四相电机原理图
4-四相五线减速步进电机28BYJ-48原理、仿真及演示程序(使用ULN2003A驱动)
减速步进电机28BYJ-48的原理如下图：中间部分是转子，由一个永磁体组成，边上的是定子绕组。
当定子的一个绕组通电时，将产生一个方向的电磁场，如果这个磁场的方向和转子磁场方向不在同一条直线上，那么定子和转子的磁场将产生一个扭力将定子扭转。
依次改变绕组的磁场，就可以使步进电机正转或反转(比如通电次序为A->B->C->D正转，反之则反转)。
而改变磁场切换的时间间隔，就可以控制步进电机的速度了，这就是步进电机的驱动原理。
由于步进电机的驱动电流较大，单片机不能直接驱动，一般都是使用ULN2003达林顿阵列驱动，当然，使用下拉电阻或三极管也是可以驱动的，只不过效果不是那么好，产生的扭力比较小。
参考：减速步进电机28BYJ-48最简单的驱动方法28BYJ-48的内部结构请见这里下面是一个步进电机的演示程序：#include <reg52.h>sbit key=P2^0; //按键控制步进电机的方向unsigned char speed=5; //步进电机的转速//八拍方式驱动，顺序为A AB B BC C CD D DAunsigned char codeclockWise[]={0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08,0x0d};void delay(unsigned char z){unsigned char x,y;for(x=0;x<z;x++)for(y=0;y<110;y++);}void main(){unsigned char i;while(1){for(i=0;i<8;i++){if(key) //按键未按下，正转{P0=clockWise[i];delay(speed);}else //按键按下，反转{P0=clockWise[8-i];delay(speed);}}}}Proteus仿真图及Keil源文件下载：/filebox/down/fc/79bf41133cc59eaf2ca9531a5382557 b/835705302/blog/item/7d9eb519397d7e1d34fa4148.html。
步进电机驱动电路
步进电机驱动电路[单机片]1. 步进电机的工作原理该步进电机为一四相步进电机，采用单极性直流电源供电。
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。
图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。
图1 四相步进电机步进示意图开始时，开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。
当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。
而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。
依次类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。
四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。
单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。
八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。
单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图2.a、b、c所示：图2.步进电机工作时序波形图图3 步进电机驱动器系统电路原理图AT89C2051将控制脉冲从P1口的P1.4～P1.7输出，经74LS14反相后进入9014，经9014放大后控制光电开关，光电隔离后，由功率管TIP122将脉冲信号进行电压和电流放大，驱动步进电机的各相绕组。
使步进电机随着不同的脉冲信号分别作正转、反转、加速、减速和停止等动作。
图中L1为步进电机的一相绕组。
AT89C2051选用频率22MHz的晶振，选用较高晶振的目的是为了在方式2下尽量减小AT89C2051对上位机脉冲信号周期的影响。
图3中的RL1～RL4为绕组内阻，50Ω电阻是一外接电阻，起限流作用，也是一个改善回路时间常数的元件。
D1～D4为续流二极管，使电机绕组产生的反电动势通过续流二极管(D1～D4)而衰减掉，从而保护了功率管TIP122不受损坏。
51单片机控制四相步进电机电路图
51单片机控制四相步进电机接触单片机快两年了，不过只是非常业余的兴趣，实践却不多，到现在还算是个初学者吧。
这几天给自己的任务就是搞定步进电机的单片机控制。
以前曾看过有关步进电机原理和控制的资料，毕竟自己没有做过，对其具体原理还不是很清楚。
今天从淘宝网买了一个EPSON的UMX-1型步进电机，此步进电机为双极性四相，接线共有六根，外形如下图所示：拿到步进电机，根据以前看书对四相步进电机的了解，我对它进行了初步的测试，就是将5伏电源的正端接上最边上两根褐色的线，然后用5伏电源的地线分别和另外四根线（红、兰、白、橙）依次接触，发现每接触一下，步进电机便转动一个角度，来回五次，电机刚好转一圈，说明此步进电机的步进角度为360/(4×5)＝18度。
地线与四线接触的顺序相反，电机的转向也相反。
如果用单片机来控制此步进电机，则只需分别依次给四线一定时间的脉冲电流，电机便可连续转动起来。
通过改变脉冲电流的时间间隔，就可以实现对转速的控制；通过改变给四线脉冲电流的顺序，则可实现对转向的控制。
所以，设计了如下电路图：C51程序代码为：代码一#include <AT89X51.h>static unsigned int count;static unsigned int endcount;void delay();void main(void){count = 0;P1_0 = 0;P1_1 = 0;P1_2 = 0;P1_3 = 0;EA = 1; //允许CPU中断TMOD = 0x11; //设定时器0和1为16位模式1 ET0 = 1; //定时器0中断允许TH0 = 0xFC;TL0 = 0x18; //设定时每隔1ms中断一次TR0 = 1; //开始计数startrun:P1_3 = 0;P1_0 = 1;delay();P1_0 = 0;P1_1 = 1;delay();P1_1 = 0;P1_2 = 1;delay();P1_2 = 0;P1_3 = 1;delay();goto startrun;}//定时器0中断处理void timeint(void) interrupt 1{TH0=0xFC;TL0=0x18; //设定时每隔1ms中断一次count++;}void delay(){endcount=2;count=0;do{}while(count<endcount);}将上面的程序编译，用ISP下载线下载至单片机运行，步进电机便转动起来了，初步告捷！不过，上面的程序还只是实现了步进电机的初步控制，速度和方向的控制还不够灵活，另外，由于没有利用步进电机内线圈之间的“中间状态”，步进电机的步进角度为18度。
4相步进电机原理
4相步进电机原理步进电机（Stepper Motor）是将电脉冲信号转化为旋转运动的一种电动机。
它具有结构简单、控制方便、运行稳定等特点，在工业自动化、数字仪表、电子设备等领域得到广泛应用。
步进电机的工作原理可分为磁阻式、永磁式、混合式和有刷式等几种，本文主要介绍混合式步进电机的原理。
混合式步进电机的结构相对复杂，但是具有较高的性能指标，是目前应用最广泛的一种步进电机。
混合式步进电机既具有永磁式步进电机的简单结构特点，又具有磁阻式步进电机的高输出力矩特点。
它由转子、定子、绕组、永磁体和传感器等组成。
混合式步进电机的原理如下：1. 磁场分布原理：混合式步进电机中，定子上的绕组和转子上的永磁体产生磁场。
永磁体产生的磁场为固定磁场，而绕组产生的磁场为可控磁场。
当绕组中通过电流时，产生的磁场将与永磁体的磁场相互作用，形成一个“绕组磁场”和一个“永磁磁场”。
绕组磁场和永磁磁场的相互作用将导致转子受力并产生转动。
2. 磁场转动原理：绕组磁场在定子中的分布是通过驱动电路控制的。
驱动电路根据输入的脉冲信号，以一定的顺序对绕组施加电流。
当电流变化时，绕组产生的磁场也会相应变化。
当绕组磁场随着脉冲信号的改变而在定子中不断转动时，它会与永磁体的磁场产生相互作用，从而使转子受力并转动。
3. 步进角度原理：步进电机是按一定的步进角度来转动的。
步进角度是由驱动电路所提供的脉冲信号数量和频率决定的。
当驱动电路输出一个脉冲时，转子转动一个步进角度，其大小与转子结构、定子绕组的数量和电机驱动系统有关。
当驱动电路以不同的步进角度驱动电机时，转子的转动速度也会相应改变。
4. 步进模式原理：混合式步进电机有全步进模式和半步进模式两种驱动方式。
全步进模式即每接收一个脉冲信号，转子转动一个步进角度。
半步进模式则是在两个相邻全步进模式之间，通过改变绕组的电流方向，使转子转动半个步进角度。
半步进模式可以提高步进电机的分辨率和转动平滑性。
总结起来，混合式步进电机的工作原理主要包括磁场分布原理、磁场转动原理、步进角度原理和步进模式原理。
4-四相五线减速步进电机28BYJ-48原理、仿真及演示程序(使用ULN2003A驱动)
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。
通俗一点讲，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。
可以通过控制脉冲个来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时也可以通过控制脉冲频率，来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
减速步进电机28BYJ-48的原理如下图：中间部分是转子，由一个永磁体组成，边上的是定子绕组。
当定子的一个绕组通电时，将产生一个方向的电磁场，如果这个磁场的方向和转子磁场方向不在同一条直线上，那么定子和转子的磁场将产生一个扭力将定子扭转。
依次改变绕组的磁场，就可以使步进电机正转或反转(比如通电次序为A->B->C->D正转，反之则反转)。
而改变磁场切换的时间间隔，就可以控制步进电机的速度了，这就是步进电机的驱动原理。
由于步进电机的驱动电流较大，单片机不能直接驱动，一般都是使用ULN2003达林顿阵列驱动，当然，使用下拉电阻或三极管也是可以驱动的，只不过效果不是那么好，产生的扭力比较小。
参考：减速步进电机28BYJ-48最简单的驱动方法28BYJ-48的内部结构请见这里下面是一个步进电机的演示程序：#include <reg52.h>sbit key=P2^0; //按键控制步进电机的方向unsigned char speed=5; //步进电机的转速//八拍方式驱动，顺序为A AB B BC C CD D DAunsigned char codeclockWise[]={0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08,0x0d};void delay(unsigned char z){unsigned char x,y;for(x=0;x<z;x++)for(y=0;y<110;y++);}void main(){unsigned char i;while(1){for(i=0;i<8;i++){if(key) //按键未按下，正转{P0=clockWise[i];delay(speed);}else //按键按下，反转{P0=clockWise[8-i];delay(speed);}}}}。
（整理）4相步进电机工作原理.
（整理）4相步进电机⼯作原理.步进式电动机⼀、前⾔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。
⼆、感应⼦式步进电机⼯作原理（⼀）反应式步进电机原理由于反应式步进电机⼯作原理⽐较简单。
下⾯先叙述三相反应式步进电机原理。
1、结构：电机转⼦均匀分布着很多⼩齿，定⼦齿有三个励磁绕阻，其⼏何轴线依次分别与转⼦齿轴线错开0、1/3て、2/3て,（1/3て，C与齿3向右错开2/32、旋转：如A相通电，B，C相不通电时，由于磁场作⽤，齿1与A对齐，（转⼦不受任何⼒以下均同）。
如B相通电，A，C相不通电时，齿2应与B对齐，此时转⼦向右移过1/3て，此时齿3与C偏移为1/3て，齿4与A偏移（て-1/3て）=2/3て。
如C相通电，A，B相不通电，齿3应与C对齐，此时转⼦⼜向右移过1/3て，此时齿4与A偏移为1/3て对齐。
如A相通电，B，C相不通电，齿4与A对齐，转⼦⼜向右移过1/3て这样经过A、B、C、A分别通电状态，齿4（即齿1前⼀齿）移到A相，电机转⼦向右转过⼀个齿距，如果不断地按A，B，C，A……通电，电机就每步（每脉冲）1/3て,向右旋转。
如按A，C，B，A……通电，电机就反转。
由此可见：电机的位置和速度由导电次数（脉冲数）和频率成⼀⼀对应关系。
⽽⽅向由导电顺序决定。
1/3て改变为1/6て变为1/12て，1/24て，这就是电机细分驱动的基本理论依据。
不难推出：电机定⼦上有m相励磁绕阻，其轴线分别与转⼦齿轴线偏移1/m, 2/m……(m-1)/m,1。
并且导电按⼀定的相序电机就能正反转被控制——这是步进电机旋转的物理条件。
只要符合这⼀条件我们理论上可以制造任何相的步进电机，出于成本等多⽅⾯考虑，市场上⼀般以⼆、三、四、五相为多。
步进电机驱动电路.(DOC)
步进电机驱动电路[单机片]1. 步进电机的工作原理该步进电机为一四相步进电机，采用单极性直流电源供电。
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。
图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。
图1 四相步进电机步进示意图开始时，开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。
当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。
而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。
依次类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。
四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。
单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。
八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。
单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图2.a、b、c所示：图2.步进电机工作时序波形图图3 步进电机驱动器系统电路原理图AT89C2051将控制脉冲从P1口的P1.4～P1.7输出，经74LS14反相后进入9014，经9014放大后控制光电开关，光电隔离后，由功率管TIP122将脉冲信号进行电压和电流放大，驱动步进电机的各相绕组。
使步进电机随着不同的脉冲信号分别作正转、反转、加速、减速和停止等动作。
图中L1为步进电机的一相绕组。
AT89C2051选用频率22MHz的晶振，选用较高晶振的目的是为了在方式2下尽量减小AT89C2051对上位机脉冲信号周期的影响。
图3中的RL1～RL4为绕组内阻，50Ω电阻是一外接电阻，起限流作用，也是一个改善回路时间常数的元件。
D1～D4为续流二极管，使电机绕组产生的反电动势通过续流二极管(D1～D4)而衰减掉，从而保护了功率管TIP122不受损坏。
四相步进电机原理图
四相步进电机原理图本文先介绍该步进电机的工作原理，然后介绍了其驱动器的软、硬件设计。
1. 步进电机的工作原理该步进电机为一四相步进电机，采用单极性直流电源供电。
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。
图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。
图1 四相步进电机步进示意图开始时，开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。
当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。
而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。
依次类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。
四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。
单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。
八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。
单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图2.a、b、c 所示：a. 单四拍b. 双四 c八拍图2.步进电机工作时序波形图2.基于AT89C2051的步进电机驱动器系统电路原理步进电机驱动器系统电路原理如图3：图3 步进电机驱动器系统电路原理图AT89C2051将控制脉冲从P1口的P1.4~P1.7输出，经74LS14反相后进入9014，经9014放大后控制光电开关，光电隔离后，由功率管TIP122将脉冲信号进行电压和电流放大，驱动步进电机的各相绕组。
使步进电机随着不同的脉冲信号分别作正转、反转、加速、减速和停止等动作。
图中L1为步进电机的一相绕组。
AT89C2051选用频率22MHz的晶振，选用较高晶振的目的是为了在方式2下尽量减小AT89C2051对上位机脉冲信号周期的影响。
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四相步进电机原理图
本文先介绍该步进电机的工作原理，然后介绍了其驱动器的软、硬件设计。
1. 步进电机的工作原理
该步进电机为一四相步进电机，采用单极性直流电源供电。
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。
图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。
图1 四相步进电机步进示意图
开始时，开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相
绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。
当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。
而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。
依次类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。
四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。
单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。
八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。
单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图2.a、b、c所示：
a. 单四拍
b. 双四
拍 c八拍
图2.步进电机工作时序波形图
2.基于AT89C2051的步进电机驱动器系统电路原理
步进电机驱动器系统电路原理如图3：
图3 步进电机驱动器系统电路原理图
AT89C2051将控制脉冲从P1口的P1.4~P1.7输出，经74LS14反相后进入9014，经9014放大后控制光电开关，光电隔离后，由功率管TIP122将脉冲信号进行电压和电流放大，驱动步进电机的各相绕组。
使步进电机随着不同的脉冲信号分别作正转、反转、加速、减速和停止等动作。
图中L1为步进电机的一相绕组。
AT89C2051选用频率22MHz的晶振，选用较高晶振的目的是为了在方式2下尽量减小AT89C2051对上位机脉冲信号周期的影响。
图3中的RL1~RL4为绕组内阻，50Ω电阻是一外接电阻，起限流作用，也是一个改善回路时间常数的元件。
D1~D4为续流二极管，使电机绕组产生的反电动势通过续流二极管（D1~D4）而衰减掉，从而保护了功率管TIP122不受损坏。
在50Ω外接电阻上并联一个200μF电容，可以改善注入步进电机绕组的电流脉冲前沿，提高了步进电机的高频性能。
与续流二极管串联的200Ω电阻可减小回路的放电时间常数，使绕组中电流脉冲的后沿变陡，电流下降时间变小，也起到提高高频工作性能的作用。
3.软件设计
该驱动器根据拨码开关KX、KY的不同组合有三种工作方式供选择：
方式1为中断方式：P3.5(INT1)为步进脉冲输入端，P3.7为正反转脉冲输入端。
上位机(PC机或单片机)与驱动器仅以2条线相连。
方式2为串行通讯方式：上位机(PC机或单片机)将控制命令发送给驱动器，驱动器根据控制命令自行完成有关控制过程。
方式3为拨码开关控制方式：通过K1~K5的不同组合，直接控制步进电机。
当上电或按下复位键KR后，AT89C2051先检测拨码开关KX、KY的状态，根据KX、KY 的不同组合，进入不同的工作方式。
以下给出方式1的程序流程框图与源程序。
在程序的编制中，要特别注意步进电机在换向时的处理。
为使步进电机在换向时能平滑过渡，不至于产生错步，应在每一步中设置标志位。
其中20H单元的各位为步进电机正转标志位;21H单元各位为反转标志位。
在正转时，不仅给正转标志位赋值，也同时给反转标志位赋值;在反转时也如此。
这样，当步进电机换向时，就可以上一次的位置作为起点反向运动，避免了电机换向时产生错步。
图4 方式1程序框图。