51单片机学习笔记【八】——步进电机

一.步进电机基础

1.定义

• 步进电机是将电脉冲转化为角位移的执行机构，主要使用永磁性步进电机，本实验使用的步进电机为四线双性步进电机；
• 步进电机的相数指产生不同极性N,S磁场的激磁线圈对数，常用m表示；
• 步进电机的拍数指完成一个磁场周期性变化所需脉冲数，以四线二相电机为例：
  
  • 单向四拍：A/-B-A-B/
  • 双向四拍：A/B-AB-AB/-A/B/
  • 单&双八拍：A/-A/B-B-AB-A-AB/-B/-A/B/
• 步进角指定子没改变一次通电状态，转子转过的角度，与磁极数，定子相数，通电方式节拍成负相关。计算
  360/(m*Z*C)
  m–定子向数
  Z–转子磁极数
  C–通电方式
  C=1 单或双轮流通电
  C=2 单和双轮流通电

2.步进电机步进方式

（1）.单拍方式：每次仅给一个绕组通电，使转子转动，并运动到转子永磁体与具有相反极性的绕组对齐的位置

（2）.双拍方式：同时给两个绕组通电使转子旋转，优点是比单拍获得更多输出力矩，缺点消耗更多能量；

（3）.半拍方式：工作时则让两个绕组和单个绕组通电方式交替进行；

3.四线双性步进电机原理图

4.UDN2916介绍

UDN2916LB是SANKEN公司推出的一款两相步进电机双极驱动集成电路芯片，能够驱动双绕组双极步进电机，适用的电机电压范围为10～45V，逻辑电压不能超过7V；通过内部脉宽调制控制器(PWM)可实现最大750mA的输出电流；内置1/3和2/3分割器；逻辑输入实现1相/2相/W1-2phase激励模式；内置过热和交叉电流保护功能；内置防止低压误操作等保护功能。UDN2916LB内部结构如图所示，芯片有两组电路构成，每组电路由PWM控制器、电桥及辅助电路组成。

5.实验说明

本实验通过控制步进电机以半步八拍的方式转动，学习步进电机的原理与引用。接线为步进电机接M_OUT,P1–P1.0,P2–P1.1,I01–P1.2,I02–P1.3,I11–P1.4,I12–P1.5。

6.例程源代码

/**************************************
  > File Name: 四线双极性步进电机
  > Author: pengshp
  > Mail: [email protected]
  > Date: 2015年 7 月 26 日
***************************************/
#include 
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int

sbit PH1=P1^0;//A线圈电流控制
sbit PH2=P1^1;//B线圈电流控制
sbit T01=P1^2;//UDN2916电流控制
sbit T02=P1^3;
sbit T11=P1^4;
sbit T12=P1^5;

void Delay(uchar t)//延时函数
{
    uchar a;
    while(t--)
    {
        for(a=70;a>0;a--);
    }
}

/*半步八拍节拍控制函数*/
void Step()
{
    /*A/ A拍反向电流*/
    PH1=0;//PH1为0，A组线圈为反向电流
    T01=0;//以最大电流输出
    T11=0;
    PH2=1;//PH2为1，B线圈为正向电流
    T02=1;//关闭电流输出
    T12=1;
    Delay(2);

    /*A/B AB拍，A为反向电流，B为正向电流*/
    PH1=1;//PH1为1，A组线圈为正向电流
    T01=0;//以最大电流输出
    T11=0;
    PH2=1;//PH2为1，B线圈为正向电流
    T02=1;//关闭电流输出
    T12=1;
    Delay(2);

    /*B B为正向电流*/
    PH1=0;//PH1为0，A组线圈为反向电流
    T01=1;//关闭电流输出
    T11=1;
    PH2=1;//PH2为1，B线圈为正向电流
    T02=0;//
    T12=0;
    Delay(2);

    /*AB AB都为正向电流*/
    PH1=1;//PH1为1，A组线圈为正向电流
    T01=0;//以最大电流输出
    T11=0;
    PH2=1;//PH2为1，B线圈为正向电流
    T02=0;//以最大电流输出
    T12=0;
    Delay(2);

    /*A A为正向电流*/
    PH1=1;//PH1为1，A组线圈为正向电流
    T01=0;//以最大电流输出
    T11=0;
    PH2=1;//PH2为1，B线圈为正向电流
    T02=1;//关闭电流输出
    T12=1;
    Delay(2);

    /*AB/ A为正向电流,B为反向电流*/
    PH1=1;//PH1为1，A组线圈为正向电流
    T01=0;//以最大电流输出
    T11=0;
    PH2=0;//PH为0，B线圈为反向电流
    T02=0;//以最大电流输出
    T12=0;
    Delay(2);

    /*B/ B为反向电流*/
    PH1=1;//PH1为1，A组线圈为正向电流
    T01=1;//关闭电流输出
    T11=1;
    PH2=0;//PH2为0，B线圈为反向电流
    T02=0;//关闭电流输出
    T12=0;
    Delay(2);

    /*A/B/ AB都为反向电流*/
    PH1=0;//PH1为0，A组线圈为反向电流
    T01=0;//以最大电流输出
    T11=0;
    PH2=0;//PH2为0，B线圈为反向电流
    T02=0;//以最大电流输出
    T12=0;
    Delay(2);

}
void main()
{
    while(1)
    {
        Step();
    }
}