1、引言

1.1 什么是步进电机

步进电机（stepping motor）是一种将电脉冲信号转换成相应角位移的电动机。每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度（步进电机的步距角），其转动的角位移与输入的脉冲数量成正比，转速与脉冲频率成正比。因此，步进电动机又称脉冲电动机。

1.2 步进电机的步距角

步进电机的步距角是指步进电机在接收到一个电脉冲信号后，其转子转动的角度大小。它是衡量步进电机精度和分辨率的重要参数之一。

1.2.1 步距角与减速比

步进电机的规格书里，会有步距角参数，比如规格书里的步距角11.25°或11.25°/64，这里64是减速比1/64（小齿轮带动大大齿轮时，转动角度时变慢的）。

11.25°表示的是电机转子齿轮数360/11.25=32

由于有减速比，11.25/64=0.175°，即每个脉冲电机的小齿轮转动11.25°，算上减速比，实际输出的转动角度是0.175°。

另外，齿轮数越多，步距角越小，也就是转动会更加平滑，不会抖动明显。也能实现精确的位置控制。

2、步进电机的励磁

步进电机的驱动方式主要有：2-2相励磁和1-2相励磁。

2.1 2-2相励磁

每一步都是两个线圈同时励磁，故被称为2-2相励磁。也就是相数为2相，驱动方式为2相励磁。通常，四线电机为2-2相励磁的驱动方式。

2.1.1 二相四拍

二相四拍：有二个线圈，1个励磁循环有四个脉冲信号。型号24BYJ28的步进电机励磁顺序表和接线，如图1所示。

型号24BYJ28顺时针方向CW：

步1：A相为正，A+>A-；B相为正，B+>B-；电机转子转动一个步距角。

步2：A相位负，A+<A-；B相为正，B+>B-；电机转子转动一个步距角。

步3：A相位负，A+<A-；B相为负，B+<B-；电机转子转动一个步距角。

步4：A相位正，A+>A-；B相为负，B+<B-；电机转子转动一个步距角。

2-2相励磁的步距角通常与电机固有的结构决定的步距角相同。

图1 型号24BYJ28的步进电机

2.2.2 步进电机型号命名规则

24：表示该步进电机的有效最大外直径为24mm。

B：表示步进电机，中文拼音Bu的首字母。

Y：表示永磁式，中文拼音Yong的首字母。

J：表示减速型，中文拼音Jian的首字母。

28：表示2相四拍，通常2相都是四拍。

2.2 1-2相励磁

1-2相励磁是1相和2相相互交替励磁，即1个线圈通电和2个线圈通电交替运行，直到一个励磁完成再重复新的一轮励磁。通常，五线电机为1-2相励磁。（五线电机就是在四相电机的基础上，从两个线圈中间都拉出一条线，连接在一起，且都是作为电源来接，作为驱动源。）

1-2相励磁的每个脉冲信号转动角度为步距角的一半，也叫半步驱动。

2.2.1 四相八拍

四相八拍：两个线圈的中间都接到电源，相当于四个线圈（四拍），1个励磁循环是八个脉冲信号。型号24BYJ48的步进电机励磁顺序表和接线，如图2所示。

型号24BYJ48逆时针方向CCW：

半步8：只有A相通电，其他相不通电，转动半个步距角。

半步7：只有A相和B相通电，其他相不通电，转动半个步距角。

半步6：只有B相通电，其他相不通电，转动半个步距角。

半步5：B相和C相通电，其他相不通电，转动半个步距角。

半步4：只有C相通电，其他相不通电，转动半个步距角。

半步3：只有C相和D相通电，其他相不通电，转动半个步距角。

半步2：只有D相通电，其他相不通电，转动半个步距角。

半步1：只有D相和A相通电，其他相不通电，转动半个步距角。

图2 型号24BYJ48的步进电机

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掌握步进电机控制：深入解析2-2相与1-2相励磁模式