四相八拍电机 --- linux驱动

四相八拍电机工作原理

四相八拍，也叫半步：AB—B—BC—C—CD—D—DA—A，再次从头循环。
四相:指步进电机中有四组线圈。
八拍:指的是四组线圈的通电时序。

步进电机:就是将电脉冲信号转变为角
位移或者线位移的开环控制电机（即无反馈）。

四线双极性步进电机

通常直接使用高低电平的方式直接驱动，常见的控制方式是四拍（整步）、八拍（半步）。
为了减弱或消除步进电机的低频振动开发了细分驱动技术。细分后电机运行时的实际步距角是基本步距角的几分之一，微步即1/4-step、1/8-step、1/16-step等
比如，两相步进电机的基本步距角是1.8°，即一个脉冲走1.8°，如果没有细分，则是200个脉冲走一圈360°。细分是通过驱动器靠精确控制电机的相电流所产生的，如果是10细分，则发一个脉冲电机走0.18°，即2000个脉冲走一圈360°，电机的精度能否达到或接近0.18°，还取决于细分驱动器的细分电流控制精度等其它因素。

四拍、八拍可使用ULN2003进行简易驱动控制，上电时序如下。
如果要使用更多级的微步控制就需要使用专门的驱动芯片，如TI的DRV8889A-Q1 。

我们这里是八拍，所以直接使用GPIO控制

8拍（半步）方式驱动时序

8拍线圈上电时序表如下：

电极 1 2 3 4 5 6 7 8

A+ 1 1 0 0 0 0 0 1

A- 0 0 0 1 1 1 0 0

B+ 0 1 1 1 0 0 0 0

B- 0 0 0 0 0 1 1 1
电机转动方向如下所示，再次从头循环
A—AB—B–BC—C—CD—D—DA

反转时，控制时序倒过来控制就可实现反向转动。

实用简单的C代码，描述一个四相八拍电机的驱动：

//一个电机需要4个GPIO控制，下面是4组宏，控制其

#define STEP_1_H P11 = 1 //?电平

#define STEP_1_L P11 = 0 //低电平

#define STEP_2_H P12 = 1

#define STEP_2_L P12 = 0

#define STEP_3_H P13 = 1

#define STEP_3_L P13 = 0

#define STEP_4_H P14 = 1

#define STEP_4_L P14 = 0

uint8 motor_state = 0; //步进电机的状态

uint8 rotate_speed = 0;

uint16 motor_cnt = 0; //计数

void Step_Motor_Driver(void)
{
	if (++ motor_cnt >= rotate_speed)
	{
	
	motor_cnt = 0;
	
	switch (motor_state)
	
	{

		case 0:
		
		STEP_1_L;
		
		STEP_2_L;
		
		STEP_3_L;
		
		STEP_4_L;
	
		break;
		
		case 1: //对应 A STEP_1_H;
		
		STEP_2_L;
		
		STEP_3_L;
		
		STEP_4_L;
		
		motor_state = 2;
		
		break;
		
		case 2: //对应 AB STEP_1_H;
		
		STEP_2_H;
		
		motor_state = 3;
		
		break;
		
		case 3: //对应 B STEP_1_L;
		
		STEP_2_H;
		
		STEP_3_L;
		
		STEP_4_L;
		
		motor_state = 4;
		
		break;
		
		case 4: //对应 BC STEP_1_L;
		
		STEP_2_H;
		
		STEP_3_H;
		
		STEP_4_L;
		
		motor_state = 5;
		
		break;
		
		case 5: //对应 C STEP_1_L;
		
		STEP_2_L;
		
		STEP_3_H;
		
		STEP_4_L;
		
		motor_state = 6;
		
		break;
		
		case 6: //对应 CD STEP_1_L;
		
		STEP_2_L;
		
		STEP_3_H;
		
		STEP_4_H;
		
		motor_state = 7;
		
		break;
		
		case 7: //对应 D STEP_1_L;
		
		STEP_4_H;
		
		motor_state = 8;
		
		break;
		
		case 8: //对应 DA STEP_1_H;
		
		STEP_2_L;
		
		STEP_3_L;
		
		STEP_4_H;
		
		motor_state = 1;
		
		break;
		
		default:
		
		break;
		
		}

	}

}

Step_Motor_Driver函数调用频率，应该小于电气规格书上的牵入频率，否则可能会导致电机失步。实际使用中，如果是简单的MCU环境，可以用延时函数替代，如果还是linux环境，则使用硬件定时器比较好。

linux驱动–步进电机–设计方案

TODO: