(整理)二相步进电机驱动.
两相步进电机驱动器设计.
两相步进电机驱动器设计目录第1章绪论 (3)1.1 引言 (3)1.2 步进电机常见的控制方法与驱动技术简介 (3)第2章设计方案 (5)2.1 步进电机的介绍 (5)2.2 步进电机的特点 (6)2.3 步进电机的分类 (6)2.4步进电机运动特性及性能参数 (7)2.5 设计方案的确定 (8)2.6 设计思想与设计原理 (9)第3章单元电路的设计 (9)3.1方波产生电路设计 (9)3.2 信号的分配 (13)3.3功率放大电路设计 (15)3.4 总体设计 (16)第4章设计方案的论证 (18)第5章心得体会 (18)第6章参考文献 (19)第1章1.1 引言步进电动机一般以开环运行方式工作在伺服运动系统中，它以脉冲信号进行控制，将脉冲电信号变换为相应的角位移或线位移。
步进电动机可以实现信号的变换，是自动控制系统和数字控制系统中广泛应用的执行元件。
由于其控制系统结构简单，控制容易并且无累积误差，因而在20世纪70 年代盛行一时。
80 年代之后，随着高性能永磁材料的发展、计算机技术以及电力电子技术的发展，矢量控制技术等一些先进的控制方法得以实现，使得永磁同步电机性能有了质的飞跃，在高性能的伺服系统中逐渐处于统治地位。
相应的，步进电机的缺点越来越明显，比如，其定位精度有限、低频运行时振荡、存在失步等，因而只能运用在对速度和精度要求不高，且对成本敏感的领域。
技术进步给步进电动机带来挑战的同时，也带来了新的发展遇。
由于电力电子技术及计算机技术的进步，步进电动机的细分驱动得以实现。
细分驱动技术是70 年代中期发展起来的一种可以显著改善步进电机综合性能的驱动控制技术。
实践证明，步进电机脉冲细分驱动技术可以减小步进电动机的步距角，提高电机运行的平稳性，增加控制的灵活性等。
由于电机制造技术的发展，德国百格拉公司于1973 年发明了五相混合式步进电动机，又于1993 年开发了三相混合式步进电动机。
根据混合式步进电动机的结构特点，可以将交流伺服控制方法引入到混合式步进电机控制系统中，使其可以以任意步距角运行，并且可以显著削弱步进电机的一些缺点。
两相步进电机驱劢器使用说明DM3622DM362信浓步进电机
两相步进电机驱动器使用说明一．产品简介1.概述新推出的数字式两相步进电机驱动器，采用PI 控制算法，低噪音，低振动，低发热，低中高速运行都很平稳，性能优越，适合驱动中小型的任何2.2A 相电流以下的两相或四相混合式步进电机。
可通过拨码开关选择运行电流和细分，有 16 种细分，16 种电流供选择，具有过压、欠压报警，相电流过流保护，马达相位开路检测，其输入控制信号均采用光电隔离。
内置自运行模式，可以通过跳线设置受控自运行及持续自运行模式，有SW5-SW8设置自运行速度，也可由外部信号控制自运行时的启动和停止以及电机的正反转。
脉冲，方向，和使能端都有恒流和反向保护，可以直接接 4-28V 的信号电平。
驱动器内置自动半流，极大地减小了电机发热。
2.特性PI 控制算法，低噪音，低振动，低发热； 信号输入：单端，脉冲+方向及双脉冲； 内置微细分；供电：最大可达DC36V ；电流设定方便，16档可选，输出电流峰值可达 2.2A ； 静止 1S 后电流减半可驱动 4，6，8线两相步进电机，对不同电机具有参数自动整定功能； 出厂默认最高细分128,16档可调，可根据客户要求定制； 光隔离差分信号输入，输入脉冲频率最大300KHz ；具有过压、欠压报警，相电流过流保护，马达相位开路检测等功能；脉冲，方向和使能端子都有恒流输入功能，可以直接连接输入信号，而不用外加串联电阻降压限流保护。
高可靠性：采用多层板和表面贴封，功率器件留有足够余量；3. 应用领域适合各种中小型自动化设备和仪器，例如：气标机、打标机、贴标机、割字机、镭射打标机、绘图仪、数控机床、小型雕刻机、自动装配设备等。
在用户期望小噪声、高精度、高速度的设备中应用效果特佳。
二．性能指标DM3622ＤＭ３６２２是深圳市维科特机电有限公司三．端口与接线1.端口描述1)控制信号接口名称PUL+(CCW+) 脉冲输入信号：脉冲有效沿可调，默认脉冲上升沿有效；为了可靠响应脉冲信号，脉冲宽度应大于双脉冲模式下：CCWPUL-(CCW-)DIR+(CW+) 方向输入信号：高/低电平信号，为保证电机可靠换向，方向信号应先于脉冲信号至少线有关，互换任一相绕组（如DIR-(CW-)2.控制信号连接驱动器采用差分式接口电路可适用差分信号，单端共阴及共阳等接口，内置高速光电耦合器，允许接收长线驱动器，集电极开路和PNP 输出电路的信号。
Q2HB44MC二相混合式步进电机驱动器使用说明
Q2HB44MC二相混合式步进电机驱动器使用说明1.硬件连接：-将驱动器的V+和GND引脚分别连接到电源的正负极上。
-将电机的两组相线分别连接到驱动器的A+、A-和B+、B-引脚上。
-根据实际情况，选择并连接好步进电机的继电器控制引脚。
2.驱动器参数设置：-驱动器上有一个参数选择开关，用于设置驱动器的工作模式和细分数。
通过设置不同的参数，可以调整电机的转速和精度。
-请参考电机和驱动器的技术手册，了解具体参数设置的含义和影响。
-注意，参数设置需要在电机和驱动器均断电的情况下进行，避免人身伤害和设备损坏。
3.输入信号控制：-本驱动器支持两种输入信号控制方式：脉冲/方向控制和CW/CCW控制。
-脉冲/方向控制方式：通过脉冲信号控制电机的转动步数，在每个脉冲输入时电机转动一个步进角。
方向信号用于控制电机的转动方向。
-CW/CCW控制方式：通过CW、CCW信号控制电机的正转和反转。
-根据实际应用需求选择合适的控制方式，并通过设置驱动器的参数进行配置。
4.报警和保护功能：-本驱动器具备多种报警和保护功能，如过流保护、过热保护等。
-当驱动器工作时发生异常情况，比如过载或温度过高，驱动器会自动停止工作并触发保护功能。
-在使用过程中，要留意驱动器的报警灯和状态指示灯，以便及时发现和解决问题。
5.电机转动方向控制：-本驱动器可通过反转相线的连接方式来控制电机的正转和反转。
-如果电机正反转方向与期望不符合，只需要将A相或B相的两根线交换位置即可实现方向的改变。
6.搭配控制器使用：-本驱动器可以与各种控制器配合使用，如PLC、单片机等。
-控制器需要提供相应的控制信号给驱动器，通过控制信号实现电机的控制和运动。
7.其他注意事项：-在电源和驱动器连接时，确保电源稳定，避免电压波动和供电问题对驱动器正常工作造成影响。
-避免驱动器的过度负载运行，以免损坏电机和驱动器。
-定期检查和清洁驱动器，确保散热良好，以防止过热损坏。
-遵循驱动器和电机的使用和维护手册，避免误操作。
2相4线步进电机 驱动原理
2相4线步进电机驱动原理2相4线步进电机是一种常见的步进电机类型，它由两组线圈组成，每组线圈有两根引线。
它具有较高的分辨率和较低的振动噪音，广泛应用于打印机、3D打印机、数控机床等领域。
驱动原理是指如何实现步进电机的精确控制和转动。
1.电路结构：2相4线步进电机的驱动电路通常采用H桥电路。
H桥电路由4个功率晶体管（MOSFET）组成，分为上下两个桥，每个桥由两个晶体管组成。
上桥、下桥分别与步进电机的两个线圈相连。
2.相序控制：步进电机的转动是通过给线圈施加电流来实现的。
相序控制是指按照一定的顺序给线圈施加电流，以使电机按照设定的步进角度转动。
2相4线步进电机的相序控制有两种方式：全步进控制和半步进控制。
全步进控制是指每次给线圈施加一个相位的电流，使得电机转动一个步进角度。
如A相线圈为高电平，B相线圈为低电平，则电机转动一个步进角度。
然后保持两个相位的电平状态不变，电机保持静止。
半步进控制是在全步进控制的基础上，通过改变线圈的电流方向和大小，使电机转动一个半步进角度。
首先给A相线圈施加高电平，电机转动一个步进角度，然后将A相线圈变为低电平，同时给B相线圈施加高电平，电机再转动一个步进角度。
这样，电机将以更小的角度精确转动。
3.驱动方式：步进电机的驱动方式有两种：双极性和单极性。
双极性驱动是指在步进电机的两个线圈中，每个线圈有两个施加电流的方向，即正向和反向。
这种驱动方式可以实现较高的转动力矩。
单极性驱动是指每个线圈只有一个施加电流的方向，另一个方向不施加电流。
这种驱动方式可以简化驱动电路的设计，但转动力矩相对较小。
4.驱动器选择：对于2相4线步进电机，需要选择合适的驱动器。
驱动器是电机与控制信号之间的接口电路，可以根据输入信号控制电机转动。
驱动器通常具有以下功能：-产生恰当的相序控制信号-控制每个线圈的电流-限制电流的峰值和保护电机常见的驱动器有步进电机芯片、步进电机驱动板等。
在选择驱动器时，需要考虑电机的电流和电压要求、控制信号的格式和接口、驱动器的工作温度等因素。
Q2HB44MC二相混合式步进电机驱动器使用说明
Q2HB44MC二相混合式步进电机驱动器使用说明步进电机是一种电动转动执行器，它分为两种类型：双相步进电机和单相步进电机。
而二相混合式步进电机则是双相步进电机中的一种，其驱动方式相对单相步进电机更加灵活和精准。
本文将详细介绍Q2HB44MC二相混合式步进电机驱动器的使用说明，帮助用户更好地了解并正确使用该设备。
一、产品概述Q2HB44MC是一款广泛适用于各种自动化设备的二相混合式步进电机驱动器，其特点是采用矢量控制技术，具有高速、高精度、低噪音和低振动等优点。
该驱动器可广泛应用于数控机床、分度执行器、纺织机械、包装设备、自动化生产线等领域。
二、产品特点1.采用高性能的DSP控制器，实现高速、高精度的步进电机控制；2.具有自适应电流控制功能，可以根据电机负载情况自动调整输出电流；3.支持多种步进电机驱动方式，包括正反转、加减速控制、速度控制等；4.内置故障自检功能，可实时监测电机运行状态并及时报警；5.可通过外部信号控制电机的启动、停止、运行方向等功能。
三、产品参数1.电源电压：AC220V±10%2.输出电流范围：0.5A~4.5A3.步进角度：1.8°4.输出功率：100W5.控制方式：矢量控制6.工作温度：-10℃~+45℃7.保护等级：IP65四、使用步骤1.将Q2HB44MC二相混合式步进电机驱动器连接好电源和步进电机，并确保接线正确无误；2.设置相关参数，包括步进电机的相数、步距角、加减速时间、运行速度等；3.调试驱动器，通过外部信号控制电机的启停和运行方向，观察电机运行情况；4.如有需要，可通过调节电机的输出电流来调整电机的负载能力；5.如遇到故障或异常情况，及时查看故障代码并根据说明书进行相应处理。
五、使用注意事项1.在使用过程中，应避免电机超载运行，以免损坏设备；2.避免长时间在高温、高湿度环境下使用，以免影响电机寿命；3.定期检查设备的接线和连接状态，确保工作安全可靠；4.如使用过程中发现异常情况，应及时停机排查故障，防止事故发生；5.如需更换或维修设备，在断开电源的情况下进行操作，确保人身安全。
[整理]二相步进电机驱动.
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电机驱动器使用说明书L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。
该芯片采用15脚封装。
主要特点是：工作电压高，最高工作电压可达46V；输出电流大，瞬间峰值电流可达3A，持续工作电流为2A；额定功率25W。
内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载；采用标准逻辑电平信号控制；具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作；可以外接检测电阻，将变化量反馈给控制电路。
使用L298N芯片驱动电机，该芯片可以驱动一台两相步进电机或四相步进电机，也可以驱动两台直流电机。
简要说明：一、尺寸：80mmX45mm二、主要芯片：L298N、光电耦合器三、工作电压：控制信号直流5V；电机电压直流3V~46V（建议使用36伏以下）四、最大工作电流：2.5A五、额定功率：25W特点：1、具有信号指示。
2、转速可调3、抗干扰能力强4、具有过电压和过电流保护5、可单独控制两台直流电机6、可单独控制一台步进电机7、PWM脉宽平滑调速8、可实现正反转9、采用光电隔离六、有详细使用说明书七、提供相关软件八、提供例程及其学习资料实例一：步进电机的控制实例步进电机是数字控制电机，它将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，因此非常适合于单片机控制。
步进电机可分为反应式步进电机（简称VR）、永磁式步进电机（简称PM）和混合式步进电机（简称HB）。
一、步进电机最大特点是：1、它是通过输入脉冲信号来进行控制的。
2、电机的总转动角度由输入脉冲数决定。
3、电机的转速由脉冲信号频率决定。
二、步进电机的驱动电路根据控制信号工作，控制信号由单片机产生。
(或者其他信号源)如图：按CTRL并点击（L298N驱动器与直流电机接线图）三、基本原理作用如下：两相四拍工作模式时序图：步进电机信号输入第一步第二步第三步第四步返回第一步正转IN1 0 1 11返回IN2 111返回IN3110 1 返回IN4 1 1 1 0 返回反转IN1 1 1 1 0 返回IN2 1 1 0 1 返回IN3 1 0 1 1 返回IN4 0 1 1 1 返回(1)控制换相顺序1、通电换相这一过程称为脉冲分配。
[整理]2相4线步进电机
![[整理]2相4线步进电机](https://img.taocdn.com/s3/m/bb38b10d87c24028915fc3f0.png)
通过上图可知，A，~A是联通的，B和~B是联通。
那么，A和~A是一组a，B和~B是一组b。
不管是两相四相，四相五线，四相六线步进电机。
内部构造都是如此。
至于究竟是四线，五线，还是六线。
就要看A和~A之间，B和B~之间有没有公共端com抽线。
如果a组和b 组各自有一个com端，则该步进电机六线，如果a和b组的公共端连在一起，则是5线的。
所以，要弄清步进电机如何接线，只需把a组和b组分开。
用万用表打。
四线：由于四线没有com公共抽线，所以，a和b组是绝对绝缘的，不连通的。
所以，用万用表测，不连通的是一组。
五线：由于五线中，a和b组的公共端是连接在一起的。
用万用表测，当发现有一根线和其他几根线的电阻是相当的，那么，这根线就是公共com端。
对于驱动五线步进电机，公共com端不连接也是可以驱动步进电机的。
六线：a和b组的公共抽线com端是不连通的。
同样，用万用表测电阻，发现其中一根线和其他两根线阻止是一样的，那么这根线是com端，另2根线就属于一组。
对于驱动四相六线步进电机，两根公共com端不接先也可以驱动该步进电机的。
步进电机相关概念:相数：产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数。
常用m表示。
拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示，或指电机转过一个齿距角所需脉冲数，以四相电机为例，有四相四拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍运行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.步距角：对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移用θ表示。
θ=360度（转子齿数J*运行拍数），以常规二、四相，转子齿为50齿电机为例。
四拍运行时步距角为θ=360度/（50*4）=1.8度（俗称整步），八拍运行时步距角为θ=360度/（50*8）=0.9度（俗称半步）。
定位转矩：电机在不通电状态下，电机转子自身的锁定力矩（由磁场齿形的谐波以及机械误差造成的）静转矩：电机在额定静态电作用下，电机不作旋转运动时，电机转轴的锁定力矩。
两相步进电机 驱动算法
两相步进电机驱动算法一、概述两相步进电机是一种广泛应用于各种自动化设备中的微特电机，通过控制电机的驱动信号，可以实现电机的正反转、速度和精度的控制。
为了实现精确的控制，需要合理的驱动算法。
二、驱动原理两相步进电机通常采用两种通电方式：正向通电和反向通电。
在正向通电状态下，电机顺时针旋转；在反向通电状态下，电机逆时针旋转。
通过控制电机的通电顺序和脉冲频率，可以实现电机的精确控制。
三、驱动算法1.初始化阶段：在开始驱动两相步进电机之前，需要进行一些初始化设置，包括设定电机的转速、精度等参数。
同时，还需要设置驱动器的参数，如电流、电压等。
2.脉冲分配算法：根据设定的转速和精度，需要计算出每个时刻应该发送的脉冲数量和脉冲频率。
常用的脉冲分配算法有八步法、七步法等，可以根据实际需求选择合适的算法。
3.电流控制算法：两相步进电机的驱动电流直接影响电机的转速和精度，因此需要采用合适的电流控制算法。
常用的电流控制算法有恒流控制、斩波控制等，可以根据电机的性能和实际需求选择合适的算法。
4.微分电流控制：为了实现更好的动态响应和控制精度，可以引入微分电流控制算法。
该算法通过对电流的变化趋势进行微分，提前发送一定量的脉冲，使电机提前达到所需的转速和精度。
5.防抖动处理：在发送脉冲后，需要检测电机是否产生了抖动。
如果产生了抖动，可能是由于脉冲信号的微小波动或机械振动引起的，需要重新计算脉冲数量和频率。
四、注意事项1.避免使用不当的脉冲分配算法和电流控制算法，以免影响电机的性能和精度。
2.在调整驱动参数时，应逐步调整，逐步测试，确保电机在各种工况下都能稳定运行。
3.在使用过程中，应注意电机的维护和保养，定期检查电机的机械部件和电气部件是否正常。
五、总结两相步进电机的驱动算法是实现电机精确控制的关键。
合理的脉冲分配算法和电流控制算法可以提高电机的性能和精度，而微分电流控制和防抖动处理则可以更好地应对动态响应和控制精度的问题。
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电机驱动器使用说明书
L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。
该芯片采用15脚封装。
主要特点是：工作电压高，最高工作电压可达46V；输出电流大，瞬间峰值电流可达3A，持续工作电流为2A；额定功率25W。
内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载；采用标准逻辑电平信号控制；具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作；可以外接检测电阻，将变化量反馈给控制电路。
使用L298N芯片驱动电机，该芯片可以驱动一台两相步进电机或四相步进电机，也可以驱动两台直流电机。
简要说明：
一、尺寸：80mmX45mm
二、主要芯片：L298N、光电耦合器
三、工作电压：控制信号直流5V；电机电压直流3V~46V（建议使用36伏以下）
四、最大工作电流：2.5A
五、额定功率：25W
特点：1、具有信号指示。
2、转速可调
3、抗干扰能力强
4、具有过电压和过电流保护
5、可单独控制两台直流电机
6、可单独控制一台步进电机
7、PWM脉宽平滑调速
8、可实现正反转
9、采用光电隔离
六、有详细使用说明书
七、提供相关软件
八、提供例程及其学习资料
实例一：步进电机的控制实例
步进电机是数字控制电机，它将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，因此非常适合于单片机控制。
步进电机可分为反应式步进电机（简称VR）、永磁式步进电机（简称PM）和混合式步进电机（简称HB）。
一、步进电机最大特点是：
1、它是通过输入脉冲信号来进行控制的。
2、电机的总转动角度由输入脉冲数决定。
3、电机的转速由脉冲信号频率决定。
二、步进电机的驱动电路
根据控制信号工作，控制信号由单片机产生。
(或者其他信号源)
如图：按CTRL并点击（L298N驱动器与直流电机接线图）
三、基本原理作用如下：
两相四拍工作模式时序图：
步进电机信号输入第一步第二步第三步第四步返回第一
步
正转IN1 0 1 1
1
返回
IN2 1
1
1
返回IN3
1
1
0 1 返回IN4 1 1 1 0 返回
反转IN1 1 1 1 0 返回IN2 1 1 0 1 返回IN3 1 0 1 1 返回IN4 0 1 1 1 返回
(1)控制换相顺序
1、通电换相这一过程称为脉冲分配。
例如：
1、两相四线步进电机的四拍工作方式，其各相通电顺序为(A-B-A’－B’)依次循环。
《例一、步进电机正转两相四拍程序》(通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A,B相的通断。
)
2、两相四线步进电机的四拍工作方式，其各相通电顺序为:
(A－AB－B－BA’－A’－A’B’-B’－B’A)例二、步进电机正转两相八拍程序》依次循环。
(出于对力矩、平稳、噪音及减少角度等方面考虑。
往往采用八拍工作方式)
(2)控制步进电机的转向
如果给定工作方式正序换相通电，步进电机正转，如果按反序通电换相，则电机就反转。
如：正转通电顺序是：（A-B-A’－B’依次循环。
）则反转的通电顺序是：（B‘-A’-B－A依次循环。
）
参考下例：
《例三、步进电机反转两相四拍程序》
《例四、步进电机反转两相八拍程序》
(3)控制步进电机的速度
如果给步进电机发一个控制脉冲，它就转一步，再发一个脉冲，它会再转一步。
两个脉冲的间隔越短，步进电机就转得越快。
调整单片机发出的脉冲频率，就可以对步进电机进行调速。
（注意：如果脉冲频率的速度大于了电机的反应速度，那么步进电机将会出现失步现象）。
参考下例：
《例五、步进电机两相四拍调速程序》
《例六、步进电机两相八拍调速程序》
(4)四相电机的控制程序
如图：按CTRL并点击（驱动器控制四相步进电机接线图）
《例七、四相步进电机正转四拍程序》
《例八、四相步进电机正转八拍程序》
《例九、四相步进电机反转四拍程序》
《例十、四相步进电机反转八拍程序》
《例十一、四相步进电机四拍调速程序》
《例十二、四相步进电机八拍调速程序》
《例十三、四相步进电机八拍调速程序方法二》
以下为参考程序：
《例十四、步进电机分档控制》
《例十五、步进电机每按一下转1.8度》
《例十六、步进电机每按一下转3.6度》
实例二：直流电机的控制实例
使用直流/步进两用驱动器可以驱动两台直流电机。
分别为M1和M2。
引脚A，B可用于输入PWM脉宽调制信号对电机进行调速控制。
（如果无须调速可将两引脚接5V，使电机工作在最高速状态，既将短接帽短接）实现电机正反转就更容易了，输入信号端IN1接高电平输入端IN2接低电平，电机M1正转。
（如果信号端IN1接低电平，IN2接高电平，电机M1反转。
）控制另一台电机是同样的方式，输入信号端IN3接高电平，输入端IN4接低电平，电机M2正转。
（反之则反转），PWM信号端A控制M1调速，PWM信号端B控制M2调速。
可参考下图表：
电机
旋转方
式控制端
IN1
控制端
IN2
控制端
IN3
控制端
IN4
输入PWM信号改
变脉宽可调速
调速端
A
调速端
B
M1 正转高低/ / 高/ 反转低高/ / 高/ 停止低低/ / 高/
M2 正转/ / 高低/ 高反转/ / 低高/ 高停止低低/ / / 高。