1 前言

这几天有同学在做课设，对步进电机控制原理不理解，来寻求学长解答，这里专门写一篇文章进行解答！

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2 电机工作原理

步进电机使用带齿的轮和电磁体来使轮一次“一步”旋转。

发送的每个HIGH脉冲都会使线圈通电，吸引齿轮的最近齿，并一步步驱动电动机。

脉冲对这些线圈的方式会极大地影响电动机的性能。

脉冲序列确定电动机的旋转方向。
脉冲的频率决定了电动机的速度。
脉冲数确定电动机将旋转多远（多少步）。

3 DRV8825步进电机驱动器芯片

该模块的核心是德州仪器（TI）的微步进驱动器芯片– DRV8825。它的体积很小（只有0.8英寸×0.6英寸），但仍力气还是挺大
的。

DRV8825步进电动机驱动器具有高达45V的输出驱动能力，可让您控制一个双极步进电动机，每个线圈的最大输出电流为2.2A。

该驱动程序具有内置转换器，易于操作。这样可以将控制销的数量减少到仅2个，一个用于控制步进，另一个用于控制旋转方向。

驱动程序提供6种不同的步进分辨率。全步，半步，四分之一步，八，十六和三十二分之一步。

4 DRV8825电机驱动器引脚

DRV8825驱动程序共有16个引脚，可将其与外界连接。连接如下：

4.1 微步选择引脚

DRV8825驱动程序通过允许中间步进位置来允许微步进。这是通过以中等电流水平向线圈通电来实现的。例如，如果我们选择以四分之一步模式驱动每转1.8°或200步的NEMA 17，则电动机每转将给出800微步。

DRV8825驱动器具有三个步长（分辨率）选择器输入，即： M0，M1和M2。通过为这些引脚设置适当的逻辑电平，我们可以将电动机设置为六个步进分辨率之一。

这三个微步选择引脚被内部下拉电阻拉至低电平，因此，如果我们将其断开，电动机将以全步模式运行。

4.2 控制输入引脚

DRV8825具有两个控制输入，即。STEP和DIR。

STEP控制电机的微步。发送到该引脚的每个HIGH脉冲都会通过微步选择引脚设置的微步数来步进电动机。脉冲越快，电动机旋转得越快。

DIR控制电动机的旋转方向。将其拉高，将驱动电机顺时针旋转，将其拉低，将驱动电机逆时针旋转。

如果仅希望电动机沿单个方向旋转，则可以将DIR相应地直接连接到VCC或GND。

4.3 限流

在使用电动机之前，我们需要进行一些小的调整。我们需要限制流经步进线圈的最大电流，并防止其超过电机的额定电流。

DRV8825驱动器上有一个微调电位器，可用于设置电流限制。您应将电流限制设置为等于或小于电动机的额定电流。

将通过测量“ ref”引脚上的电压（Vref）来设置电流限制。

查看您的步进电机的数据表。记下它的额定电流。在我们的实验设置情况下，我们使用NEMA 17 200steps / rev，12V 350mA。
断开三个微步选择引脚，使驱动器进入全步模式。
不给STEP输入计时，将电动机固定在固定位置。
调整时，测量金属微调电位器本身的电压（Vref）。
使用公式调整Vref电压电流限制= Vref x 2
例如，如果电动机的额定电流为350mA，则可以将参考电压调整为0.175V。

5 Arduino 控制DRV8825步进电机驱动器

连接非常简单。首先将RST引脚连接到相邻的SLP / SLEEP引脚，并将二者都连接到Arduino的5V，以保持驱动器启用。

将GND LOGIC引脚连接到Arduino的接地引脚。DIR和STEP输入引脚分别连接到Arduino上的＃2和＃3数字输出引脚。

将步进电机连接到B2，B1，A1和A2引脚。实际上，DRV8825的布局很方便，可以与多个双极电机上的4针连接器匹配，因此这不是问题。

控制代码

void setup()
{// Declare pins as OutputspinMode(stepPin, OUTPUT);pinMode(dirPin, OUTPUT);
}
void loop()
{// Set motor direction clockwisedigitalWrite(dirPin, HIGH);// Spin motor slowlyfor(int x = 0; x < stepsPerRevolution; x++){digitalWrite(stepPin, HIGH);delayMicroseconds(2000);digitalWrite(stepPin, LOW);delayMicroseconds(2000);}delay(1000); // Wait a second// Set motor direction counterclockwisedigitalWrite(dirPin, LOW);// Spin motor quicklyfor(int x = 0; x < stepsPerRevolution; x++){digitalWrite(stepPin, HIGH);delayMicroseconds(1000);digitalWrite(stepPin, LOW);delayMicroseconds(1000);}delay(1000); // Wait a second
}

6 AccelStepper库

在没有库的情况下控制步进器非常适合简单的单电机应用。但是，如果要控制多个步进器，则需要一个库。

AccelStepper 高级步进电机库，它支持：

加减速。
多个同时步进器，每个步进器具有独立的并发步进。

该库未包含在Arduino IDE中，因此您需要首先安装它。

使用实例，这是一个简单的程序，它使步进电机沿一个方向加速，然后减速以使其静止。电动机旋转一圈后，它将改变旋转方向。而且它不断地重复做。

// Include the AccelStepper Library
#include <AccelStepper.h>// Define pin connections
const int dirPin = 2;
const int stepPin = 3;// Define motor interface type
#define motorInterfaceType 1// Creates an instance
AccelStepper myStepper(motorInterfaceType, stepPin, dirPin);void setup() {// set the maximum speed, acceleration factor,// initial speed and the target positionmyStepper.setMaxSpeed(1000);myStepper.setAcceleration(50);myStepper.setSpeed(200);myStepper.moveTo(200);
}void loop() {// Change direction once the motor reaches target positionif (myStepper.distanceToGo() == 0) myStepper.moveTo(-myStepper.currentPosition());// Move the motor one stepmyStepper.run();
}

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【毕设教学】单片机控制步进电机

1 前言

2 电机工作原理

3 DRV8825步进电机驱动器芯片

4 DRV8825电机驱动器引脚

4.1 微步选择引脚

4.2 控制输入引脚

4.3 限流

5 Arduino 控制DRV8825步进电机驱动器

6 AccelStepper库

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