四相步进电机原理图
步进电机控制原理
步进电机控制原理步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。
在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
一、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。
开始时，开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。
当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。
而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。
依次类推，A、B、C、D 四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。
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2.a、b、c所示：a. 单四拍b. 双四拍c八拍51单片机驱动步进电机的方法:驱动电压12V，步进角为7.5度. 一圈360 度, 需要48 个脉冲完成!该步进电机有6根引线，排列次序如下：1:红色、2:红色、3:橙色、4:棕色、5:黄色、6:黑色。
四相步进电机工作原理
四相步进电机工作原理四相步进电机是一种常见的电机类型，它通过控制电流的方向和大小来实现精确的步进运动。
在本文中，我们将深入探讨四相步进电机的工作原理，以及它是如何实现精确的步进运动的。
1. 基本原理。
四相步进电机由四个电磁线圈组成，每个线圈都与电机的一个固定位置相对应。
通过改变这些线圈的电流方向和大小，可以控制电机的转动。
通常情况下，四相步进电机会采用双极或四极设计，这意味着每个线圈都有两个状态，通电和断电。
通过改变线圈的通断状态，可以实现电机的步进运动。
2. 步进控制。
四相步进电机的步进控制是通过改变线圈的通断状态来实现的。
通常情况下，电机会按照固定的步距进行旋转，每一步的大小由线圈的设计和控制电流的大小决定。
通过改变线圈的通断状态和电流的大小，可以实现不同步距的步进运动，从而实现精确的位置控制。
3. 驱动方式。
四相步进电机的驱动方式通常有两种，全步进和半步进。
全步进是指每次只激活一个线圈，电机按照固定的步距进行旋转。
而半步进则是在全步进的基础上，每次激活两个相邻的线圈，从而实现更精细的步进运动。
通过这两种驱动方式的组合，可以实现更加精确的位置控制。
4. 控制电路。
为了实现对四相步进电机的精确控制，通常需要使用特定的控制电路。
这些控制电路可以根据输入的控制信号来改变线圈的通断状态和电流大小，从而实现精确的步进运动。
常见的控制电路包括脉冲控制器和驱动器，它们可以根据输入的脉冲信号来控制电机的旋转方向和步距。
5. 应用领域。
四相步进电机由于其精确的位置控制和简单的结构，被广泛应用于各种领域。
例如，它常用于打印机、数控机床、3D打印机和机器人等设备中，用于实现精确的位置控制和运动控制。
此外，四相步进电机还常用于需要精确控制的仪器和设备中，如医疗设备和实验仪器等。
总结。
四相步进电机是一种常见的电机类型，它通过改变线圈的通断状态和电流大小来实现精确的步进运动。
通过控制电机的驱动方式和控制电路，可以实现更加精确的位置控制和运动控制。
四相步进电机工作原理
四相步进电机工作原理
四相步进电机工作原理：
四相步进电机是一种将电脉冲信号转化为机械转动的电机。
它由电机本体、传感器和控制电路组成。
电机本体由一定数量的线圈组成，一般为两个、四个或八个线圈。
这些线圈被称为相，每个相都可以产生磁场。
在正常工作时，只有一个相处于激励状态。
传感器用于检测电机转动的位置和速度。
常用的传感器包括霍尔传感器和光电传感器。
控制电路接收来自外部的电脉冲信号，并根据这些信号来控制相的激励。
控制电路的任务是根据输入的脉冲信号，以正确的顺序依次激励每个相。
控制电路通常由微控制器或专用电路实现。
四相步进电机的工作原理是在每个相上依次通以电流，使得每个相产生磁场。
脉冲信号的频率和顺序确定了电机的转速和转动方向。
当控制电路将脉冲信号传递到下一个相时，磁场将跟随变化，导致电机转动一个固定的步距。
四相步进电机通常是开环控制的，也就是说，电机本身没有反馈机制来检测实际位置。
因此，在某些情况下，由于惯性或外部负载的影响，电机可能会错过脉冲信号或无法准确停止。
总之，四相步进电机通过依次激励每个相来实现转动。
通过控制脉冲信号的频率和顺序，可以实现不同的转速和转动方向。
步进电机原理接线
2相四线，四相五线，四相六线步进电机接线及驱动方法分类：单片机2010-07-18 09:24 5085人阅读评论(9) 收藏举报步进电机原理按照常理来说，步进电机接线要根据线的颜色来区分接线。
但是不同公司生产的步进电机，线的颜色不一样。
特别是国外的步进电机。
那么，步进电机接线应该用万用表打表。
步进电机内部构造如下图：通过上图可知，A，~A是联通的，B和~B是联通。
那么，A和~A是一组a，B和~B是一组b。
不管是两相四相，四相五线，四相六线步进电机。
内部构造都是如此。
至于究竟是四线，五线，还是六线。
就要看A和~A之间，B和B~之间有没有公共端com抽线。
如果a组和b组各自有一个com端，则该步进电机六线，如果a和b组的公共端连在一起，则是5线的。
所以，要弄清步进电机如何接线，只需把a组和b组分开。
用万用表打。
四线：由于四线没有com公共抽线，所以，a和b组是绝对绝缘的，不连通的。
所以，用万用表测，不连通的是一组。
五线：由于五线中，a和b组的公共端是连接在一起的。
用万用表测，当发现有一根线和其他几根线的电阻是相当的，那么，这根线就是公共com端。
对于驱动五线步进电机，公共com端不连接也是可以驱动步进电机的。
六线：a和b组的公共抽线com端是不连通的。
同样，用万用表测电阻，发现其中一根线和其他两根线阻止是一样的，那么这根线是com端，另2根线就属于一组。
对于驱动四相六线步进电机，两根公共com端不接先也可以驱动该步进电机的。
步进电机相关概念相数：产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数。
常用m表示。
拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示，或指电机转过一个齿距角所需脉冲数，以四相电机为例，有四相四拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍运行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.步距角：对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移用θ表示。
θ=360度（转子齿数J*运行拍数），以常规二、四相，转子齿为50齿电机为例。
四相步进电机工作原理
四相步进电机工作原理
四相步进电机是一种采用四个独立线圈驱动的电机，其工作原理是通过依次给每个线圈施加电流，来使得电机轮换地进行一步一步的旋转。
在电机内部，有四个线圈，分别被标记为A、B、C和D。
当
在线圈A中通入电流时，会在A线圈周围产生一个磁场。
根
据右手定则，当电流通过线圈A时，会产生一个磁场方向，
使得电机的转子顺时针旋转90度。
接下来，当在线圈B中通入电流时，会在B线圈周围产生一
个磁场。
由于磁场与转子的磁场相互作用，转子会继续顺时针旋转90度。
然后，当在线圈C中通入电流时，会在C线圈周围产生一个
磁场。
同样地，转子会继续顺时针旋转90度。
最后，当在线圈D中通入电流时，会在D线圈周围产生一个
磁场。
此时，转子已经完成一次完整的旋转。
通过依次按照A、B、C和D的顺序通入电流，并且控制电流
的大小，就可以实现精确控制步进电机的旋转角度和速度。
需要注意的是，四相步进电机的驱动方式和控制方法多种多样，可以通过改变电流的方向和大小来控制电机的运动。
同时，通过适当的脉冲信号控制，可以实现步进电机的准确位置控制，适用于许多自动控制系统和精密仪器。
4-四相五线减速步进电机28BYJ-48原理、仿真及演示程序(使用ULN2003A驱动)
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。
通俗一点讲，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。
可以通过控制脉冲个来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时也可以通过控制脉冲频率，来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
减速步进电机28BYJ-48的原理如下图：中间部分是转子，由一个永磁体组成，边上的是定子绕组。
当定子的一个绕组通电时，将产生一个方向的电磁场，如果这个磁场的方向和转子磁场方向不在同一条直线上，那么定子和转子的磁场将产生一个扭力将定子扭转。
依次改变绕组的磁场，就可以使步进电机正转或反转(比如通电次序为A->B->C->D正转，反之则反转)。
而改变磁场切换的时间间隔，就可以控制步进电机的速度了，这就是步进电机的驱动原理。
由于步进电机的驱动电流较大，单片机不能直接驱动，一般都是使用ULN2003达林顿阵列驱动，当然，使用下拉电阻或三极管也是可以驱动的，只不过效果不是那么好，产生的扭力比较小。
参考：减速步进电机28BYJ-48最简单的驱动方法28BYJ-48的内部结构请见这里下面是一个步进电机的演示程序：#include <reg52.h>sbit key=P2^0; //按键控制步进电机的方向unsigned char speed=5; //步进电机的转速//八拍方式驱动，顺序为A AB B BC C CD D DAunsigned char codeclockWise[]={0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08,0x0d};void delay(unsigned char z){unsigned char x,y;for(x=0;x<z;x++)for(y=0;y<110;y++);}void main(){unsigned char i;while(1){for(i=0;i<8;i++){if(key) //按键未按下，正转{P0=clockWise[i];delay(speed);}else //按键按下，反转{P0=clockWise[8-i];delay(speed);}}}}。
四相步进电机工作原理
四相步进电机工作原理
步进电机是一种利用旋转磁场原理来实现步进位置控制的电机，其特性比较明显，它可以定位精准，运行可靠，结构简单，它主要用于精密的非常快速的位置控制和启动应用，有四相步进电机、两相步进电机和五相步进电机等几种类型。
其中，四相步进电机具有比其他步进电机更加鲁棒的性能，但也更加复杂。
四相步进电机的工作原理主要基于旋转磁场的原理，它有两个主要结构：旋转磁场和磁铁。
磁场是由外部控制电路和控制电路供电来实现的，外部控制电路分为直流、正弦或方波等，控制电源由电池、变压器、桥式整流电源等实现。
它们两个之间的物理相互作用可以实现旋转磁场。
磁铁是该电机的结构部分，它由极化铁芯和转子铁芯组成，可以在旋转磁场的作用下产生强烈的定向磁力，从而实现步进的位置控制。
四相步进电机的具体运行方式是，当控制电路和控制电源激活时，旋转磁场就会产生，随后磁铁会随着磁场的旋转而实现一定的位置偏移，这就是它的步进位置控制。
而整个运行过程是按照一定的频率，以及一定的排序来控制位置偏移。
换句话来说，就是首先激活一个相位，然后随着电源和控制电路的供电，每个相位依次旋转，这样就可以实现步进的位置控制。
四相步进电机的总的优点主要体现在几个方面，首先，具有较高的功率密度，也就是所提供的功率比其它电机更加高级；其次，具有良好的功率效率，也就是所提供的功率较功率消耗更加高效；最后，
具有较高的精度，也就是位置控制方面比其它电机更加精准。
总之，四相步进电机是一种非常先进的电机，它凭借着旋转磁场原理实现步进位置控制，具备了高功率密度，良好的功率效率和高精度等优点，在非常快的位置控制和启动应用中，发挥着非常重要的作用。
28BYJ-48 四相八拍 减速步进电机
A.电压的确定
混合式步进电机驱动器的供电电源电压一般是一个较宽的范围（比如 IM483 的供电电压为 12～48VDC），电源电压通常根据电机的工作转速和响应要求来选 择。如果电机工作转速较高或响应要求较快，那么电压取值也高，但注意电源电 压的纹波不能超过驱动器的最大输入电压，否则可能损坏驱动器。
14.如果用简单的方法调整两相步进电机通电后的转动方向?
只需将电机与驱动器接线的 A+和 A-（或者 B+和 B-）对调即可。 四相五线减速步进电机 28BYJ-48 原理、仿真及演示程序(使用 ULN2003A 驱 动) 减速步进电机 28BYJ-48 的原理如下图：
中间部分是转子，由一个永磁体组成，边上的是定子绕组。当定子的一个绕 组通电时，将产生一个方向的电磁场，如果这个磁场的方向和转子磁场方向不在 同一条直线上，那么定子和转子的磁场将产生一个扭力将定子扭转。
逆时钟旋转相序表
uchar code CW[8]={0x09,0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08};
//
正时钟旋转相序表
sbit K1=P3^2; sbit K2=P3^3; sbit K3=P3^4; sbit FMQ=P3^6;
//反转按键 //正转按键 //停止按键 // 蜂鸣器
if(K3==0) {
break; //如果 K3 按下，退出此循环 } for(i=0;i<8;i++) //旋转 45 度 {
P1=CW[i]; delaynms(2); //调节转速 } } }
void main(void)
{
uchar r;
uchar N=64;
步进电机基础
步进电机的静态指标术语相数：产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数，是指电机内部的线圈组数，目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。
电机相数不同，其步距角也不同，一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72°。
在没有细分驱动器时，用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。
如果使用细分驱动器，则‘相数’将变得没有意义，用户只需在驱动器上改变细分数，就可以改变步距角。
目前应用最广泛的是两相和四相，四相电机一般用作两相，五相的成本较高。
拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示，或指电机转过一个齿距角所需脉冲数，以四相电机为例，有四相四拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍运行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.固有步距角：对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移用θ表示。
θ=360度（转子齿数J*运行拍数），以常规二、四相，转子齿为50齿电机为例。
四拍运行时步距角为θ=360度/（50*4）=1.8度（俗称整步），八拍运行时步距角为θ=360度/（50*8）=0.9度（俗称半步）。
这个步距角可以称之为‘电机固有步距角’，它不一定是电机实际工作时的真正步距角，真正的步距角和驱动器有关。
定位转矩（DETENT TORQUE）：电机在不通电状态下，电机转子自身的锁定力矩（由磁场齿形的谐波以及机械误差造成的），DETENT TORQUE 在国内没有统一的翻译方式，容易使大家产生误解；由于反应式步进电机的转子不是永磁材料，所以它没有DETENT TORQUE。
最大静转矩：也叫保持转矩（HOLDING TORQUE），电机在额定静态电作用下（通电），电机不作旋转运动时，电机转轴的锁定力矩，即定子锁住转子的力矩。
此力矩是衡量电机体积（几何尺寸）的标准，与驱动电压及驱动电源等无关。
步进电机原理
步进电机结构和工作原理步进电机是一种专门用于位置和速度精确控制的特种电机。
步进电机的最大特点是其“数字性”，对于微电脑发过来的每一个脉冲信号，步进电机在其驱动器的推动下运转一个固定角度（简称一步），如下图所示。
如接收到一串脉冲步进电机将连续运转一段相应距离。
同时您可通过控制脉冲频率，直接对电机转速进行控制。
由于步进电机工作原理易学易用，成本低（相对于伺服）、电机和驱动器不易损坏，非常适合于微电脑和单片机控制，因此近年来在各行各业的控制设备中获得了越来越广泛的应用.本文将向用户简述步进电机的基本结构和工作原理，举例说明步进电机驱动器的工作原理，直线步进电机的结构和工作原理。
步进电机的种类和特点步进电机在构造上有三种主要类型：反应式（Variable Reluctance，VR）、永磁式（Permanent Magnet,PM）和混合式(Hybrid Stepping,HS)。
反应式：定子上有绕组、转子由软磁材料组成。
结构简单、成本低、步距角小，可达1.2°、但动态性能差、效率低、发热大，可靠性难保证。
永磁式：永磁式步进电机的转子用永磁材料制成，转子的极数与定子的极数相同。
其特点是动态性能好、输出力矩大，但这种电机精度差，步矩角大（一般为7.5°或15°）。
混合式：混合式步进电机综合了反应式和永磁式的优点，其定子上有多相绕组、转子上采用永磁材料，转子和定子上均有多个小齿以提高步矩精度。
其特点是输出力矩大、动态性能好，步矩角小，但结构复杂、成本相对较高。
按定子上绕组来分，共有二相、三相和五相等系列。
最受欢迎的是两相混合式步进电机，约占 97% 以上的市场份额，其原因是性价比高，配上细分驱动器后效果良好。
该种电机的基本步矩角为1.8°/步，配上半步驱动器后，步矩角减少为0.9°，配上细分驱动器后其步矩角可细分达256倍（0.007°）。
由于摩擦力和制造精度等原因，实际控制精度略低。
四相步进电机原理图
四相步进电机原理图本文先介绍该步进电机的工作原理，然后介绍了其驱动器的软、硬件设计。
1. 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SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。
当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。
而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。
依次类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。
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2.a、b、c所示：a. 单四拍b. 双四拍c八拍图2.步进电机工作时序波形图2.基于AT89C2051的步进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：图3 步进电机驱动器系统电路原理图AT89C2051将控制脉冲从P1口的P1.4~P1.7输出，经74LS14反相后进入9014，经9014放大后控制光电开关，光电隔离后，由功率管TIP122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L1为步进电机的一相绕组。
AT89C2051选用频率22MHz的晶振，选用较高晶振的目的是为了在方式2下尽量减小AT89C2051对上位机脉冲信号周期的影响。
四相步进电机工作原理
四相步进电机工作原理
四相步进电机是一种常见的电机类型，它具有许多独特的工作原理和特点。
在
本文中，我们将深入探讨四相步进电机的工作原理，以帮助读者更好地理解这种电机的工作方式。
首先，让我们来了解一下四相步进电机的结构。
四相步进电机由定子和转子两
部分组成。
定子上有四组线圈，每组线圈都被称为一个相，因此称为四相步进电机。
转子上有多个磁极，通常是永磁体，这些磁极会与定子上的线圈产生磁耦合。
四相步进电机的工作原理基于磁场的相互作用。
当定子上的线圈通电时，会产
生一个磁场，这个磁场会与转子上的磁极相互作用，从而使转子产生转动。
通过依次通电不同的线圈，可以实现转子的精确控制和定位。
在实际应用中，控制四相步进电机的转动通常使用驱动器来完成。
驱动器会根
据输入的控制信号来依次通电不同的线圈，从而控制电机的转动角度和速度。
这种控制方式使得四相步进电机在许多自动化系统中得到广泛应用，例如打印机、数控机床、机器人等领域。
此外，四相步进电机还具有一些特点，例如步进角度固定、转矩与电流成正比、无需反馈控制等。
这些特点使得它在一些对精确控制要求较高的场合中表现出色。
总的来说，四相步进电机是一种结构简单、控制方便、精度高的电机类型。
通
过深入理解其工作原理，我们可以更好地应用它在各种自动化系统中，为人们的生产生活提供便利。
希望本文对读者对四相步进电机的工作原理有所帮助。
步进电机的工作原理
1. 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SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。
当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。
而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。
依次类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。
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2.a、b、c 所示：a. 单四拍b. 双四拍c八拍51单片机驱动步进电机的方法。
驱动电压12V，步进角为7.5度. 一圈360 度, 需要48 个脉冲完成该步进电机有6根引线，排列次序如下：1:红色、2:红色、3:橙色、4:棕色、5:黄色、6:黑色。
采用51驱动ULN2003的方法进行驱动。
ULN2003的驱动直接用单片机系统的5V电压，可能力矩不是很大，大家可自行加大驱动电压到12V。
1.步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。
在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。
这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。
使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。
四相步进电机原理图及程序
四相步进电机原理图本文先介绍该步进电机的工作原理，然后介绍了其驱动器的软、硬件设计。
1. 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SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。
当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。
而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。
依次类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。
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2.a、b、c所示：a. 单四拍b. 双四拍c八拍图2.步进电机工作时序波形图2.基于AT89C2051的步进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：图3 步进电机驱动器系统电路原理图AT89C2051将控制脉冲从P1口的P1.4~P1.7输出，经74LS14反相后进入9014，经9014放大后控制光电开关，光电隔离后，由功率管TIP122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L1为步进电机的一相绕组。
AT89C2051选用频率22MHz的晶振，选用较高晶振的目的是为了在方式2下尽量减小AT89C2051对上位机脉冲信号周期的影响。
四相步进电机原理图及其驱动器的软硬件设计
四相步进电机原理图及其驱动器的软硬件设计四相步进电机由两部分组成：电机本体和电机驱动器。
电机本体通常由两个固定部分组成：定子和转子。
定子由若干线圈组成，每个线圈与不同的相位电源相连接，分别称为A、B、C、D相。
转子由永磁体组成，并根据电机驱动器发出的脉冲信号进行定位。
原理图如下所示：电机驱动器软件设计：电机驱动器是通过控制电机的相序，将电流加到相应的线圈上，从而控制电机转动。
软件设计主要涉及到相序控制和脉冲信号的产生。
相序控制：根据电机的不同转速要求，通过改变相序可以控制电机的转速和转向。
相序控制可以通过编程实现，例如使用微控制器或可编程逻辑器件（FPGA）来控制电机的相序。
脉冲信号生成：脉冲信号是产生相序控制的关键，在驱动器中通常使用计数器来产生脉冲信号。
可以通过编程设置计数器的计数范围和计数速度，从而生成不同频率和占空比的脉冲信号。
电机驱动器硬件设计：电机驱动器的硬件设计包括电源供应、驱动器电路和保护电路。
电源供应：电机驱动器需要为电机提供稳定的电源电压和电流。
可以使用变压器和整流电路提供直流电源，也可以使用开关电源进行电源转换和稳压稳流。
驱动器电路：驱动器电路主要包括功率放大电路和控制逻辑电路。
功率放大电路负责驱动电机的线圈，通常使用功率晶体管、功率MOS管或功率集成电路来实现。
控制逻辑电路负责接收脉冲信号并产生相序控制信号，可以使用逻辑门电路和触发器电路来实现。
保护电路：保护电路用于保护电机和驱动器免受过压、过流等异常情况的损害。
常见的保护电路包括过压保护、过流保护和过热保护等。
综上所述，四相步进电机的驱动器软、硬件设计涉及到相序控制、脉冲信号生成、电源供应、驱动器电路和保护电路等内容，通过合理的设计和控制可以实现对电机的精确控制和驱动。
A步进电机四相八拍
一．方案设计本设计采用电压为DC12V的四相八拍步进电机35BYJ46型电机，用ULN2803作为步进电动机驱动电路主芯片，以8255A作为8088并行输出接口，8088对步进电机的控制信号则通过8255A送到ULN2803.关于转向与转速，通过查表的方式实现，以逐次递增方向查表，依次输出表中数据，则步进电机正转；以逐次递减方向查表，则步进电机反转，即通过一个表实现步进电机的正转与反转。
转速则通过调用延时子程序，当调用延时较长的子程序时，则步进电机转速慢，当调用延时较短的子程序时，步进电机转速加快。
二、硬件系统的基本原理在工业控制系统里步进电动机是主要的控制元件之一。
步进电机具有快速启动停止，精确定位和能够使用数字信号进行控制，能够实现脉冲-角度转换的特点，因此得到广泛的应用。
在使用步进电机的控制系统里，脉冲分配器产生周期的控制脉冲序列，步进电机驱动器每接收一个脉冲就控制步进电机沿给定方向步进一步。
实验使用型号为35BYJ46的四相步进电机，采用四相八拍控制方式工作。
步进电机的转角和转动方向取决于各相中通电脉冲的个数和顺序。
8088控制机控制步进电机的电路见图1-1。
计算机将表1－1所示的各种通电方式转换成相应的状态控制字，通过计算机将各种状态字依次送到接口电路，并根据速度的要求作相应的延时处理。
由接口电路输出所需的控制脉冲通过驱动电路路使步进电机按要求动作。
驱动电路使用ULN2803A达林顿晶体管，反相驱动，驱动电流可以达到500mA。
驱动电路的作用是对控制脉冲进行放大，产生步进电机工作所需要的激励电流。
图1-1 步进电机控制实验原理图35BYJ46型步进电机使用DC12V 电压，采用四相八拍控制相序。
励磁线圈和励磁顺序如图1-2，控制相序如表1-1。
表中的PB10～PB13对应并行接口8055的B 口0～3位。
如果使用8255B 口的其它位则相应的状态字也要改变。
表1-1 步进电机四相八拍相序表步 序 相 序通电相 对应PB 口的输出值（状态字）PB13 PB12 PB11 PB10 1 0 0 0 1 A 01H 2 0 0 1 1 AB 03H 3 0 0 1 0 B 02H 4 0 1 1 0 BC 06H 5 0 1 0 0 C 04H 6 1 1 0 0 CD 0CH 7 1 0 00 D 08H 810 1 DA09H图1-2 励磁顺序和励磁线圈示意图1 2 3 4 5 6 7 85+ + + + + + + + 4 - - - 3- - - 2- - - 1- - -135425 （黑） 4 （黄） 3 （棕） 2 （蓝） 1 （红）+12VA ’B ’C ’D ’A B C DPB0 PB1 PB2PB38255驱动单元步进电动机（二）8255A可编程并行接口芯片1.8255简介Intel 8086/8088 系列的可编程外设接口电路（Programmable Peripheral Interface)简称 PPI，型号为8255（改进型为8255A及8255A-5），具有24条输入/输出引脚、可编程的通用并行输入/输出接口电路。
4相步进电机工作原理
4相步进电机工作原理
四相步进电机是一种电动机，它通过逐步控制电流和磁场来实现旋转运动。
其工作原理如下：
1. 磁极排列：四相步进电机通常由两组磁极（一个是永磁铁，一个是线圈）组成，每个磁极分别均匀地分布在电机的转子和定子上。
2. 磁场切换：通过改变线圈中的电流方向，可以控制磁场的切换。
四相步进电机使用的是四个线圈，每个线圈与一个磁极相对应。
当电流通过线圈时，会产生一个磁场，根据电流方向的不同，磁场的极性也会不同。
3. 旋转步长：通过控制线圈电流的顺序和方向变化，可以使电机的转子逐步旋转。
四相步进电机通常采用全步进和半步进两种步长控制方式。
全步进时，每次只改变一个线圈的电流方向，使电机旋转一个小角度。
半步进时，每次改变两个线圈的电流方向，使电机旋转一个更小的角度。
4. 控制信号：为了控制四相步进电机的旋转，需要提供适当的控制信号。
通常使用微处理器或专用的步进电机驱动器来生成这些信号。
这些信号一般是由电脉冲组成，通过调整脉冲的频率和顺序，可以实现电机的不同运动模式和速度。
总的来说，四相步进电机的工作原理是通过改变线圈电流的方向和顺序，来控制磁场的切换，进而实现电机的旋转运动。
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四相步进电机原理图
本文先介绍该步进电机的工作原理，然后介绍了其驱动器的软、硬件设计。
1. 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SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相
绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。
当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。
而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。
依次类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。
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2.a、b、c所示：
a. 单四拍
b. 双四拍c八拍
图2.步进电机工作时序波形图
2.基于AT89C2051的步进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：
图3 步进电机驱动器系统电路原理图
AT89C2051将控制脉冲从P1口的P1.4~P1.7输出，经74LS14反相后进入9014，经9014放大后控制光电开关，光电隔离后，由功率管TIP122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L1为步进电机的一相绕组。
AT89C2051选用频率22MHz的晶振，选用较高晶振的目的是为了在方式2下尽量减小AT89C2051对上位机脉冲信号周期的影响。
图3中的RL1~RL4为绕组内阻，50Ω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。
D1~D4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（D1~D4）而衰减掉，从而保护了功率管TIP122不受损坏。
在50Ω外接电阻上并联一个200μF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200Ω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，也起到提高高频工作性能的作用。
3.软件设计
该驱动器根据拨码开关KX、KY的不同组合有三种工作方式供选择：
方式1为中断方式：P3.5(INT1)为步进脉冲输入端，P3.7为正反转脉冲输入端。
上位机(PC机或单片机)与驱动器仅以2条线相连。
方式2为串行通讯方式：上位机(PC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行完成有关控制过程。
方式3为拨码开关控制方式：通过K1~K5的不同组合，直接控制步进电机。
当上电或按下复位键KR后，AT89C2051先检测拨码开关KX、KY的状态，根据KX、KY 的不同组合，进入不同的工作方式。
以下给出方式1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20H单元的各位为步进电机正转标志位;21H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。
图4 方式1程序框图
方式1源程序：
MOV 20H,#00H ;20H单元置初值，电机正转位置指针MOV 21H,#00H ;21H单元置初值，电机反转位置指针MOV P1,#0C0H ;P1口置初值，防止电机上电短路MOV TMOD,#60H ;T1计数器置初值,开中断
MOV TL1,#0FFH
MOV TH1,#0FFH
SETB ET1
SETB EA
SETB TR1
SJMP $
;***********计数器1中断程序************
IT1P: JB P3.7,FAN ;电机正、反转指针
;*************电机正转*****************
JB 00H,LOOP0
JB 01H,LOOP1
JB 02H,LOOP2
JB 03H,LOOP3
JB 04H,LOOP4
JB 05H,LOOP5
JB 06H,LOOP6
JB 07H,LOOP7
LOOP0: MOV P1,#0D0H
MOV 21H,#40H
AJMP QUIT
LOOP1: MOV P1,#090H MOV 20H,#04H
MOV 21H,#20H
AJMP QUIT
LOOP2: MOV P1,#0B0H MOV 20H,#08H
MOV 21H,#10H
AJMP QUIT
LOOP3: MOV P1,#030H MOV 20H,#10H
MOV 21H,#08H
AJMP QUIT
LOOP4: MOV P1,#070H MOV 20H,#20H
MOV 21H,#04H
AJMP QUIT
LOOP5: MOV P1,#060H MOV 20H,#40H
MOV 21H,#02H
AJMP QUIT
LOOP6: MOV P1,#0E0H
MOV 21H,#01H
AJMP QUIT
LOOP7: MOV P1,#0C0H
MOV ; 20H,#01H
MOV 21H,#80H
AJMP QUIT
;***************电机反转***************** FAN: JB 08H,LOOQ0
JB 09H,LOOQ1
JB 0AH,LOOQ2
JB 0BH,LOOQ3
JB 0CH,LOOQ4
JB 0DH,LOOQ5
JB 0EH,LOOQ6
JB 0FH,LOOQ7
LOOQ0: MOV P1,#0A0H
MOV 21H,#02H
MOV 20H,#40H
AJMP QUIT
LOOQ1: MOV P1,#0E0H
MOV 21H,#04H
MOV 20H,#20H
AJMP QUIT
LOOQ2: MOV P1,#0C0H MOV 21H,#08H
MOV 20H,#10H
AJMP QUIT
LOOQ3: MOV P1,#0D0H MOV 21H,#10H
MOV 20H,#08H
AJMP QUIT
LOOQ4: MOV P1,#050H MOV 21H,#20H
MOV 20H,#04H
AJMP QUIT
LOOQ5: MOV P1,#070H MOV 21H,#40H
MOV 20H,#02H
AJMP QUIT
LOOQ6: MOV P1,#030H MOV 21H,#80H
MOV 20H,#01H
AJMP QUIT
LOOQ7: MOV P1,#0B0H MOV 21H,#01H
MOV 20H,#80H
QUIT: RETI
END
4.结论
该驱动器经实验验证能驱动0.5N.m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1.2N.m的步进电机。
该驱动器电路简单可靠，结构紧凑，对于I/O口线与单片机资源紧张的系统来说特别适用。