单电压驱动

步进电机运转控制系统三要素包括控制器、驱动器和执行电机。步进电机运转速度与步距角和脉冲频率之间的关系如式(7-3)所示。

电机运转速度(r/m)-生距角(360。二L×脉冲频率(Hz)x60(7-3)控制器又叫脉冲产生器，目前主要有PLC、单片机、运动板卡等。目前市场也有专用步进电机控制芯片，如SAA1027、SAA1024等。

步进电机的驱动方式有很多种，主要有单电压驱动、双电压驱动、斩波驱动、细分驱动、集成电路驱动方式等，使用时要根据实际情况选择。下面介绍单电压驱动和集成电路驱动方式。

驱动电路设计中，必须要考虑的是驱动信号的分配和放大。单电压驱动W10G-E4/51.html" target="_blank" title="W10G-E4/51">W10G-E4/51是指电机绕组在工作时，只采用一个电压对绕组供电，如图7-13所示。图7-13中三极管可选用达林顿晶体管，电路中的限流电阻Rs～R8决定了时间常数，但限沆电阻太大会使绕组供电电流减小，导致电机高频性能下降。在限流电阻两端并联电容，可以使电流的上升波形变陡，改善高频特性，但又会使低频特性变差。同时限流电阻要耗能，效率较低。在信号分配方面，采用的均是单片机统一分配的形式。

图7-13中PA、PB、PC、PD分别接到单片机Pl口的P1.4～P1.7。通过软件控制一组脉冲序列，控制步进电机的转速、方向和步距。在步进电机的驱动线路中，主CPU发出的控制信号经Ul放大，传到复合三极管前一级的基极。若CPU送出的数据为0，则前级三极管VTs作为开关三极管不导通，VTi也处于截止状态，电机内的线圈不得电；若CPU送出的数据为1，则前级三极管VTs的基极有了驱动电流，12V电压经电机的线圈、限流电阻和三极管形成通路。在电路图7-13中的A、B、C、D分别代表电机内部的4个线圈。在电阻和线圈两侧有并联的单向二极管，当CPU信号由1跳变为0时，三极管截止，电机的线圈会产生很大的感应电动势，这时线圈、限流电阻和单向二极管形成回路，保护三极管不被线圈的瞬时感应电动势烧坏。二极管VD1～VD4也称为回流二极管，在选择时要考虑电源电压及线圈电流。R1—R4和VD1～VD4组成一条支路，在对应的线圈突然不通电时能够和线圈构成一组循环回路。该电阻的作用是分担支路中的电压，保护二极管。在每个集成放大器的输出端接有一个LED，作为脉冲信号输入的显示器件。CPU送入的数据为0时，LED下端的电位也为低，LED被导通发光；CPU送入的数据为1时，LED的下端电位为高，LED无法导通，不发光。Rg～R12为基极限流电阻，使三极管基极电流不至于过大而烧毁。

在步进电机工作时，对Pl口依次写入1FH、3FH、5FH、7FH，电机正转4步；对Pl口依次写入7FH、5FH、3FH、1FH，电机反转4步。

①电机正转控制参考程序如下：

#include

voiddelay(){)／／延时时间自定voidmain(){for(；；){Pl=OxlF;／／驱动步进电机A相绕组通电该程序实现的是在工作时四相线圈中的每一相分别通电，即为四相四拍工作方式。可通过改变脉冲输入方式来改变电机的工作状态（如四相八拍工作方式）。