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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。
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。
四相步进电机驱动程序及工作原理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。
开始时，开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极与转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就与C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就与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相绕组的磁力线与1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿与C相绕组的磁极对齐。
而0、3号齿与A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就与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：驱动电路：程序：大家对照一下程序就知道，本程序采用了八拍工作方式**项目：步进电机正反转（EE01学习板演示程序）**一线工人**网站：电子工程师之家#include <reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar codeFFW[8]={0xf1,0xf3,0xf2,0xf6,0xf4,0xfc,0xf8,0xf9};uchar code REV[8]={0xf9,0xf8,0xfc,0xf4,0xf6,0xf2,0xf3,0xf1};/* 延时t毫秒/* 11.0592MHz时钟，延时约1msvoid delay(uint t)uint k;while(t--)for(k=0; k<123; k++)/*步进电机正转void motor_ffw(uint n)uchar i;uint j;for (j=0; j<12*n; j++) //转1×n圈for (i=0; i<8; i++) //一个周期转30度P0 = FFW; //取数据delay(15); //调节转速/*步进电机反转void motor_rev(uint n)uchar i;uint j;for (j=0; j<12*n; j++) //转1×n圈for (i=0; i<8; i++) //一个周期转30度P0 = REV; //取数据delay(15); //调节转速* 主程序main()while(1)motor_ffw(5); //电机正转delay(1000); //换向延时motor_rev(5); //电机反转delay(1000); //换向延时。
《单片机课程设计》设计报告设计题目：四相步进电机控制系统设计系专别：业：自动化工程系测控技术与仪器班级学号：5091016姓名：李建华指导教师：吕江涛张宝健设计时间：2011/12/29目录1 概述 (1)2 四项步进电机 (2)2.1 步进电机 (2)2.2 步进电机的控制 (2)2.3 步进电机的工作过程 (2)3 电路图设计 (4)3.1 AT89S52概述 (4)3.2 3.3 3.4 3.5最小系统 (4)复位电路 (5)拨码电路 (5)电机驱动电路 (6)4 程序设计 (7)4.1 4.2 4.3主程序框图 (7)步进电机速度控制程序框图 (8)拨码开关输入程序框图 (10)5 总结 (11)5.1 心得 (11)5.2 收获 (11)附录一附录二源程序 (12)电路原理图 (15)1 概述本实验旨在通过控制 AT89S52 芯片，实现对四相步进电机的转动控制。
具体功能主要是控制电机正转、反转、加速与减速。
具体工作过程是：给试验箱上电后，拨动启动开关，步进电机按照预 先设置的转速和转动方式转动。
调整正反转按钮，步进电机实现正反转切 换；拨动加速开关，步进电机转速加快，速度达到最大值，不再加速；拨 动减速开关时，电机减速转动，速度减到最小速度，停止减速。
系统控制框图实验具体用到的仪器：AT89S52(试验箱上为 89C58)芯片、拨码开关单 元、四项步进电机等硬件设备。
实验具体电路单元有：单片机最小系统、步进电机连接电路、拨码开 关连接电路。
步进电机 （驱动）AT89S52 单片机 独立按键键盘2 四项步进电机2.1 步进电机步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。
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。
2.2 步进电机的共组原理2.2 步进电机的控制1.换相顺序控制：通电换相这一过程称为脉冲分配。
四相步进电机驱动电路及驱动程序设计我们用一个单片机控制多个步进电机指挥跳舞机器人的双肩、双肘和双脚伴着音乐做出各种协调舒缓充满感情的动作，荣获一等奖。
电路采用74373锁存，74LS244和ULN2003作电压和电流驱动，单片机（Atc52）作脉冲序列信号发生器。
程序设计基于中断服务和总线分时利用方式，实时更新各个电机的速度、方向。
整个舞蹈由运动数据所决定的一截截动作无缝连接而成。
本文主要介绍一下这个机器人的四相五线制步进电机驱动电路及程序设计.1、步进电机简介步进电机根据内部线圈个数不同分为二相制、三相制、四相制等。
本文以四相制为例介绍其内部结构。
图1为四相五线制步进电机内部结构示意图。
2、四相五线制步进电机的驱动电路电路主要由单片机工作外围电路、信号锁存和放大电路组成。
我们利用了单片机的I/O端口，通过74373锁存，由74LS244驱动，ULN2003对信号进行放大。
8个电机共用4bit I/O端口作为数据总线，向电机传送步进脉冲。
每个电机分配1bit的I/O端口用作74373锁存信号，锁存步进电机四相脉冲，经ULN2003放大到12V驱动电机运转。
电路原理图（部分）如图2所示。
（1）Intel 8051系列单片机是一种8位的嵌入式控制器，可寻址64K字节，共有32个可编程双向I/O口，分别称为P0～P3。
该系列单片机上集成8K的ROM，128字节RAM可供使用。
（2）74LS244为三态控制芯片，目的是使单片机足以驱动ULN2003。
ULN2003是常用的达林顿管阵列，工作电压是12V，可以提供足够的电流以驱动步进电机。
关于这些芯片的详细介绍可参见它们各自的数据手册。
（3）74373是电平控制锁存器，它可使多个步进电机共用一组数据总线。
我们用P1.0～P1.7作为8个电机的锁存信号输出端，见表1。
这是一种基于总线分时复用的方式，以动态扫描的方式来发送控制信号，这和高级操作系统里的多任务进程调度的思想一致。
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。
1任务分析1.1分析控制对象四相步进电动机是一种将电脉冲信号转换成直线位移或角位移的执行元件。
步进电机的输出位移量与输入脉冲个数成正比，其转速与单位时间内输入的脉冲数（脉冲频率）成正比，其转向与脉冲分配到步进电机的各相绕组的相序有关。
所以只要控制指令脉冲的数量、频率及电机绕组通电相序，便可控制步进电机的输出位移量、速度和转向。
步进电机具有较好的控制性能，其启动、停车、反转及其它任何运行方式改变，都在少数脉冲内完成，且可获得较高的控制精度，因而得到了广泛的应用。
1.2四相步进电机的控制要求四相的控制要求如下：○1能对四相步进电动机的转速进行控制；○2可实现对四相步进电动机的正反转控制；○3能对四相步进电动机的步数进行控制；2方案设计在步进电动机控制系统中，步进电动机作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差的特点，广泛应用于各种控制中，其控制主要有开环、半闭环、闭环控制。
方案一：开环控制系统图2.1 开环步进电动机控制系统框图开环控制系统没有使用位置、速度检测装置及反馈装置，因此具有结构简单、使用方便、可靠性高、制造成本低等优点。
另外，步进电动机受控于脉冲量，它比直流电机或交流电机组成的开环精度高，适用于精度要求不太高的机电一体化伺服传动系统。
方案二：半闭环控制系统图2.2 半闭环步进电动机控制系统框图半闭环控制系统调试比较方便，并且具有很好的稳定性，不过精度不太高，较少使用。
方案三：闭环控制系统图2.3 闭环步进电动机控制系统框图闭环控制系统定位精度高，但调试和维修都较困难，系统复杂，成本高。
综合三种方案，根据步进电动机的特点，从制造成本与系统结构复杂程度考虑，本设计采用方案一，在开环控制系统中，用PLC控制四相步进电动机。
3 步进电动机的选择现在比较常用的步进电机包括反应式步进电动机，永磁性步进电动机，混合式步进电动机和单相式步进电动机。
永磁式步进电动机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度；反应式步进电动机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。
写出四相八拍步进电机的控制模型步进电机是一种常见的电动机，通过控制电流方向改变磁场来驱动转子运动。
四相八拍步进电机是其中一种类型，它包含四个相，每相有两个步进角度，总共有八拍。
在控制步进电机时需要了解其控制模型，以便准确控制其转动角度和速度。
步进电机的工作原理步进电机的运动是通过将电流施加到电机的不同相上，使得产生的磁场相互作用而形成驱动力，从而使转子运转。
对于四相八拍步进电机来说，控制每个相的电流能够实现准确的步进角度，从而控制电机的转动。
控制模型控制四相八拍步进电机的关键在于确定每个步进角度的电流控制。
一种常用的控制模型是利用微控制器或控制器来控制电机的电流输出。
通过适当的算法，可以实现精确的步进角度控制，从而控制电机的转动。
步进角度控制步进电机的每个步进角度由控制电流的波形决定。
在四相八拍步进电机中，可以通过改变每相的电流顺序和大小来控制电机的步进角度。
例如，按照ABCD的顺序控制每相电流，就可以实现电机的顺时针或逆时针转动，从而控制步进角度。
控制算法控制四相八拍步进电机的算法种类繁多，常见的有正弦曲线控制、脉冲信号控制等。
这些算法可以根据电机的具体应用需求进行选择，以实现最佳的电机控制效果。
通过合理选择和调整算法参数，可以实现步进电机的平稳转动和精确控制。
应用领域四相八拍步进电机广泛应用于打印机、CNC机床、自动化设备等领域。
在这些领域中，步进电机的精确控制和可靠性是非常重要的，只有准确地控制电机的步进角度，才能实现设备的高效运行和稳定性。
结语四相八拍步进电机的控制模型是实现电机精确控制的关键。
通过了解步进电机的工作原理、控制模型以及相应的控制算法，可以实现对电机转动角度和速度的精确定位和控制。
在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的控制方法，以确保步进电机的稳定运行和精准控制。
