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步進電機驅動原理

步進電機是將電脈衝訊號轉變為角位移或線位移的開環控制元件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決於脈衝訊號的頻率和脈衝數，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈衝訊號，電機則轉過一個步距角。這一線性關係的存在，加上步進電機只有週期性的誤差而無累積誤差等特點。使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單。
步進電機的主要特性：
1、 步進電機必須加驅動才可以運轉， 驅動訊號必須為脈衝訊號，沒有脈衝的時候，步進電機靜止， 如果加入適當的脈衝訊號， 就會以一定的角度（稱為步角）轉動。轉動的速度和脈衝的頻率成正比。
2、 黑金剛配套的是 28BYJ48 5V 驅動的 4 相 5 線的步進電機，而且是減速步進電機，減速比為 1：64，步進角為 5.625/64 度。如果需要轉動 1 圈，那麼需要360/5.625*64=4096 個脈衝訊號。

程式編寫

#define STEP_MOTOR_A_PIN          P12     /*橙色*/
#define STEP_MOTOR_B_PIN          P13     /*黃色*/
#define STEP_MOTOR_C_PIN          P14     /*粉色*/
#define STEP_MOTOR_D_PIN          P15     /*藍色*/

#define STEP_MOTOR_SPEED          2
 


#define STEP_MOTOR_DIRE_FOREWARD  1
#define STEP_MOTOR_DIRE_ROLLBACK  2

static uint8 MotorStepCount = 0;

/*函式宣告*/
static void step_motor_a_output(void);
static void step_motor_ab_output(void);
static void step_motor_b_output(void);
static void step_motor_bc_output(void);
static void step_motor_c_output
 
(void);
static void step_motor_cd_output(void);
static void step_motor_d_output(void);
static void step_motor_da_output(void);
static void step_motor_foreward_output(uint8 step);
static void step_motor_rollback_output(uint8 step);
static void step_motor_foreward(uint8 speed);
static void step_motor_rollback(uint8 speed);
//========================================================================
// 簡述: 步進電機驅動
// 引數: dire：步進電機方向   speed：步進電機轉速
// 返回: 無
// 詳述: 
//========================================================================
void step_motor_drive(uint8 dire,uint8 speed)
{
   switch(dire)
	 {
		 case STEP_MOTOR_DIRE_FOREWARD:
		 {
			  step_motor_foreward(speed);
		    break;
		 }
		 case STEP_MOTOR_DIRE_ROLLBACK:
		 {
			  step_motor_rollback(speed);
		    break;
		 }
		 default:
			  break;
	 }
}

//========================================================================
// 簡述: 步進電機停止
// 引數: 無
// 返回: 無
// 詳述: （ULN2003有反向功能）
//========================================================================
void step_motor_stop(void)
{
	STEP_MOTOR_A_PIN = 0;
	STEP_MOTOR_B_PIN = 0;
	STEP_MOTOR_C_PIN = 0;
	STEP_MOTOR_D_PIN = 0;
}

//========================================================================
// 簡述: 步進電機正轉
// 引數: 無
// 返回: 無
// 詳述: 
//========================================================================
static void step_motor_foreward(uint8 speed)
{ 
	 if((MotorStepCount++) > 7) MotorStepCount = 0;
   step_motor_foreward_output(MotorStepCount);
	 delay_ms(speed);
}

//========================================================================
// 簡述: 步進電機反轉
// 引數: 無
// 返回: 無
// 詳述: 
//========================================================================
static void step_motor_rollback(uint8 speed)
{
	 if((MotorStepCount++) > 7) MotorStepCount = 0;
   step_motor_rollback_output(MotorStepCount);
	 delay_ms(speed);
}

//========================================================================
// 簡述: 步進電機正向輸出
// 引數: 無
// 返回: 無
// 詳述: 
//========================================================================
static void step_motor_foreward_output(uint8 step)
{
   switch(step)
	 {
		 case 0:
		 {
			  step_motor_a_output();
		    break;
		 }
		 case 1:
		 {
			  step_motor_ab_output();
		    break;
		 }
		 case 2:
		 {
			  step_motor_b_output();
		    break;
		 }
		 case 3:
		 {
			  step_motor_bc_output();
		    break;
		 }
		 case 4:
		 {
			  step_motor_c_output();
		    break;
		 }
		 case 5:
		 {
			  step_motor_cd_output();
		    break;
		 }
		 case 6:
		 {
			  step_motor_d_output();
		    break;
		 }
		 case 7:
		 {
			  step_motor_da_output();
		    break;
		 }
		 default:
			  break;
	 }
}

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// 簡述: 步進電機反向輸出
// 引數: 無
// 返回: 無
// 詳述: 
//========================================================================
static void step_motor_rollback_output(uint8 step)
{
   switch(step)
	 {
		 case 0:
		 {
			  step_motor_a_output();
		    break;
		 }
		 case 1:
		 {
			  step_motor_da_output();
		    break;
		 }
		 case 2:
		 {
			  step_motor_d_output();
		    break;
		 }
		 case 3:
		 {
			  step_motor_cd_output();
		    break;
		 }
		 case 4:
		 {
			  step_motor_c_output();
		    break;
		 }
		 case 5:
		 {
			  step_motor_bc_output();
		    break;
		 }
		 case 6:
		 {
			  step_motor_b_output();
		    break;
		 }
		 case 7:
		 {
			  step_motor_ab_output();
		    break;
		 }
		 default:
			  break;
	 }
}

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// 簡述: 步進電機引腳控制
// 引數: 無
// 返回: 無
// 詳述: 步進電機A相輸出（ULN2003有反向功能）
//========================================================================
static void step_motor_a_output(void)
{
	STEP_MOTOR_A_PIN = 1;
	STEP_MOTOR_B_PIN = 0;
	STEP_MOTOR_C_PIN = 0;
	STEP_MOTOR_D_PIN = 0;
}

//========================================================================
// 簡述: 步進電機引腳控制
// 引數: 無
// 返回: 無
// 詳述: 步進電機AB相輸出（ULN2003有反向功能）
//========================================================================
static void step_motor_ab_output(void)
{
	STEP_MOTOR_A_PIN = 1;
	STEP_MOTOR_B_PIN = 1;
	STEP_MOTOR_C_PIN = 0;
	STEP_MOTOR_D_PIN = 0;
}

//========================================================================
// 簡述: 步進電機引腳控制
// 引數: 無
// 返回: 無
// 詳述: 步進電機B相輸出（ULN2003有反向功能）
//========================================================================
static void step_motor_b_output(void)
{
	STEP_MOTOR_A_PIN = 0;
	STEP_MOTOR_B_PIN = 1;
	STEP_MOTOR_C_PIN = 0;
	STEP_MOTOR_D_PIN = 0;
}

//========================================================================
// 簡述: 步進電機引腳控制
// 引數: 無
// 返回: 無
// 詳述: 步進電機BC相輸出（ULN2003有反向功能）
//========================================================================
static void step_motor_bc_output(void)
{
	STEP_MOTOR_A_PIN = 0;
	STEP_MOTOR_B_PIN = 1;
	STEP_MOTOR_C_PIN = 1;
	STEP_MOTOR_D_PIN = 0;
}
//========================================================================
// 簡述: 步進電機引腳控制
// 引數: 無
// 返回: 無
// 詳述: 步進電機C相輸出（ULN2003有反向功能）
//========================================================================
static void step_motor_c_output(void)
{
	STEP_MOTOR_A_PIN = 0;
	STEP_MOTOR_B_PIN = 0;
	STEP_MOTOR_C_PIN = 1;
	STEP_MOTOR_D_PIN = 0;
}

//========================================================================
// 簡述: 步進電機引腳控制
// 引數: 無
// 返回: 無
// 詳述: 步進電機CD相輸出（ULN2003有反向功能）
//========================================================================
static void step_motor_cd_output(void)
{
	STEP_MOTOR_A_PIN = 0;
	STEP_MOTOR_B_PIN = 0;
	STEP_MOTOR_C_PIN = 1;
	STEP_MOTOR_D_PIN = 1;
}

//========================================================================
// 簡述: 步進電機引腳控制
// 引數: 無
// 返回: 無
// 詳述: 步進電機D相輸出（ULN2003有反向功能）
//========================================================================
static void step_motor_d_output(void)
{
	STEP_MOTOR_A_PIN = 0;
	STEP_MOTOR_B_PIN = 0;
	STEP_MOTOR_C_PIN = 0;
	STEP_MOTOR_D_PIN = 1;
}

//========================================================================
// 簡述: 步進電機引腳控制
// 引數: 無
// 返回: 無
// 詳述: 步進電機DA相輸出（ULN2003有反向功能）
//========================================================================
static void step_motor_da_output(void)
{
	STEP_MOTOR_A_PIN = 1;
	STEP_MOTOR_B_PIN = 0;
	STEP_MOTOR_C_PIN = 0;
	STEP_MOTOR_D_PIN = 1;
}

注意事項

步進電機停止後需要使四個相位引腳都為高電平，否則步進電機會發熱。因為不進電機公共端為高電平，所有引腳都為高電平就不會產生電流，就不會發熱。

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// 簡述: 步進電機停止
// 引數: 無
// 返回: 無
// 詳述: （ULN2003有反向功能）
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void step_motor_stop(void)
{
	STEP_MOTOR_A_PIN = 0;
	STEP_MOTOR_B_PIN = 0;
	STEP_MOTOR_C_PIN = 0;
	STEP_MOTOR_D_PIN = 0;
}