实验23 步进电动机控制实验
                 --- 步进电动机工作原理及特性

实验目的
    了解步进电动机的工作原理，掌握它的的转动控制方式的调速方法。
实验内容和实验要求等详见《单片机实验与实战》一书 P127

为更好地配合这个实验，特就步进电动机工作原理及特性作一介绍： 
    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。

     虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。

   1. 步进电机有三线式、五线式、六线式三种，但其控制方式均相同，必须以脉冲电流来驱动。若每旋转一圈以200个励磁信号来计算，则每个励磁信号前进1.8度，其旋转角度与脉冲数成正比，正反转可由脉冲顺序来控制。

   2. 步进电动机励磁方式可分为全步进励磁及半步励磁，其中全步励磁又有1相励磁及2相励磁之分，而半步励磁又称为1-2相励磁。图1为步进电动机控制等效电路，适当控制A、B、/A、/B 的励磁信号，即可控制步进电机控制转动。每输出一个脉冲信号，步进电机只走一步。因此依次不断送出脉冲信号，即可令步进电动机连续走动。分述如下：

  （图 1） 步进电动机控制等效电路

   （1）1相励磁法：在每一瞬间只有一个线圈通电。消耗电力小，精确度良好，但转矩小，振动较大，每送一励磁信号可走1.8度。若欲以1相励磁法控制步进电动机正转，其顺序如图2所示。若励磁信号反向传送，则步进电动反转。

STEP	A	B	/A	/B
1	1	0	0	0
2	0	1	0	0
3	0	0	1	0
4	0	0	0	1

          
（图 2） 1相励磁顺序

   （2）2相励磁法：在每一瞬间会有二个线圈同时导通。因其转矩大，振动小，故为目前使用最多的励磁方式， 每送一励磁信号可走1.8度。若以2相励磁法控制步进电动机正转，其顺序如图3所示。若励磁信号反向传送，则步进电动反转。

STEP	A	B	/A	/B
1	1	1	0	0
2	0	1	1	0
3	0	0	1	1
4	1	0	0	1

（图 3） 2相励磁顺序

   （3）1-2相励磁法：为1相与2相轮流交替导通。因分辨率提高，且运转平滑，每送一励磁信号可走0.9度，故也广泛被采用。若欲以1相励磁法控制步进电动机正转，其顺序如图4所示。若励磁信号反向传送，则步进电动反转。

STEP	A	B	/A	/B
1	1	0	0	0
2	1	1	0	0
3	0	1	0	0
4	0	1	1	0
5	0	0	1	0
6	0	0	1	1
7	0	0	0	1
8	1	0	0	1

 （图 4） 1-2相励磁顺序

   3. 步进电动机的负载转矩与速度成反比，速度愈快负载转矩愈小，当速度快至极限时，步进电动即不再运转。所以在每走一步后，程序必须DELAY一段时间。

 步进电机的原理及使用说明