四相五线步进电机

步进电机的认识

步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步，其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。因此，步进电动机又称脉冲电动机。简单地说，就是把电转化成动力，由此我们可以很容易的想到高中时学到的电磁铁原理，让线圈产生磁，通过中间的磁铁作用力旋转。
步进电机相对于其它控制用途电机的最大区别是，它接收数字控制信号（电脉冲信号）并转化成与之相对应的角位移或直线位移。也就是说，它本身就可以把信号转化成运动。而且它可开环位置控制，输入一个脉冲信号就得到一个规定的位置增量，与传统的直流控制系统相比,其成本明显减低，几乎不必进行系统调整。所以他给我们带来了很大的方便。要是想要他执行起来也很简单，只要控制脉冲的数量、频率和电机绕组的相序,即可获得所需的转角、速度和方向。

步进电机的分类

步进电机在构造上有三种主要类型：反应式（Variable Reluctance，VR）、永磁式（Permanent Magnet,PM）和混合式（Hybrid Stepping,HS）。

反应式：定子上有绕组、转子由软磁材料组成。结构简单、成本低、步距角小，可达1.2°、但动态性能差、效率低、发热大，可靠性难保证。

永磁式：永磁式步进电机的转子用永磁材料制成，转子的极数与定子的极数相同。其特点是动态性能好、输出力矩大，但这种电机精度差，步矩角大（一般为7.5°或15°）。

混合式：混合式步进电机综合了反应式和永磁式的优点，其定子上有多相绕组、转子上采用永磁材料，转子和定子上均有多个小齿以提高步矩精度。其特点是输出力矩大、动态性能好，步距角小，但结构复杂、成本相对较高。

按定子上绕组来分，共有二相、三相和五相等系列。在这篇文章里，我们主要讲的就是四相。

步进电机的原理

现在，让我们来看看步进电机到底是怎么运作的吧！

ABCD为定子，上面绕有线圈，为四相，与之相对应的对面四个定子上面也有线圈，相对应的两个定子之间线圈是相互连接形成一个绕组。

单四拍模式：如当前为初始状态，B相导通，对0的吸引力最大。

接下来B断开，C导通，1和C相之间夹角最小被吸引过去，被吸引过去之前2和D相之间夹角为1和C相之间夹角的2倍，1被吸引到C以后，2和D之间最近，此时0和A之间的夹角为2和D之间的2倍，

接下来C断开，D导通，2被吸引到D，此时0距离A最近

D断开A导通，0被吸引到A相，至此一个周期完成，旋转角度为360/8=45度。

双拍工作方式就是：每次给两个线圈通电，通过改变通电的线圈从而使步进电机转动。
五线四相步进电机：在双拍工作方式下，线圈的通电方式依次是：AB、BC、CD、DA；
即单拍工作方式下，线圈的通电方式依次是：A、B、C、D；

单双拍（八拍工作方式）

单双拍工作方式就是单拍工作方式和双拍工作方式交替进行。
五线四相步进电机：A、AB、B、BC、C、CD、D、DA；

关于步进电机的代码

首先，我们来让电机做个简单的转圈圈吧！

int a1 = 2;
int b1 = 3;
int c1 = 4;
int d1 = 5;
int sudu = 5;

void setup()
{
  pinMode(a1, OUTPUT);
  pinMode(b1, OUTPUT);
  pinMode(c1, OUTPUT);
  pinMode(d1, OUTPUT);
}

void loop() {
  pin_a1();
  delay(sudu);

  pin_b1();
  delay(sudu);

  pin_c1();
  delay(sudu);

  pin_d1();
  delay(sudu);

}
void pin_a1() {
  digitalWrite(a1, HIGH);
  digitalWrite(b1, LOW);
  digitalWrite(c1, LOW);
  digitalWrite(d1, LOW);
}
void pin_b1() {
  digitalWrite(a1, LOW);
  digitalWrite(b1, HIGH);
  digitalWrite(c1, LOW);
  digitalWrite(d1, LOW);
}
void pin_c1() {
  digitalWrite(a1, LOW);
  digitalWrite(b1, LOW);
  digitalWrite(c1, HIGH);
  digitalWrite(d1, LOW);
}
void pin_d1() {
  digitalWrite(a1, LOW);
  digitalWrite(b1, LOW);
  digitalWrite(c1, LOW);
  digitalWrite(d1, HIGH);
}

关于这条代码的接线图