01 小功率4相步進電機的驅動

下面是一種驅動電路框圖：

達林頓管陣列ULN2803分別從鎖存器取出第0,2,4,6位和1,3,5,7位去驅動兩個步進電機.四相步進電機的通電順序可以有幾種:A,B,C,D(4相4拍);AB,BC,CD,DA(4相雙4拍);A,AB,B,BC,C,CD,D,DA(4相8拍).為了兼顧穩定性,轉矩和功耗,一般采用4相8拍方式.所有這些方式都可以通過循環移位實現(也要有定期監控)，為了使4相8拍容易實現，鎖存器與驅動部分采用了交叉連接。

步進電機工作在四相八拍模式（即正轉的輸入信號為1000→1100→0100→0110→0010→0011→0001→1001→1000），對應每個步進電機要有四個信號輸入端，理論上向端口輸出信號可以控制兩個步進電機的工作。寄存器循環移位奇偶位分別作兩個步進電機的驅動端的做法，

其思想如下：

LOOP: MOV A,#1110000B;在A寄存器中置入11100000

RR A;右移位

AJMPLOOP;循環右移位

這樣在寄存器A中存儲的值會有如下循環11100000→01110000→00111000→00011100→00001110→00000111→10000011→11000001→11100000,其奇數位有如下循環1000→1100→0100→0110→0010→0011→0001→1001→1000,其偶數位有如下循環1100→0100→0110→0010→0011→0001→1001→1000→1100.將A輸出到P0端口，則奇數位和偶數位正是我們所需要的步進電機輸入信號。

而事實上每個電機的動作是不同的,為此我們在RAM中為每個電機開辟一個byte的狀態字節用以循環移位.在每一個電機周期里,根據需要對每個電機的byte進行移位,并用ANL指令將兩個電機的狀態合成到一個字節里輸出此時的A同時可以控制兩個電機了

步進電機的速度由驅動脈沖的頻率決定,移位的周期不同,電機的速度也就不同了.前面提到的電機周期,應該取各種可能的周期的最大公約數.換句話說,一旦電機周期取定,每個電機移位的周期應該是它的倍數.在程序中,對每個電機的相應時刻設定相應的分頻比值,同時用一個變量進行加一計數:每到一個電機周期若計數變量<分頻比值,則計數變量加1;若相等,則移位,計數變量清零.這樣就實現了分頻調速,可以讓多個電機同時以不同的速度運轉.

另外,也可以采用傳統的查表方式進行驅動,程序稍長,但也比較穩定，這種方法非常適合三相步進電機。

02 步進電機的智能驅動方案

步進電機有可以精確控制的優點，但是功耗大，效率低，力矩小。如果選用大功率步進電機，為了降低功耗，可以采取PWM恒流控制的方法。基本思路是，用帶反饋的高頻PWM根據輸出功率的要求對每相恒流驅動，總體電流順序又符合轉動順序。需要力矩小的時候應及時減小電流，以降低功耗。該方案實現的電路，可以采用獨立的單片機或CPLD加場效應管驅動電路以及電流采樣反饋電路。

關于步進電機驅動電路設計的內容就到這里了，是不是對步進電機還有一些疑惑呢？

責任編輯：PSY

原文標題：全！步進電機驅動設計詳細講解

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