程序*电机正、反转指针*电*机*正*转*MOV20H,#02HMOV21H,#40HAJMPQUITLOOP1:MOVP1,#090HMOV20H,#04HMOV21H,#20HAJMPQUITLOOP2:MOVP1,#0B0HMOV20H,#08HMOV21H,#10HAJMPQUITLOOP3:MOVP1,#030HMOV20H,#10HMOV21H,#08HAJMP
7、QUITLOOP4:MOVP1,#070HMOV20H,#20HMOV21H,#04HAJMPQUITLOOP5:MOVP1,#060HMOV20H,#40HMOV21H,#02HAJMPQUITLOOP6:MOVP1,#0E0H电*机*反*转*LOOQ2:MOVP1,#0C0HMOV21H,#08HMOV20H,#10HAJMPQUITLOOQ3:MOVP1,#0D0HMOV21H,#10HMOV20H,#08HAJMPQUITLOOQ4:MOVP1,#050HMOV21H,#20HMOV20H,#04HAJMPQUITLOOQ5:MOVP1,#070HMOV21H,#40HMOV20H,#02HAJMPQUITLOOQ6:MOVP1,#030HMOV21H,#80HMOV20H,#01HAJMPQUITLOOQ7:MOVP1,#0B0HMOV21H,#01HMOV20H,#80HQUIT:RETI结.论该驱动器经实验验证能驱动的步进电机。将驱动部分的电阻、电容及续流二极管的有关参数加以调整，可驱动的步进电机。该驱动器电路简单可靠，结构紧凑，对于口线与单片机资源紧张的系统来说特别适用。
