单片机驱动步进电机的方法

关注驱动能力、电源稳定性、加减速控制、细分驱动选择、散热与保护、EMI、机械振动与噪音、软件调试等方面。

步进电机通常需要高电流和稳定的电源。

驱动器或自制电路能够提供足够的电流而不过载。查阅电机规格书了解额定电流，并据此选择合适的驱动器或设计适当的散热措施。

通过按顺序给各相绕组通电，产生旋转磁场，驱动转子旋转。

通过单片机IO口输出脉冲信号（高低电平交替），每个脉冲对应一步

通过逐步改变驱动信号的幅值和相位来控制步进电机的位置。
实现更平滑的运动和更高的分辨率，但需要更复杂的控制电路和算法。

​​驱动芯片选择​​：
ULN2003：最大驱动电流500mA（适用于28BYJ-48）。
A4988：支持1A持续电流（需外接散热片）。

步进电机驱动易产生电磁干扰，需在电源和信号线上加滤波电容和磁环。
驱动电路与单片机电路需隔离（如光耦隔离）。

通过一个单相驱动器控制步进电机的两个线圈进行励磁，将步进电机驱动到下一个位置。

​​ULN2003+28BYJ-48​

通过两个相位差90°的驱动信号控制步进电机的四个线圈进行励磁。
提供更高的转矩和更高的精度，适用于要求更高性能的应用。

整步（1 细分）：每次只激活一相绕组
半步（2 细分）：交替激活一相和两相绕组
微步（4/8/16/32 细分）：通过正弦波电流控制，实现更精确的角度控制

使用HT12编码器检测实际位置，实现PID闭环。

通过单片机 IO 口输出高低电平，控制三极管通断，从而控制绕组通电
需要外接反并联二极管（如 1N4007）保护，用于释放绕组断电时的反电动势

步进电机通常有5或6根线（对于四相电机），需要连接到一个合适的驱动器或直接通过H桥电路连接到单片机。
如果采用专用步进电机驱动器（如A4988、DRV8825等），只需将驱动器的控制引脚（如STEP、DIR）连接到单片机的GPIO引脚，并按照驱动器手册配置电源和电机接线。
若直接由单片机驱动，则需使用MOSFET或达林顿管等功率元件构建H桥电路来控制电机的各相电流。

逐步提升单片机控制速度，先从单步执行开始，逐步提高电机转速。

// 2相4线步进电机控制示例
const int stepPins[4] = {2, 3, 4, 5};  // 定义四个控制引脚

// 步进电机旋转顺序（4相8拍）
const int stepSequence[8][4] = {
  {1, 0, 0, 0},
  {1, 1, 0, 0},
  {0, 1, 0, 0},
  {0, 1, 1, 0},
  {0, 0, 1, 0},
  {0, 0, 1, 1},
  {0, 0, 0, 1},
  {1, 0, 0, 1}
};

void setup() {
  for (int i = 0; i < 4; i++) {
    pinMode(stepPins[i], OUTPUT);
  }
}

void loop() {
  // 顺时针旋转一圈
  for (int i = 0; i < 512; i++) {  // 512步 = 360° (1.8°/步 × 512 = 921.6°)
    for (int j = 0; j < 8; j++) {   // 8拍
      setStep(stepSequence[j]);
      delayMicroseconds(1000);      // 控制速度
    }
  }
  delay(1000);
}

void setStep(int sequence[]) {
  for (int i = 0; i < 4; i++) {
    digitalWrite(stepPins[i], sequence[i]);
  }
}

添加必要的保护措施，如过流保护、过压保护和短路保护，以防止意外情况对电机和驱动器的损害。

AccelStepper：支持加减速控制的高级库

在电源输入端并联大容量电解电容（如 1000μF/25V）和小容量陶瓷电容（0.1μF）
电机与控制电路使用隔离电源或 LC 滤波，减少干扰