步进电机简介及驱动原理详解

(一)步进电机简介

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电机，又称为脉冲电机。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。当步进驱动器接收到一个脉冲信号时，它就可以驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。

平时最常见也是最简单的28BYJ-48，这是一个五线四相电机。

五线：外部五条线

四相：是四个电磁铁，通电后产生磁性吸引中间的磁极转动。

五线四相步进电机内部原理图。

(二)步进电机驱动原理

4相5线步进电机一般采用单极性直流电源供电。

步进电机的工作原理就是通过给不同的电磁铁通电，吸引中间的磁铁转动，从而驱动步进电机转动。而通电的方式就是通过单片机引脚输出电平差。

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。

步进电机的工作方式：四拍驱动、八拍驱动。

四拍驱动：这是最简单的步进电机驱动方式。四拍工作方式下，电机在每个瞬间只有一个线圈导通。磁铁每次转动90度。

八拍驱动：在上述四拍切换过程中穿插两个线圈同时拉高的情况。磁铁每次转动45度。

注意：步进电机输出一步并不是90度和45度，而是通过步进电机内部的齿轮结构变速，输出更小的角度

由于单片机IO口输出电流过小，无法带动电机运行，因此我们需要另外加一个驱动板，一般使用ULN2003达林顿芯片。

ULN2003是大电流驱动阵列，多用于单片机、智能仪表、PLC、数字量输出卡等控制电路中。可直接驱动继电器等负载。