【STM32】外设篇-1.1步进电机基础知识及接线方式
什么是步進電機？
????????步進電機是將電脈沖信號，轉變為角位移或線位移的開環控制電機，又稱為脈沖電機。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響。
步進電機的工作原理：
????????步進電機是通過脈沖信號來進行控制，每輸入一個脈沖信號，步進電機前進一步，是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元件，步進電機旋轉的步距角，是在電機結構的基礎上等比例控制產生的，如果控制電路的細分控制不變，那么步進旋轉的步距角在理論上是一個固定的角度。在實際工作中，電機旋轉的步距角會有微小的差別，主要是由于電機結構上的固定有誤差產生的，而且這種誤差不會積累。
????????舉例說明兩相步進電機工作原理，其擁有 2 個繞組。當一個繞組通電后，其定子磁極產生磁場，將轉子吸合到此磁極處。若繞組在控制脈沖的作用下，通電方向順序按照?? 四個狀態周而復始進行變化，電機可順時針轉動；通電時序為? ?時，電機就逆時針轉動。控制脈沖每作用一次，通電方向就變化一次，使電機轉動一步，即 90 度。4 個脈沖，電機轉動一圈。脈沖頻率越高，電機轉動越快。通常工業用混合型步進電機的步距角是1.8度，就是200極。
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驅動器細分原理：
????????當步距角（1個脈沖對應1.8°）滿足不了要求，如轉動0.45°? 采用細分技術來驅動步進電機。
??? ????細分驅動原理：改變A、B相電流大小，以改變合成磁場的夾角，從而使一個步距角細分為多步（平滑移動）
????????驅動器一般都具有細分功能，常見的細分倍數：1/2,1/4,1/8,1/16,1/32,1/64 或者1/5,1/10,1/20
????????細分后步進電機步距角計算：步距角=電機固有步距角/細分數
? ? ? ?例如：步距角為1.8°的步進電機，電機設置為4細分，其步距角為1.8°/4=0.45°，當細分等級大于1/4后，電機的定位精度并不能提高，只能使電機轉動更為平穩，細分亦減少噪聲產生。
步進電機優缺點：
優點：
????????1.電機轉動的角度正比與脈沖數
????????2. 電機響應由輸入脈沖確定，不需要反饋電路以返回旋轉軸的位置和速度信息（開環控制）
????????3. 由于沒有接觸電刷，可靠性較高，軸承的壽命決定電機的壽命
????????4. 速度正比于脈沖頻率，因而有比較寬的轉速范圍
????????5. 步進電機配合驅動器使用，很多驅動器支持細分功能，實現很小的步進角，控制更精確
缺點：
????????1. 不論負載多大，電機都消耗大量功率
????????2. 當控制不適當的時候，可能會出現同步丟失；
????????3.容易振動，需要微步調整才可平穩
? ? ? ? 4.旋轉軸停止后仍然存在電流而產生熱量，高性能配置下電機熱量較大
步進電機正常工作要求：
????????步進電機必須通過驅動器和控制器才能正常工作，驅動器作用是對控制脈沖進行環形分配，使步進電機按一定的順序通電（控制信號----電脈沖信號、電流放大）
????????驅動單元（驅動器）：接收控制器傳遞的控制指令，并將控制指令轉化為電脈沖信號控制信號（實現電流放大等）
????????控制單元（例控制器STM32）：控制加速、減速、正轉、反轉
步進電機驅動器接線方法（STM32控制器為例）：
共陽極接法 ??（PUS+? U/D+? ENA+） 全接3.3V??
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（PUS-? U/D-? ENA-） 單片機IO口
共陰極接法 ?（PUS-? U/D-? ENA-） GND?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （PUS+? U/D+? ENA+接GND鎖住，不鎖接3.3V））
日常步進電機未上電能轉動（未上鎖），步進電機上電不能轉動（上鎖）
若在通電狀態下想轉動調試具體位置或者微調（不希望在通電鎖住）調整脫機電平是否鎖定（調整ENA接GND或3.3V）
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總結
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