1. 步進電機的工作原理

該gai步bu進jin電dian機ji為wei一yi四si相xiang步bu進jin電dian機ji，采cai用yong單dan極ji性xing直zhi流liu電dian源yuan供gong電dian。隻zhi要yao對dui步bu進jin電dian機ji的de各ge相xiang繞rao組zu按an合he適shi的de時shi序xu通tong電dian，就jiu能neng使shi步bu進jin電dian機ji步bu進jin轉zhuan動dong。圖tu1是該四相反應式步進電機工作原理示意圖。
開始時
，開關SB接通電源

，SA、SC、SD斷開，B相磁極和轉子0
、3號齒對齊
，同時，轉子的1

、4號齒就和C

、D相繞組磁極產生錯齒
，2、5號齒就和D、A相繞組磁極產生錯齒。

當開關SC接通電源
，SB、SA、SD斷開時
，由於C相繞組的磁力線和1、4號齒之間磁力線的作用，使轉子轉動，1、4號齒和C相繞組的磁極對齊。而0
、3號齒和A、B相繞組產生錯齒，2
、5號齒就和A、D相繞組磁極

產生錯齒。依次類推，A
、B
、C、D四相繞組輪流供電，則轉子會沿著A、B

、C、D方向轉動。

四相步進電機按照通電順序的不同，可分為單四拍
、雙四拍
、bapaisanzhonggongzuofangshi。dansipaiyushuangsipaidebujujiaoxiangdeng，dandansipaidezhuandonglijuxiao。bapaigongzuofangshidebujujiaoshidansipaiyushuangsipaideyiban，yinci，bapaigongzuofangshijikeyibaochijiaogaodezhuandonglijuyoukeyitigaokongzhijingdu。

單四拍、雙四拍與八拍工作方式的電源通電時序與波形分別如圖2.a、b、c所示：
AT89C2051將控製脈衝從P1口的P1.4～P1.7輸出，經74LS14反相後進入9014，經9014放大後控製光電開關
，光電隔離後，由功率管TIP122將脈衝信號進行電壓和電流放大，驅動步進電機的各相繞組。使步進電機隨著不同的脈衝信號分別作正轉、反轉
、加速
、減速和停止等動作。圖中L1為步進電機的一相繞組。AT89C2051選用頻率22MHz的晶振，選用較高晶振的目的是為了在方式2下盡量減小AT89C2051對上位機脈衝信號周期的影響。

圖3中的RL1～RL4為繞組內阻
，50Ω電阻是一外接電阻，起限流作用，也是一個改善回路時間常數的元件。D1～D4為續流二極管，使電機繞組產生的反電動勢通過續流二極管（D1～D4）而衰減掉，從而保護了功率管TIP122不受損壞。

在50Ω外接電阻上並聯一個200μF電容，可以改善注入步進電機繞組的電流脈衝前沿，提高了步進電機的高頻性能。與續流二極管串聯的200Ω電阻可減小回路的放電時間常數，使繞組中電流脈衝的後沿變陡
，電流下降時間變小，也起到提高高頻工作性能的作用。

2.軟件設計

該驅動器根據撥碼開關KX、KY的不同組合有三種工作方式供選擇：

方式1為中斷方式：P3.5（INT1）為步進脈衝輸入端，P3.7為正反轉脈衝輸入端。上位機（PC機或單片機）與驅動器僅以2條線相連。

方式2為串行通訊方式：上位機（PC機或單片機）將控製命令發送給驅動器，驅動器根據控製命令自行完成有關控製過程。

方式3為撥碼開關控製方式：通過K1～K5的不同組合，直接控製步進電機。

當上電或按下複位鍵KR後，AT89C2051先檢測撥碼開關KX、KY的狀態，根據KX、KY 的不同組合
，進入不同的工作方式。以下給出方式1的程序流程框圖與源程序。

在zai程cheng序xu的de編bian製zhi中zhong，要yao特te別bie注zhu意yi步bu進jin電dian機ji在zai換huan向xiang時shi的de處chu理li。為wei使shi步bu進jin電dian機ji在zai換huan向xiang時shi能neng平ping滑hua過guo渡du
，不bu至zhi於yu產chan生sheng錯cuo步bu
，應ying在zai每mei一yi步bu中zhong設she置zhi標biao誌zhi位wei。其qi中zhong20H單元的各位為步進電機正轉標誌位;21H單元各位為反轉標誌位。在正轉時
，不僅給正轉標誌位賦值，也同時給反轉標誌位賦值;在反轉時也如此。這樣，當步進電機換向時
，就可以上一次的位置作為起點反向運動
，避免了電機換向時產生錯步。
3.步進電機細分驅動電路

為wei了le對dui步bu進jin電dian機ji的de相xiang電dian流liu進jin行xing控kong製zhi，從cong而er達da到dao細xi分fen步bu進jin電dian機ji步bu距ju角jiao的de目mu的de
，人ren們men曾zeng設she計ji了le很hen多duo種zhong步bu進jin電dian機ji的de細xi分fen驅qu動dong電dian路lu。隨sui著zhe微wei型xing計ji算suan機ji的de發fa展zhan，特te別bie是shi單dan片pian計ji算suan機ji的de出chu現xian，為wei步bu進jin電dian機ji的de細xi分fen驅qu動dong帶dai來lai了le便bian利li。目mu前qian
，步bu進jin電dian機ji細xi分fen驅qu動dong電dian路lu大da多duo數shu都dou采cai用yong單dan片pian微wei機ji控kong製zhi。單dan片pian機ji根gen據ju要yao求qiu的de步bu距ju角jiao計ji算suan出chu各ge相xiang繞rao組zu中zhong通tong過guo的de電dian流liu值zhi，並bing輸shu出chu到dao數shu模mo轉zhuan換huan器qi（DPA） 中，由DPA bashuziliangzhuanhuanweixiangyingdemonidianya，jingguohuanxingfenpeiqijiadaogexiangdegongfangdianlushang，kongzhigongfangdianlugeigexiangraozutongyixiangyingdedianliu，laishixianbujindianjidexifen。danpianjikongzhidebujindianjixifenqudongdianlugenjumojigongfangguandegongzuozhuangtaikefenweifangdaxinghekaiguanxingliangzhong（見下圖5）。