PWM软件细分步进电机实现与原理

"这篇内容主要介绍了如何通过软件PWM技术实现步进电机的细分控制，以提高电机运行的精度和稳定性。作者提到了在打印机项目中使用步进电机的经验，并指出电流矢量图对于理解步进电机工作原理的重要性。在电流细分的基础上，作者选择了使用PWM方式，因为稳定电压下的线圈电流与电压成正比，简化了硬件设计，但同时也限制了电机的最高转速。程序示例基于MEGA16微控制器，提供了2相步进电机的驱动代码框架，并定义了细分表结构用于存储不同步进状态下的PWM值。" 详细解释： 步进电机是一种将电脉冲转换为精确角位移的执行机构。为了提高其定位精度和运行平滑性，通常会采用细分技术。细分是通过改变电机绕组的电流来调整电机内部磁场，使得电机在每个完整步进角度内可以进行更小的微步进，从而减少振动和噪音。 在这个资源中，作者讨论了电流矢量图对步进电机控制的影响。图(a)表示电流矢量的变化，而图(b)展示了电压驱动下线圈合成磁场的角度固定。电流细分是通过精确控制流入电机线圈的电流来实现细分，但实际应用中，通过PWM（脉宽调制）来模拟电流的连续变化，可以简化硬件设计，如使用MCU（微控制器）、DA（数模转换器）和L298驱动器等。 PWM细分的核心在于，通过调节PWM信号的占空比来控制电机线圈的平均电压，进而影响线圈中的电流。由于在电压稳定后，线圈电流与电压成正比，因此可以通过调整PWM脉冲宽度来实现电流的微调。然而，这种控制方法的一个限制是，为了保证细分效果，电机的转速不能过高，因为高速时PWM的稳定性和精度会受到影响。 在提供的程序示例中，可以看到作者定义了2相步进电机的驱动代码，包括设置输入/输出模式、读写IO口的函数以及一个细分表结构。细分表存储了不同象限下电机两个相的PWM值，通过切换这些值可以实现微步进。此外，还有任务转移号、计数器和寄存器等变量，用于电机的控制和节能模式。 这个资源提供了基于PWM的步进电机细分控制的理论基础和实践示例，适合学习者理解和实现步进电机的精细化控制。