两相四线步进电机的实验

第1篇一、实验目的1. 熟悉步进电机的工作原理和特性。

2. 掌握步进电机的驱动方式及其控制方法。

3. 学会使用常用实验设备进行步进电机的调试和测试。

4. 了解步进电机在不同应用场景下的性能表现。

二、实验设备1. 步进电机：选型为双极性四线步进电机，型号为NEMA 17。

2. 驱动器：选型为A4988步进电机驱动器。

3. 控制器：选型为Arduino Uno开发板。

4. 电源：选型为12V 5A直流电源。

5. 连接线、连接器、电阻等实验配件。

三、实验原理步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移或线位移的电机。

它具有以下特点：1. 转动精度高，步距角可调。

2. 响应速度快，控制精度高。

3. 结构简单，易于安装和维护。

4. 工作可靠，寿命长。

步进电机的工作原理是：通过控制驱动器输出脉冲信号，使步进电机内部的线圈依次通电，从而产生步进运动。

四、实验步骤1. 搭建实验电路（1）将步进电机连接到驱动器上，确保电机线序正确。

（2）将驱动器连接到Arduino Uno开发板上，使用连接线连接相应的引脚。

（3）连接电源，确保电源电压与驱动器要求的电压一致。

2. 编写控制程序（1）使用Arduino IDE编写程序，实现步进电机的正转、反转、调速等功能。

（2）通过串口监视器观察程序运行情况，调试程序。

3. 调试步进电机（1）测试步进电机的正转、反转功能，确保电机转动方向正确。

（2）调整步进电机的转速，观察电机运行状态，确保转速可调。

（3）测试步进电机的步距角，确保步进精度。

4. 实验数据分析（1）记录步进电机的正转、反转、调速等性能参数。

（2）分析步进电机的运行状态，评估其性能。

五、实验结果与分析1. 正转、反转测试步进电机正转、反转功能正常，转动方向正确。

2. 调速测试步进电机转速可调，调节范围在1-1000步/秒之间。

3. 步距角测试步进电机的步距角为1.8度，与理论值相符。

4. 实验数据分析步进电机的性能指标符合预期，可满足实验要求。

两相四线励磁式步进电机的工作原理直接驱动型两相四线励磁式步进电机是一种常用的电机类型，其工作原理主要基于磁场的相互作用和磁力耦合原理。

下面详细介绍两相四线励磁式步进电机的工作原理。

具体来说，两相四线励磁式步进电机的工作原理主要分为两个步骤：1.步进驱动原理：
两相四线步进电机的两个线圈分别接到步进电机驱动器的两个输出相位上，一般为A相和B相。

驱动器根据输入的控制信号产生特定的输出电流，这个电流会在线圈中形成磁场。

以A相和B相线圈的通电情况为例：
-当A相线圈通电时，会在转子上形成一个磁场，此时转子会被磁场吸引，使得转子的一个极向A相线圈移动。

-接着，当A相线圈断电，B相线圈通电时，转子的磁极会向B相线圈靠近，从而使得转子继续移动。

-反复循环A相和B相线圈的通电和断电操作，就可以实现步进电机的转动。

2.电磁耦合原理：
在实际运行中，为了使线圈产生的磁场与转子上的磁场相互作用更加有效，通常会在步进电机系统中加入转子上的永磁体，也可以通过其他方式加入磁场。

当线圈通电时，线圈的磁场将与永磁体形成磁力耦合。

这种耦合作用会产生一个力矩，使得转子受到一个力的作用，从而转动到与线圈磁场相对应的位置。

总结起来，两相四线励磁式步进电机的工作原理主要基于磁场的相互作用和磁力耦合原理。

通过对线圈通电和断电的控制，以及线圈磁场与转子上的磁场之间的相互作用，就可以实现步进电机的旋转运动。

这种步进电机在控制精度、转速范围和扭矩等方面具有较好的性能，广泛应用于工业控制、自动化设备等领域。

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。

步进电机控制实验报告开课学院及实验室：学院年级、专业、班姓名学号实验课程名称计算机控制技术成绩实验项目名称步进电机控制实验指导老师一、实验目的1．了解步进电机的工作原理。

2．掌握步进电机的驱动及编程方法。

二、实验原理步进电机是一种电脉冲转化为角位移的执行机构。

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(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。

可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的。

通过设定脉冲数来使步进电机转过一定的角度。

步进电机多为永磁感应式，有两相、四相、六相等多种，实验所用电机为四相八拍式。

三、使用仪器、材料1．TPCC-III计算机控制技术实验箱一台。

2. 数字式万用表一个。

3．微型计算机一台（安装“DICE计算机控制实验软件”）。

四、实验步骤本实验使用的AD35-02M型四相八拍电机，电压为DC12V，其励磁线圈及励磁顺序如下图3-1。

图3-1 励磁线圈及励磁顺序图3-2 实验接线图表3-1 8255B口输出电平在各步中的情况步骤1：按图3-2接线：步骤2：在汇编程序编辑界面输入程序，将宏汇编程序经过汇编，连接后形成.EXE文件。

打开调试窗口，复位，待出现“Welcome to you!”，装入系统，输入命令“G=2000↙”。

EXP3.ASM汇编程序如下：STACK SEGMENT STACKDW 256 DUP(?)STACK ENDSDATA SEGMENTTABLE DB 01H,03H,02H,06H,04H,0CH,08H,09H ;Step of motorDATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATASTART: MOV AX,DATAMOV DS,AXMAIN: MOV AL,80H ;Initiate 8255 B(OUT)OUT 63H,ALA1: MOV BX,OFFSET TABLEMOV CX,0008H ; Number of stepA2: MOV AL,[BX] ; 8255 outOUT 61H,AL。

分类：2020-07-18 09:24 14630人阅读(15)依照正常接线4个端口依次接A,A\,B,B\。

8拍事实上是如此的：A-AB-B-BA\-A\-A\B\-B\-B\A-A那个地址面隐含了一个0的问题，确实是比如第一拍A为1，那么A\为0.则AA\通电。

BB\不通电。

第二拍A，B为1，那么A\，B\为\通电。

BB\通电。

依次类推,从而实现2细分，比如度的电机就操纵成度的了。

步进电机原理依照常理来讲，步进电机接线要依照线的颜色来区分接线。

可是不同公司生产的步进电机，线的颜色不一样。

专门是国外的步进电机。

那么，步进电机接线应该用万用表打表。

步进电机内部构造如以下图：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，仍是六线。

就要看A和~A之间，B和B~之间有无公共端com抽线。

若是a组和b组各自有一个com端，那么该步进电机六线，若是a和b组的公共端连在一路，那么是5线的。

因此，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，因此，a和b组是绝对绝缘的，不连通的。

因此，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路的。

用万用表测，当发觉有一根线和其他几根线的电阻是相当的，那么，这根线确实是公共com端。

关于驱动五线步进电机，公共com端不连接也是能够驱动步进电机的。

六线：a和b组的公共抽线com端是不连通的。

一样，用万用表测电阻，发觉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。

关于驱动四相六线步进电机，两根公共com端不接先也能够驱动该步进电机的。

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。

经常使用m表示。

拍数：完成一个磁场周期性转变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。

两相4线步进电机驱动前段时间在出去买东西的时候经过一个废品收购站，看到一位阿姨正在从一台什么机器上面拆零件。

具体是什么机器我也不认识，我突然看到她拆下来一个圆圆的东西，走进一看原来是一个电机，有四根线，我当时想肯定是一个步进电机。

虽然年份久远但是质量看起来还不错，我当时就很喜欢。

问阿姨这个多少钱我想买下来。

阿姨说十块钱，一分也不能少。

没有办法我就发十块钱买下这个“铁块子“！由于时间的关系一直没有机会折腾。

今天有点时间所以就拿出来研究一下。

经过测量这是一个两项四线的步进电机，步进角为1.8 度。

有两种工作方式。

一种是4 拍的方式，一种是8 拍的方式，4 拍方式的时序如下：a~ 和b~ 表示反向电流。

ab －a~b －a~b~ －ab~ 为一个转向。

ab －ab~ －a~b~ －a~b 为反向。

8 拍方式的时序如下：A B C D E F G H（时序）A 1 1 0 0 0 0 0 1A- 0 0 0 1 1 1 0 0B 0 1 1 1 0 0 0 0B- 0 0 0 0 0 1 1 1我这里用的是8 拍的方式。

程序：/************************************************************************程序功能:**芯片型号:STC11F16XE**晶振频率:22.1184M **编写日期:2010 年10 月日**编写人员:wang QQ:349259818 Email:hongfadg@163 **备注说明:*******************************************************************///以下为所需的头文件//#includeabsacc.h//#includestring.h//#includestdio.h//#includeINTRINS.H#include reg52.H //定义关键字方便使用#define uchar unsigned char#define uint unsigned int #define ulong unsigned long /*sbit p10=P1;//第一组电机sbit p11=P1;s b it p12=P1 ;//第一组使能sbit p13=P1;//第二组电机sbitp14=P1;s b it p15=P1 ;//第二组使能*/uchar step[]={0x25,0x2d,0x2c,0x2e,0x26,0x36,0x34,0x35};//时序参数表/* 延时函数*********************************************************************函数原型: void delay(void) **函数功能:延时函数**输入参数:无**输出参数:无**备注说明:*******************************************************************/void delay(void){ unsigned char a,b,c; for(c=18;c0;c--) for(b=19;b0;b--) for(a=23;a0;a--);}/* 主函数*********************************************************************函数原型:main() **函数功能: **输入参数:无**输出参数:无**备注说明:完成程序的主要功能*******************************************************************/main(){unsigned char c;while(1) //主循环{ for(c=0;c8;c++) {P1=step[c]; //电机驱动delay(); //延时} }}tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。

两相四线步进电机工作原理
两相四线步进电机是一种在控制信号的驱动下精确旋转的电机。

它的工作原理涉及到电机的内部结构和驱动电路。

首先，两相四线步进电机由两个独立的线圈组成，每个线圈被连接到一个独立的电源。

线圈中的电流通过控制信号的驱动而改变，从而产生由永磁体产生的磁场。

这些磁场作用在电机的转子上，引起转子的旋转。

其次，步进电机的转子是多极的，通常由永磁材料制成。

每个极对应一个步进角度，也就是电机在一个完整的旋转周期内的运动距离。

然后，步进电机的驱动电路通常是由直流电源和电流控制器组成。

控制器接收来自外部控制信号的输入，并将其转化为适当的电流控制信号，供给到电机的线圈上。

通过控制信号的准确调节，电机可以实现精确的旋转步进。

最后，在工作过程中，控制信号进入驱动电路，由电流控制器将电流传送到线圈上，产生磁场并驱动转子转动。

不断重复这一过程，电机可以以一定的步进角度进行连续准确的旋转。

总之，两相四线步进电机的工作原理涉及到线圈中的电流控制和磁场的生成，通过外部控制信号的调节，实现精确旋转的目的。

第1篇一、实验目的1. 理解步进电机的工作原理及控制方法。

2. 掌握单片机与步进电机驱动模块的接口连接方法。

3. 学习使用C语言编写程序，实现对步进电机的正反转、转速和定位控制。

4. 通过实验，加深对单片机控制系统的理解。

二、实验原理步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移或线位移的电机，其特点是控制精度高、响应速度快、定位准确。

步进电机控制实验主要涉及以下几个方面：1. 步进电机驱动模块：常用的驱动模块有ULN2003、A4988等，它们可以将单片机的数字信号转换为步进电机的控制信号。

2. 单片机：单片机是整个控制系统的核心，负责接收按键输入、处理数据、控制步进电机驱动模块等。

3. 步进电机：步进电机分为单相、双相和三相等类型，本实验使用的是双相四线步进电机。

三、实验设备1. 单片机开发板：例如STC89C52、STM32等。

2. 步进电机驱动模块：例如ULN2003、A4988等。

3. 双相四线步进电机。

4. 按键。

5. 数码管。

6. 电阻、电容等元件。

7. 电源。

四、实验步骤1. 硬件连接（1）将步进电机驱动模块的输入端（IN1、IN2、IN3、IN4）分别连接到单片机的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3口。

（2）将按键的输入端连接到单片机的P3.0口。

（3）将数码管的段选端连接到单片机的P2口。

（4）将步进电机驱动模块的电源端连接到电源。

（5）将步进电机连接到驱动模块的输出端。

2. 编写程序（1）初始化单片机I/O端口，设置P1口为输出端口，P3.0口为输入端口，P2口为输出端口。

（2）编写按键扫描函数，用于读取按键状态。

（3）编写步进电机控制函数，实现正反转、转速和定位控制。

（4）编写主函数，实现以下功能：a. 初始化数码管显示；b. 读取按键状态；c. 根据按键状态调用步进电机控制函数；d. 更新数码管显示。

3. 调试程序（1）将程序烧写到单片机中；（2）打开电源，观察数码管显示和步进电机运行状态；（3）根据需要调整程序，实现不同的控制效果。

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。

一、实验目的1. 熟悉步进电机的工作原理和特性。

2. 掌握通过微机控制步进电机的基本方法。

3. 了解步进电机在微机控制下的应用。

二、实验原理步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移或线位移的电机，其特点是步进角固定，控制精度高，响应速度快。

步进电机的工作原理是：当给步进电机输入一定频率的脉冲信号时，电机就会以一定的步进角进行旋转。

步进电机的控制方式主要有以下几种：1. 单相控制：将步进电机绕组分为A、B、C、D四相，每相依次通电，实现电机的旋转。

2. 双相控制：将步进电机绕组分为A、B两相，通过改变A、B两相的通电顺序，实现电机的旋转。

3. 四相控制：将步进电机绕组分为A、B、C、D四相，通过改变A、B、C、D四相的通电顺序，实现电机的旋转。

三、实验设备1. 微机：一台2. 步进电机驱动器：一台3. 步进电机：一台4. 编程软件：例如Keil、IAR等5. 连接线：若干四、实验内容1. 步进电机基本特性测试（1）观察步进电机在不同脉冲频率下的转动情况。

（2）观察步进电机在不同脉冲数下的转动角度。

2. 步进电机单相控制（1）编写程序，实现步进电机单相控制。

（2）测试步进电机单相控制下的转动情况。

3. 步进电机双相控制（1）编写程序，实现步进电机双相控制。

（2）测试步进电机双相控制下的转动情况。

4. 步进电机四相控制（1）编写程序，实现步进电机四相控制。

（2）测试步进电机四相控制下的转动情况。

5. 步进电机转速控制（1）编写程序，实现步进电机转速控制。

（2）测试步进电机在不同转速下的转动情况。

6. 步进电机转向控制（1）编写程序，实现步进电机转向控制。

（2）测试步进电机正转和反转的情况。

五、实验步骤1. 连接步进电机驱动器和步进电机。

2. 在微机上编写程序，实现步进电机的基本控制。

3. 编写程序，实现步进电机单相、双相、四相控制。

4. 编写程序，实现步进电机转速和转向控制。

5. 运行程序，观察步进电机的转动情况。