我以2相4线步进电机为例介绍步进电机驱动原理。大家都知道：通电的导体在磁场中产生力的作用；通电的线圈产生磁场。前一条是直流电机驱动原理，这里不作介绍。后一条原理是步进电机的运动依据。先来看看2相4线步进电机构造示意图，如下：
从上图我们可以看出，步进电机有一个转子和一个定子。所谓转子，就是该器件是活动的，可以转动的。所谓定子，就是该器件是固定，不动的。转子，就是中间那个磁体，我们可看到它的N极、S极已经标出。定子，外围那个环，它上面绕着有A（A+）、B(B+)、A(A-)、B(B-)4个线圈，每个线圈都有引出一条给外部连接的线，其中A、A是一相，是连通的，暂且叫它A相，B、B是一相，是连通的，暂且叫它B相。2相4线的说法就是来自这里。A相或B相通电时，会让它自身变为一个磁体，这个磁体会对转子上的磁体产生强大引力，从而拉动转子的转动。当然，磁体的极性要有一定规律，力矩才能按照自己的需求作用在一个方向，不然力可能会被抵消，导致电机通电后不转动或者乱抖动。A相或B相通电的通电规律，就是我们熟悉的步进电机的时序问题。关于电机的时序，下面我们会用程序来介绍。先说明3个重要参数，如下：
齿距角: 表示两个齿距之间的夹角,我用的42步进电机有50个齿，齿距角α=360/50=7.2°
拍数：转过一个齿距角所需脉冲数，或者说完成一个磁场周期性变化所需脉冲数，用n表示，
下面程序是4拍运行方式，即AB→BA→AB→AB。
步距角：表示控制系统每发送一个脉冲信号，电机所转动的角度θ。θ=齿距角/拍数=7.2/4=1.8°。
我们需要用到的关于步进电机的关键信息上面已经介绍完，接下来要说的是这里所用2相4线步进电机的接线示意图，如下图：
最后，我以一个Arduino程序来说明步进电机的驱动过程。这里我用到：42步进电机 ;控制板，arduino nano开发板(HW-284);驱动板，L298N(HW-095)。接线示意图如下：
程序如下：
#include
#define D2 2 //A+ 黑线 OUT1
#define D3 3 //A- 绿线 OUT2
#define D4 4 //B+ 红线 OUT3
#define D5 5 //B- 蓝线 OUT4
void setup() {
pinMode(D2,OUTPUT);
pinMode(D3,OUTPUT);
pinMode(D4,OUTPUT);
pinMode(D5,OUTPUT);
}
void loop() {
//我使用的步进电机为50齿，齿距角为α=7.2°，让电机全步运行，也就是4拍，那么步距角 β=α/4，也就是发一个脉冲，电机转1.8°
//我想让电机转速为V=2转/s，那么可以算出每个脉冲的长度PL=(1000/2)/(360°/1.8°)=2.5ms
//AB通电
digitalWrite(D2,HIGH);
digitalWrite(D3,LOW);//A相正向通电
digitalWrite(D4,HIGH);
digitalWrite(D5,LOW);//B相正向通电
delay(2.5);//设置脉冲长度为2.5ms,电机转速为2转每秒
//BA通电
digitalWrite(D2,LOW);
digitalWrite(D3,HIGH);//A相反向通电
digitalWrite(D4,HIGH);
digitalWrite(D5,LOW);//B相正向通电
delay(2.5);
//AB通电
digitalWrite(D2,LOW);
digitalWrite(D3,HIGH);//A相反向通电
digitalWrite(D4,LOW);
digitalWrite(D5,HIGH);//B相反向通电
delay(2.5);
//AB通电
digitalWrite(D2,HIGH);
digitalWrite(D3,LOW);//A相正向通电
digitalWrite(D4,LOW);
digitalWrite(D5,HIGH);//B相反向通电
delay(2.5);
}
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