1、步进电机的工作原理

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，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。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差(精度为100%)的特点，广泛应用于各种开环控制。

现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）和单相式步进电机等。

2、BL-210的性能介绍

BL-210实物如图1所示：

图1 BL-210实物图

(1)特点

BL-210驱动器驱动二相步进电机，该驱动器采用原装进口模块，实现高频斩波，恒流驱动，具有很强的抗干扰性、高频性能好、起动频率高、控制信号与内部信号实现光电隔离、电流可选、结构简单、运行平稳、可靠性好、噪声小，带动1.0A以下所有的步进电机。

特别是在舞台灯光、自动化、仪表、POS机、雕刻机、票据打印机、工业标记打印机、半导体扩散炉等领域得到广泛的应用。

BL-210驱动器特点：

1.每相最大驱动器电流为1.0安培。

2.采用无过流专利技术。

3.采用国外进口电力电子元器件。

4.可选择电流半流。

5.细分数可选（1/2，1/4，1/8），对应的微步距角分别为（0.9°/STEP、0.45°/STEP、0.225°/STEP）。

6.所有输入信号都经过光电隔离。

7.斩波频率f=40KHZ

8.电机的相电流为正弦波。

驱动器接线示意如图2所示：

图2 驱动器接线示意图

(2)技术规格如表1所示：

表1技术规格表

1.供电电源：直流12V--40V（输入电压）

2.驱动器适配电机：42BYG或更小系列步进电机。

3.驱动电流：每相最大驱动器电流为1.0安培。

4.驱动方法：细分斩波。

5.拨盘设置如表2：

表2拨盘设置表

6.输入信号如图3：

图3 输入信号图

注：输入回路上输入电流为5mA～20mA，一般使用输入电流15mA，图中脉冲信号（CP-），方向信号（CW-）输入回路上外部电阻（R）阻值由输入电压确定，如果输入电压超过5V，请参照表3，加装外接电阻R限流。

表3

7.输入信号参数

脉冲信号幅值：“H”……4.0～5.5V，“L”……0～0.5V。

脉冲信号工作状态即占空比：50%或50%以下

有的用户提出我们的控制系统驱动不了驱动器，这主要是驱动电流不够或极性不对，常用的正确驱动电路见下图4：

图4 正确驱动电路图

8.重量：0.2Kg

9.外形尺寸：请参照下图5：

图5外形尺寸图

(3)接线端子说明

1.电源接线：VDD：直流电源正端（不大于40VDC）

GND：直流电源地线（与输入信号CW-，CP-不共地）

2.电机接线：A+、A-接电机线A相，B+、B-接电机线B相。

3.控制信号：

CP+，CW+：为输入控制信号的公共阳端；

CW-：方向控制信号输入端（此端子加低电平，电机立即按反方向旋转）。

CP-：脉冲信号输入端（在CP停止施加时，即电机锁定时，要保证CP为高电平，是内部光藕戴止）。

注：控制信号输入电流为5mA～20mA，一般使用输入电流为15mA。

4.指示灯：加电后电源指示灯亮，表示有电。

(4)驱动回路的构成见下图6：

图6 驱动回路的构成图

3、步进电机及其模块的设计

本设计步进电机及驱动器模块设计的电路如图7所示，VCC接12V电源，GND接地，A+、A-，B+、B-分别连接步进电机的四根接线，CP+、CP-、CW+、CW-分别连接单片机P10—P13口。该电路实现的功能是：通过AT89S51的P10、P11、P12、P13四个口输出四个信号，其中P10、P12口输出控制水平方向和垂直方向脉冲的个数，即两个方向上的位移量；P11、P13口控制步进电机的转动方向，即正反转。控制过程为：单片机接受键盘传来的信号，通过P1的四个口输出控制信号，通过硬件接线，发送到步进电机的驱动器，通过驱动器控制步进电机的转向和转角。当然，其中还包括单片机的内部振荡电路，驱动器匹配的电路等的设计。

图7 步进电机及驱动器模块设计电路图

引脚功能说明

P10、P12（1、3脚）：接步进驱动器，传递脉冲个数；

P11、P13（2、4脚）：控制电机的转动方向；

EA/（31）脚：5V电源；

XTAL1、XTAL2（18、19脚）：晶振电路；

RESET（9脚）：复位电路；