步进电动机在数控机床、医疗器械、仪器仪表、机器人等自动或半自动设备中得到了广泛应用。步进电动机不象普通DC电动机需用连续流过的电流驱动，而是用电脉冲驱动。在单片机实验中并没有配备相应的实验配件，且步进电动机价格较贵，故一般没有另行增设。但在淘汰的5英寸软盘驱动器中却有一个性能极佳的驱动电动机，用此电动机进行实验设计，既能使弃物得到充分利用，又能调动学生进行实际操作的积极性，开发学生的创新能力。
一、步进电动机的工作原理
因选用的电动机是单极四相步进电机，其结构图如下图．四个绕组通常有八个引出端子，绕组的公共端子接合在一起而演变为5根或6根端子。在应用中，步进电动机的公共线接到电源的正极（有时也接到负极）。把绕组接电源的地线一个短时间，每一绕组依次就受到激励。每次绕组受到激励，电动机轴就旋转一圈的几分之一。为使轴正确地旋转，绕组必须按顺序地受到激励。其励磁方式可分为全步励磁及半步励磁，其中全步励磁又有1相励磁及2相励磁之分，而半步励磁又称1-2相励磁
(1)1相励磁法
在每一个瞬间只有一个线圈导通。消耗电力小，精确度良好，但转矩小，振动较大，每送一励磁信号可走1.8度。若欲以1相励磁法控制步进电动机正转，其励磁顺序如表所示。若励磁信号反向传送，则步进电动机反转。
(2)2相励磁法
在每一个瞬间会有二个线圈同时导通。因其转矩大，振动小，故为目前使用最多的励磁方式，每送一励磁信号可走1.8度。若以2相励磁法控制步进电动机正转，其励磁顺序如表所示。若励磁信号反向传送，则步进电动机反转。
(3) 1-2相励磁法
为1相与2相轮流交替导通。因分辨率提高，且运转平滑，每送一励磁(3) 1-2相励磁法为1相与2相轮流交替导通。因分辨率提高，且运转平滑，每送一励磁信号可走0.9度，故亦广泛被采用。若欲以1-2相励磁法控制步进电动机正转，其励磁顺序如表所示。若励磁信号反向传送，则步进电动机反转。
二、电路原理
由步进电动机的驱动原理可知，要想使步进电动机进行正常运转，必须对每相绕组中的电流进行顺序切换，由脉冲信号控制驱动电动机。故调节脉冲信号的频率便可改变步进电动机的转速。利用单片机很容易满足步进电动机的工作条件，且易于控制。在此以AT89C2051为例进行说明。电原理图如下图。
三、程序设计步
进电动机的负载转矩与速度成反比，速度愈快负载转矩愈小，当速度快至其极限时，步进电动机即不再运转。所以在每走一步后，程序必须延迟一段时间。在图2中，步进电动机由89AT2051的Pl.O-P1.3控制。程序以1相励磁法令步进电动机转动180。后停止为例，加以说明。
通过对步进电机工作原理分析，利用极易得到的步进电机进行实际试验，既能充分利用废弃物品，又能解决实验器材的紧缺，对于实际操作者是一种不错的选择。
本文关键字：电动机 自动控制-单片机，电子制作 - 自动控制-单片机
