四相步进电机有两种运行方式

两相、三相、四相步进电机环行分配方式

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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。

四相步进电机驱动程序及工作原理

四相步进电机驱动程序及工作原理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。

开始时，开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极与转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就与C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就与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相绕组的磁力线与1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿与C相绕组的磁极对齐。

而0、3号齿与A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就与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：驱动电路：程序：大家对照一下程序就知道，本程序采用了八拍工作方式**项目：步进电机正反转（EE01学习板演示程序）**一线工人**网站：电子工程师之家#include <reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar codeFFW[8]={0xf1,0xf3,0xf2,0xf6,0xf4,0xfc,0xf8,0xf9};uchar code REV[8]={0xf9,0xf8,0xfc,0xf4,0xf6,0xf2,0xf3,0xf1};/* 延时t毫秒/* 11.0592MHz时钟，延时约1msvoid delay(uint t)uint k;while(t--)for(k=0; k<123; k++)/*步进电机正转void motor_ffw(uint n)uchar i;uint j;for (j=0; j<12*n; j++) //转1×n圈for (i=0; i<8; i++) //一个周期转30度P0 = FFW; //取数据delay(15); //调节转速/*步进电机反转void motor_rev(uint n)uchar i;uint j;for (j=0; j<12*n; j++) //转1×n圈for (i=0; i<8; i++) //一个周期转30度P0 = REV; //取数据delay(15); //调节转速* 主程序main()while(1)motor_ffw(5); //电机正转delay(1000); //换向延时motor_rev(5); //电机反转delay(1000); //换向延时。

四相步进电动机的原理

四相步进电动机的原理
四相步进电动机是一种常用的控制精度较高的电动机，广泛应用于自动化设备中。

其原理如下：
1. 结构组成：四相步进电动机由永磁转子和定子组成。

永磁转子上有固定的磁极，定子上有与之相对应的线圈。

2. 工作原理：四相步进电动机根据电流方向的改变来实现转子的逐步转动。

通过改变电流的流向，使得定子上的线圈产生磁场，与永磁转子上的磁场相互作用，从而使得转子逐步转动。

3. 驱动方式：通过电流控制来驱动四相步进电动机。

通过改变电流的大小和方向，可以实现步进电动机的正转、反转、加速、减速等控制。

4. 步进角度：四相步进电动机每次转动的角度称为步进角度。

步进角度的大小取决于所控制的电流脉冲的频率和控制方式。

常见的步进角度有1.8度和0.9度。

总之，四相步进电动机的原理是通过改变电流的流向，使得定子上的线圈产生磁场与永磁转子上的磁场相互作用，从而实现转子的逐步转动。

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相步进电机原理

4相步进电机原理步进电机（Stepper Motor）是将电脉冲信号转化为旋转运动的一种电动机。

它具有结构简单、控制方便、运行稳定等特点，在工业自动化、数字仪表、电子设备等领域得到广泛应用。

步进电机的工作原理可分为磁阻式、永磁式、混合式和有刷式等几种，本文主要介绍混合式步进电机的原理。

混合式步进电机的结构相对复杂，但是具有较高的性能指标，是目前应用最广泛的一种步进电机。

混合式步进电机既具有永磁式步进电机的简单结构特点，又具有磁阻式步进电机的高输出力矩特点。

它由转子、定子、绕组、永磁体和传感器等组成。

混合式步进电机的原理如下：1. 磁场分布原理：混合式步进电机中，定子上的绕组和转子上的永磁体产生磁场。

永磁体产生的磁场为固定磁场，而绕组产生的磁场为可控磁场。

当绕组中通过电流时，产生的磁场将与永磁体的磁场相互作用，形成一个“绕组磁场”和一个“永磁磁场”。

绕组磁场和永磁磁场的相互作用将导致转子受力并产生转动。

2. 磁场转动原理：绕组磁场在定子中的分布是通过驱动电路控制的。

驱动电路根据输入的脉冲信号，以一定的顺序对绕组施加电流。

当电流变化时，绕组产生的磁场也会相应变化。

当绕组磁场随着脉冲信号的改变而在定子中不断转动时，它会与永磁体的磁场产生相互作用，从而使转子受力并转动。

3. 步进角度原理：步进电机是按一定的步进角度来转动的。

步进角度是由驱动电路所提供的脉冲信号数量和频率决定的。

当驱动电路输出一个脉冲时，转子转动一个步进角度，其大小与转子结构、定子绕组的数量和电机驱动系统有关。

当驱动电路以不同的步进角度驱动电机时，转子的转动速度也会相应改变。

4. 步进模式原理：混合式步进电机有全步进模式和半步进模式两种驱动方式。

全步进模式即每接收一个脉冲信号，转子转动一个步进角度。

半步进模式则是在两个相邻全步进模式之间，通过改变绕组的电流方向，使转子转动半个步进角度。

半步进模式可以提高步进电机的分辨率和转动平滑性。

总结起来，混合式步进电机的工作原理主要包括磁场分布原理、磁场转动原理、步进角度原理和步进模式原理。

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。

四相步进电机原理图

四相步进电机原理图及其驱动器的软、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。

步进电机的分类

步进电机的分类
步进电机可以分为以下几种分类：
1. 永磁式步进电机：通过在转子内部放置永磁体来生成磁场，转子和定子之间的磁场交互作用产生转矩，实现步进运动。

2. 双绕组式步进电机：包括两个绕组，每个绕组都有自己的阻抗相串联，通过改变绕组的电流方向和大小来控制转子的步进运动。

3. 双极步进电机：拥有两种状态，每次只能从一种状态转换到另一种状态，转子通过磁场的吸引力而产生步进运动。

4. 四相步进电机：有四个相位绕组，通过控制绕组的电流来产生引力转子并实现步进运动。

5. 全/半步进电机：通过变化绕组的电流来控制转子的步进运动。

全步进电机每次只进行一个步进，而半步进电机可以在一个步进中进行更小的增量运动。

6. 隔离式步进电机：在永磁转子和定子之间使用气体或液体作为隔离媒介，以减少摩擦和磨损，并提高步进电机的精度和寿命。

这些是常见的步进电机分类，根据不同的应用需求和工作原理，可能还存在其他
类型的步进电机。

PLC实现步进电机的正反转和调整控制

PLC实现步进电机的正反转和调整控制PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于自动化控制系统的可编程电子设备。

在工业领域，PLC被广泛应用于各种自动化设备和机器的控制。

步进电机是一种非塔式电机，其运动是以固定的步长进行的，适用于需要精确定位的应用，如印刷机、数控机床等。

本文将介绍如何使用PLC实现步进电机的正反转和调整控制。

步进电机的正反转控制可以通过改变电机的运行顺序来实现。

一种常见的方法是使用四相步进电机，通过改变电机的相序来实现正反转。

一般来说，步进电机有两种驱动方式：全步进和半步进。

全步进驱动方式是指每次脉冲信号到达时，电机转动一个步进角度。

全步进驱动方式可以通过控制PLC输出的脉冲信号来实现。

例如，当需要电机正转时，在PLC程序中输出连续的脉冲信号，电机将按照一定的步进角度顺时针旋转。

当需要反转时，输出连续的反向脉冲信号，电机将逆时针旋转。

半步进驱动方式是指每次脉冲信号到达时，电机转动半个步进角度。

半步进驱动方式可以通过改变输出的脉冲信号序列来实现。

例如，正转时输出连续的脉冲信号序列：1000、1100、0100、0110、0010、0011、0001、1001，电机将按照半个步进角度顺时针旋转；反转时输出反向脉冲信号序列：1001、0001、0011、0010、0110、0100、1100、1000，电机将逆时针旋转。

调整控制是指通过PLC来调整步进电机的运行速度和位置。

调速控制可以通过改变输出脉冲信号的频率来实现。

例如，可以定义一个计时器来控制输出脉冲信号的频率，通过改变计时器的时间参数来改变电机的速度。

较小的时间参数将导致更快的脉冲频率，从而使电机加快转速。

位置控制可以通过记录步进电机当前的位置来实现。

可以使用PLC的存储和控制功能来记录和更新电机的位置信息。

例如，可以使用一个变量来保存电机当前的位置，并在转动过程中不断更新该变量的值。

通过读取该变量的值，可以获得电机当前的位置信息。

总结起来，使用PLC实现步进电机的正反转和调整控制可以通过控制输出的脉冲信号序列和频率来实现。

四相五线步进电机工作原理是什么

四相五线步进电机工作原理是什么在现代工业自动化控制系统中，步进电机作为一种常用的执行器件，广泛应用于各种机械设备中。

其中，四相五线步进电机作为一种常见类型的步进电机，其工作原理相对简单却极具效率和精度，因此备受青睐。

四相五线步进电机的基本结构和工作原理四相五线步进电机通常由电机本体、定子、转子、端子等部件组成。

在其内部，定子上包裹着绕有不同电流的四组线圈，而转子则是由多极永磁体构成。

通过合适的控制方法，可以实现步进电机的精确位置控制。

四相五线步进电机的工作原理主要基于磁场的相互作用。

当电流通过步进电机的各个线圈时，会在定子和转子之间产生磁场。

根据不同的电流激励组合，这些磁场的变化将导致电机的转子按固定的步距旋转，从而实现精确的位置调节。

步进电机的工作模式四相五线步进电机通常分为全步进和半步进两种工作模式。

在全步进模式下，电机按照固定的步距顺时针或逆时针旋转，每次只转动一个步距。

而在半步进模式下，电机每个步距可以再次细分为更小的步距，从而提高了电机的分辨率和位置控制的精度。

控制方法和应用领域为了实现对步进电机的精确控制，可以采用脉冲信号驱动的方法。

通过对不同组合的脉冲信号进行控制，可以使步进电机按照预定的步距旋转，实现所需的运动效果。

四相五线步进电机广泛应用于各种需要精确位置控制的场合，如数控机床、打印设备、医疗器械等。

其工作原理简单、结构紧凑、运行可靠，使其成为自动化控制系统中的重要组成部分。

未来发展趋势随着技术的不断发展，步进电机在控制精度、效率和稳定性方面有望进一步提升。

未来，步进电机有望在更多领域得到广泛应用，为工业自动化带来更多便利和效益。

总的来说，四相五线步进电机以其简单而高效的工作原理，在现代自动化控制系统中发挥着重要作用。

通过精确的控制和位置调节，它为各种机械设备的运行提供了可靠支持，推动了工业自动化的发展进程。

四相电机-四拍八拍步距角

四相电机八拍步距角：步进电机的步距角，公式是：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,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，八拍运行时步距角为θ=360度/（50*8）=0.9度。

四相步进电机有四组绕组，应该是8根线。

四拍是单拍，指线圈按照A-B-C-D-A……顺序通电。

反转时线圈按照A-D-C-B-A……顺序通电。

四相电机四拍步距角：四相步进电机有两种运行方式，一、四相四拍；二、四相八拍。

要想搞清楚四相八拍运行方式下步进电机的转速如果计算，需要先清楚两个基本概念。

1、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.2、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）。

这两个概念清楚后，我们再来计算转速，以基本步距角1.8°的步进电机为例（现在市场上常规的二、四相混合式步进电机基本步距角都是 1.8°），四相八拍运行方式下，每接收一个脉冲信号，转过0.9°，如果每秒钟接收400个脉冲，那么转速为每秒400X0.9°=360°，相当与每秒钟转一圈，每分钟60转。

其他情况同理可以计算得出。

至于针对某一电机的最大转速，这跟电机的内部参数和驱动器的电压有关系。

步进电机的相数：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。

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。

四相步进电机工作原理

四相步进电机工作原理
四相步进电机是通过电流驱动来实现旋转运动的。

它由一个旋转部件和四组定子线圈组成。

当电流依次通过这四组定子线圈时，它们会产生磁场，与旋转部件上的永磁体相互作用，从而将旋转部件带动旋转。

在四相步进电机中，定子线圈分别被称为A、B、C和D相。

每个相都有两个绕组，通过两个相反方向的电流来确定磁场的方向。

这样，总共有八个绕组用于驱动电机。

步进电机的工作原理可以简要概括为以下几个步骤：
1. 当只有A相通电时，A相绕组产生一个磁场，通过与永磁体相互作用，使得旋转部件旋转一定角度。

2. 当A相不再通电，而B相开始通电时，B相绕组产生的磁场与旋转部件上的永磁体相互作用，使得旋转部件继续旋转一定的角度。

3. 类似地，当B相不再通电，而C相开始通电时，C相绕组产生的磁场将旋转部件进一步旋转。

4. 最后，当C相不再通电，而D相开始通电时，D相绕组产生的磁场将旋转部件继续旋转，最终完成一次完整的步进。

通过依次激活不同的相，步进电机可以实现精确的角度控制，常用于需要准确定位或控制角度的应用中。

同时，步进电机由于没有传统意义上的换向器，结构比较简单，不易损坏，使用寿命长，使得其在很多领域得到了广泛的应用。

四相步进电机环形脉冲分配的两种实现

• 160•以四相混合式步进电机为例，对比介绍了用软件和硬件方式实现步进电机环形脉冲分配，分析了两种不同实现方法的优缺点。

步进电机作为精密的执行元件，广泛应用于数字控制的各个领域，特别是在开环控制系统中，步进电机具有绝对优势。

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，而环行脉冲分配就是产生控制脉冲中心。

因此，环行脉冲分配的可靠性、精确度以及可变性控制对步进电机的控制显得尤为重要。

实现步进电机脉冲分配的方法主要有两种：一种是通过计算机软件采用查表和计算方法进行脉冲分配，简称软环分，另一种是硬环分，即采用硬件手段实现脉冲分配。

这两种方法在使用上都各有千秋，本文将以四相混合式步进电机为例，对这两种方法做些简单介绍。

图1 单片机与四相步进电机接线示意图1 软环分如图1所示，单片机与步进电机通过P0口相接，要实现系统的电机脉冲环分功能，则需要在内存ROM 中开辟一个区域存储环形分配器的输出状态表。

系统软件通过查表得到电机输出状态控制字，送至输出口。

例如，在程序存储器中，从2000H 开始存储电机的四相单四拍的状态表，从3000H 开始存储电机的四相双四拍的状态表，从4000H 开始存储电机的四相八拍的状态表，并且设定高电平导通，低电平截止，则不同地址的存储内容已经对应电机绕组导通状态如表1所示。

在系统软件中，设定一个字节R0作为状态计数器，并按正反转要求执行加1减1操作，在程序中，判断P1.0、P1.1、P1.2位状态，决定电机的运转方式，则对应正转程序为：调用延时子程序改变输出状态码的间隔时间就可改变X 向或Y向步进电动机的转速，程序如下：用软环分的方法充分利用计算机软件资源，降低硬件成本，尤其对多相电机的脉冲分配有更大的优点，但由于软环分占用计算机的运行时间，故会使插补周期增加，易影响步进电机的运行速度。

2 硬件环分硬件环形分配器是由数字逻辑电路设计而成，相对于软环分来说，硬环分提高了系统的灵活性和可靠性，使CPU 专职于控四相步进电机环形脉冲分配的两种实现南昌航空大学工程训练中心曹清国南昌航空大学航空制造工程学院肖洁候华腾表1 存储内容与电机绕组状态对应表地址内容状态地址内容状态地址内容状态四相单四拍2000H01H A 四相双四拍3000H 03H AB 四相八拍4000H 01H A 2001H 02H B 3001H 06H BC 4001H 03H AB 2002H04HC3002H0CHCD4002H 02H B 2003H08HD3003H09HDA4003H 06H BC 2004H01HA3004H03HAB4004H 04H C 2005H02H B 3005H 06H BC 4005H 0CH CD 2006H 04H C 3006H 0CH CD 4006H 08H D 2007H08HD3007H09HDA4007H09HDA制工作，而且专用芯片使用方便，接口简单，易于编程。

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。

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。