单片机驱动步进电机的方法

只看该作者 · 2025-5-25 20:29

工作原理：通过按顺序激励线圈，使转子按固定角度（步距角）旋转。常见的步距角有1.8°（200步/转）、0.9°（400步/转）等。

类型：

两相步进电机（4线或6线）：最常用，如28BYJ-48（5V）、42步进电机（24V+）。

四相步进电机（5线或6线）：如5线步进电机。

硬件驱动方案
(1) 直接驱动（仅限小电流电机）
适用场景：低电压（如5V）、小电流（<100mA）的步进电机（如28BYJ-48）。

电路：

单片机GPIO → 限流电阻 → 电机线圈（需加续流二极管保护）。

缺点：驱动能力弱，易烧毁IO口，仅用于实验。

(2) 晶体管/达林顿阵列驱动
适用场景：中等电流（如500mA以下）。

常用芯片：ULN2003（驱动28BYJ-48）、L293D（H桥驱动）。

电路连接：

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单片机IO → ULN2003输入 → ULN2003输出 → 电机线圈
（需外接电源供电电机）
(3) 专用步进电机驱动IC
适用场景：高精度、大电流驱动（如NEMA17/NEMA23）。

常用驱动IC：

A4988：支持16细分，最大2A/相。

DRV8825：支持32细分，最大2.5A/相。

TMC2209（静音驱动）：支持256细分，带 StallGuard 防堵转。

连接方式：

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单片机IO → 驱动IC（STEP/DIR/ENABLE）→ 电机线圈
（需外接电源+配置细分/电流）

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驱动模式（以两相4线电机为例）
(1) 单相激励（Wave Drive）
特点：每次只激励一相，扭矩小，功耗低。

励磁顺序（4拍）：
A → B → A' → B'（循环）

(2) 双相激励（Full Step）
特点：两相同时通电，扭矩最大。

励磁顺序（4拍）：
A+B → A'+B → A'+B' → A+B'（循环）

(3) 半步驱动（Half Step）
特点：单双相交替，步距角减半，分辨率提高。

励磁顺序（8拍）：
A → A+B → B → A'+B → A' → A'+B' → B' → A+B'（循环）

(4) 微步驱动（Microstepping）
特点：通过PWM细分（如16细分），实现平滑运动，需专用驱动IC（如A4988）。

只看该作者 · 2025-5-25 20:32

电源隔离：电机电源与单片机电源需隔离（如使用光耦或独立电源）。

续流二极管：必须在线圈两端添加（尤其是ULN2003内部已集成）。

细分设置：使用A4988/DRV8825时，需配置细分跳线以提高平滑度。

防堵转检测：可通过检测电流（如TMC2209）或编码器反馈实现。