如何實現(xiàn)步進電機的正反轉？步進電機正反轉程序詳解
步進電動機是將電脈沖激勵信號轉換成相應的角位移或線位移的離散值控制電動機，這種電動機每當輸入一個電脈沖就動一步，所以又稱脈沖電動機。
步進電動機(stepping motor)把電脈沖信號變換成角位移以控制轉子轉動的微特電機。在自動控制裝置中作為執(zhí)行元件。每輸入一個脈沖信號，步進電動機前進一步，故又稱脈沖電動機。步進電動機多用于數(shù)字式計算機的外部設備，以及打印機、繪圖機和磁盤等裝置。步進電動機的驅動電源由變頻脈沖信號源、脈沖分配器及脈沖放大器組成，由此驅動電源向電機繞組提供脈沖電流。
步進電動機的運行性能決定于電機與驅動電源間的良好配合。步進電機的優(yōu)點是沒有累積誤差，結構簡單，使用維修方便，制造成本低，步進電動機帶動負載慣量的能力大，適用于中小型機床和速度精度要求不高的地方，缺點是效率較低，發(fā)熱大，有時會“失步”。步進電動機分為機電式、磁電式及直線式三種基本類型。
機電式步進電動機機電式步進電動機由鐵心、線圈、齒輪機構等組成。螺線管線圈通電時將產(chǎn)生磁力，推動其鐵心心子運動，通過齒輪機構使輸出軸轉動一角度，通過抗旋轉齒輪使輸出轉軸保持在新的工作位置;線圈再通電，轉軸又轉動一角度，依次進行步進運動。
磁電式步進電動機磁電式步進電動機 其結構簡單， 可靠性高， 價格低廉， 應用廣泛。 主要有永磁式、 磁阻式和混合式。
(1)永磁式步進電動機。
永磁式步進電動機的基本原理其轉子有永磁體的磁極，在氣隙中產(chǎn)生極性交替磁場，定子由四相繞組組成(見圖)。當A相繞組通電時，轉子將轉向該相繞組所確定的磁場方向。當A相斷電、B相繞組被通電勵磁時，就產(chǎn)生一個新的磁場方向，這時，轉子就轉動一角度而位于新的磁場方向上，被勵磁相的順序決定了轉子轉動方向。
若定子勵磁的變化太快，轉子將不能和定子磁場方向的變化保持一致，轉子即失步。起動頻率和運行頻率較低，是永磁式步進電動機的一個缺點。但永磁式步進電動機消耗功率較小，效率較高。20世紀80年代初，出現(xiàn)了轉子是盤式的永磁盤式步進電動機，使步距角及工作頻率達到磁阻式步進電動機的水平。
(2)磁阻式步進電動機。
其定、轉子鐵芯的內(nèi)外表面上設有按一定規(guī)律分布的相近齒槽，利用定、轉子鐵芯齒槽相對位置變化引起磁路磁阻的變化，從而產(chǎn)生轉矩。其轉子鐵芯由硅鋼片或軟磁材料做成，當定子某相被勵磁時，轉子將轉到使磁路磁阻最小的位置。當另一相被勵磁，轉子轉到另一位置，使磁路磁阻為最小時，電動機就停止轉動。這時，轉子轉過一個步距角θb，即式中N為轉子轉過一個齒距的運行拍數(shù);ZR為轉子齒數(shù)。磁阻式步進電動機結構形式較多。定子鐵芯有單段式、多段式;磁路有徑向、軸向;繞組相數(shù)有三相、四相、五相。磁阻式步進電動機步距角可做到1°～15°，甚至更小，精度容易保證，起動與運行頻率較高，但功耗較大，效率較低。
(3)混合式步進電動機。
它的定、轉子鐵芯結構與磁阻式步進電動機相似。轉子有永磁體在氣隙中產(chǎn)生單極性磁場，此磁場還被轉子上軟磁材料的齒槽調(diào)制?；旌鲜讲竭M電動機兼有永磁式步進電動機與磁阻式步進電動機兩者的優(yōu)點，電動機步距角小，精度高，工作頻率高，且功耗小，效率高。
步進電機正反轉控制方式：
1、步進電機有四相繞組A、B、C、D，當一繞組通電時在電動機內(nèi)部形成N-S極，產(chǎn)生磁場，當通電的相發(fā)生變化，磁場發(fā)生旋轉，在磁場的作用下，轉子將轉動，若步進電機按雙四拍的方式來工作。
/2、在A、B、C、D四相繞組上輸入脈沖的順序為AB→BC→CD→DA→AB，步進電機沿順時針方向轉動，即正轉;若在A、B、C、D四相繞組上依次輸入脈沖AB→DA→CD→BC→AB;步進電機將沿逆時針方向旋轉，即反轉。電機內(nèi)部數(shù)據(jù)參數(shù)，初始的即可，不用調(diào)改。
整體程序的結果：
(1)先正轉一圈，等待一秒后再反轉一圈。這一過程可以自己修改程序，把它去掉，即整體main函數(shù)while循環(huán)的前面那部分，只會執(zhí)行一次。
while(1)
{
(2)按下按鈕1，整個電機開始正轉N圈，當檢測按鈕一直按下時,整個電機就一直正轉下去。當檢測到其他按鈕按下時，立即跳轉到其他按鈕對應的程序。
(3)按下按鈕2，和按鈕1相反。
(4)按鈕3，使整個電機停止工作。
}
上面2，3，4部分是一直在循環(huán)掃描檢測的。
#include
#include
unsigned char code z[]={0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08,0x09,0x01,0x03//315,270,225......360(0)
};//八拍
unsigned char code f[]={0x01,0x09,0x08,0x0c,0x04,0x06,0x02,0x03//45,90,145......360(0)
};
sbit K1 = P3^0;//定義正轉按鈕
sbit K2 = P3^1;//定義反轉按鈕
sbit K3 = P3^2;//定義停止按鈕
void zz(unsigned char n);
void fz(unsigned char n);
void delay();
void step();
void main()
{
unsigned char N = 1;//由于設定好了轉一圈的數(shù)據(jù)，所以N在此設定為轉多少圈。
TMOD=0X10;
TL1=0XF0;
TH1=0XD8;
EA=0;
ET1=0;//這里沒有使用定時器中斷，這里只是使用定時器的定時功能。
zz(N);
delay();
fz(N);
while(1)
{
if(K1 == 0)
{
while(1)
{
P0 = 0xfe;
zz(N);
if(K3 == 0||K2==0) break;
}
}
else if(K2 == 0)
{
while(1)
{
P0 = 0xfd;
fz(N);
if(K3 == 0||K1==0) break;
}
}
else
{
P0 = 0xfb;
P1 = 0x03;
}
}
}
void zz(unsigned char n)//正轉
{
unsigned char i,j;
for(i=0;i
{
for(j=0;j<8;j++)//整個for循環(huán)，正轉一個步距角，因為四相八拍，所以是半個步距角，即半步。
{
if(K3 == 0) break;
P1 = z[j];
step();
}
}
}
void fz(unsigned char n)//反轉
{
unsigned char i,j;
for(i=0;i
{
for(j=0;j<8;j++)
{
if(K3 == 0) break;
P1 = f[j];
step();
}
}
}
void delay()//定義1s
{
unsigned char i,j,k;
_nop_();
i=8;
j=154;
k=122;
do
{
do
{
while(--k);
}while(--j);
}while(--i);
}
void step()//定時器計時10ms
{
TF1=0;
TR1=1;
while(TF1==0);
TR1=0;
TL1=0XF0;
TH1=0XD8;
}
1.程序中用到的延時，這個根據(jù)自己的習慣，可以寫相對應的函數(shù)延時，但是由于電機轉的過程中的延時，就我上文中for循環(huán)里面的定時10ms，這個是根據(jù)實際情況來調(diào)的，理論上來說，使用proteus仿真的電機延時最低是1ms，如果低于1ms實驗起來，不會看到自己編寫代碼的理想結果。
2.步距角的不同，那么想要電機轉一圈，執(zhí)行zz或者fz函數(shù)的參數(shù)就要有所不同。以我上面程序為例。
八拍轉一個循環(huán)，轉過360度，步距角是90°。
那么步距角是45°時，要想轉過360°，那么就需要16拍。
這里需要各位自己去修改程序去實驗，這里只提供一個提醒。如果超過256拍的話，那么unsigned char是不夠你玩的，需要unsigned int。
步進電機驅動器是一種將電脈沖轉化為角位移的執(zhí)行機構。當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的接下來，詳細為你說下步進驅動器怎么控制方向 步進驅動器怎么設置電機正反轉。
脈沖控制，因為脈沖有數(shù)量，利于精確控制。所以步進電機方向是靠脈沖控制的，
怎么控制：一般高電平控制一個方向，低電平控制另一個方向。
也有用兩路脈沖控制的。就是一路脈沖的高電平控制一個方向，另一路脈沖的高電平控制另一個方向。
只要控制在四相繞組上輸入脈沖的順序，就可以控制電機的正轉/反轉。(控制延時就能控制轉速。)
方向電平信號DIR用于控制步進電機的旋轉方向。當該端高時，電動機沿一個方向旋轉，當該端低時，電動機沿另一方向旋轉。電機換向必須在電機停止后執(zhí)行，并且換向信號必須在前一個方向的最后一個CP脈沖之后和下一個方向的第一個CP脈沖之前發(fā)送。
如果控制器(主機)發(fā)送雙脈沖(例如正脈沖和負脈沖)或脈沖信號的幅度不匹配，則需要使用信號模塊將其轉換為5v單脈沖(脈沖) 。中文加方向))。
1.輸入為單個脈沖
信號模塊的DIP開關應設置在“單脈沖”位置。如果有脈沖輸出，則電動機將旋轉。改變方向信號的高電平和低電平可以改變旋轉方向。有關特定時序，請參閱信號模塊手冊。
2，輸入為雙脈沖
信號模塊的DIP開關應置于?雙麥：中間?位置。發(fā)送正脈沖會使電動機正向旋轉，而發(fā)送負脈沖會使電動機反向。正脈沖和負脈沖不能同時給出，具體時序請參考信號模塊手冊。
步進電機的運行方向與要求相反。我應該如何調(diào)整? Shanshe Motor的技術工程師提出了兩種實現(xiàn)方法：
一種方法是更改控制系統(tǒng)的方向信號。
另一種方法是通過調(diào)整步進電機的接線來改變方向。具體方法如下：
對于兩相電機，只需將其中一根電機線切換到A +和A交換等步進電機驅動器即可。
對于三相電動機，不能更換其中一根電動機電線，但必須依次更換兩相，例如交換A +和B +。
A-和B-互換。
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