驱动开发-步进电机技术

1、步进电机一、 确定任务1、掌握步进电机的工作原理。2、掌握S5PV210的设备编程3、掌握GPIO接口驱动步进电机。二、 学习内容 1、 阅读S5PV210数据手册，了解GPIO的使用。2、阅读原理图，学习怎样使用直流电机。三、基础知识1.硬件知识 四、基本原理步进电机是一种将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制机构，广泛应用在各种自动化控制系统中。步进电机是一个按照一个固定角度一步一步转动的电机，一旦步进驱动器接到一个脉冲信号，就会驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响。当步进驱动器接收到一

2、个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 1. 步进电机的工作原理这里用到的是两相步进电机，如下图的步进电机结构图所示。转子被分为完全对称的两段，一段转子的磁力线沿转子表面呈放射形进入定子铁芯，称为N极转子；另一段转子的磁力线经过定子铁芯沿定子表面穿过气隙回归到转子中去，称为S极转子。图中虚线闭合回路为磁力线的行走路线。相应地定子也被分为两段，其上装有A、B两相对称绕组。同时，沿转子轴在两

3、段转子中间安装一块永磁体，形成定子的N、S极性。从轴向看过去，两段转子齿中心线彼此错开半个转子齿距。 图.两相步进电机结构图 通常电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。每输入一个电脉冲，电动机转动一个角度前进一步，它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序，电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、电动机各组绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。关于两相步进电机的供电方式，两相四线的步进电机，有两个绕组：A、B。在半步供电方式时，电机的通电方式采用顺序八拍一个循环给两相

4、绕组供电为：八拍，半步：（+A)（+B)（+B)（-A)（+B)（-A)（-B）（-B)（+A)（-B)（+A）。 2. ULN2003A驱动芯片驱动ULN2003时，上拉2K的电阻较为合适，同时，COM引脚应该悬空或接电源。ULN2003是一个非门电路，包含7个单元，但独每个单元驱动电流最大可达350mA.资料的最后有引用电路，9脚可以悬空。比如1脚输入，16脚输出，你的负载接在VCC与16脚之间，不用9脚。uln2003的作用：ULN2003是大电流驱动阵列,多用于单片机、智能仪表、PLC、数字量输出卡等控制电路中。可直接驱动继电器等负载。输入5VTTL电平，输出可达500mA/50V。U

5、LN2003是高耐压、大电流达林顿陈列,由七个硅NPN达林顿管组成。 该电路的特点如下: ULN2003的每一对达林顿都串联一个2.7K的基极电阻,在5V的工作电压下它能与TTL和CMOS电路 直接相连,可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器。ULN2003 是高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品,具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点,适应于各类要求高速大功率驱动的系统。 ULN2003A引脚图及功能ULN2003 是高耐压、大电流、内部由七个硅NPN 达林顿管组成的驱动芯片。经常在以下电路中使用，作为：1、显示驱动2、继电器驱动3、照明灯驱动4、电磁阀驱动5、伺服电机、步进电

6、机驱动等电路中。ULN2003 的每一对达林顿都串联一个2.7K 的基极电阻,在5V 的工作电压下它能与TTL 和CMOS 电路直接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。 在输入口输入高电平时o输出口为低电平o但是在输入端输入低电平时o输出端怎么还是低电平?ULN2003A的输出结构是集电极开路的，所以要在输出端接一个上拉电阻，在输入低电平的时候输出才是高电平。在驱动负载的时候，电流是由电源通过负载灌入ULN2003A的。 五、操作步骤1、 在PC 机上建立目录/gec/stepmotor/driver/将上述的stepmotor.c 和驱动模块的 Makefile拷贝到该目录下执行make命令即可生成目标文件stepmotor.ko。2、 将stepmotor.ko下载到目标板上，在终端执行：rootgec /tmp# insmod stepmotor.ko 3、 在PC 机上建立目录/gec/stepmotor/test/将上述的