a4950電機驅動晶元手冊步進電機細分講解

一、細分

1.什麼是驅動器的細分？執行拍數和步距角的關係。

「細分」是針對「步距角」而言。沒有細分狀態的話，控制系統(可以說微控制器)每發乙個步進的脈衝訊號，步進電機就會按照整步(步距角)旋轉乙個特定的角度。步進電機的datasheet都會給出乙個步距角，我們最常見的步進電機的步距角是1.8°。我們通過步進電機驅動器(步進電機驅動板)設定細分狀態，步進電機將會按照細分的步距角旋轉位移角度，從而實現更精密的定位。

列表說明：

電機固有步距角

執行拍數

細分數電機執行時的真正步距角

1.8°

0.9°

1.8°

0.36°

1.8°

0.18°

1.8°

0.09°

1.8°

0.045°

上表可看出，電機執行時的真正步距角=電機固有步距角/細分數。

舉例1：步進電機的步距角為1.8°，驅動器不進行細分設定，工作在整步狀態時，微控制器每發乙個脈衝訊號，步進電機旋轉1.8°。所以步進電機旋轉一周需要的脈衝數為360°/1.8° = 200 個。所以我們微控制器必須要給驅動器傳送200個脈衝才能使步進電機旋轉一周。

舉例2：步進電機的步距角為1.8°，設定驅動器的細分數是10細分，則電機執行時真正的步距角是1.8°/10 = 0.18°，即微控制器每發乙個脈衝訊號，步進電機旋轉0.18°。所以步進電機旋轉一周需要的脈衝數為360°/0.18° = 2000 個。所以我們微控制器必須要給驅動器傳送2000個脈衝才能使步進電機旋轉一周。

舉例3：步進電機的步距角為1.8°，設定驅動器的細分數是40細分，則電機執行時真正的步距角是1.8°/40 = 0.045°，即微控制器每發乙個脈衝訊號，步進電機旋轉0.18°。所以步進電機旋轉一周需要的脈衝數為360°/0.045° = 8000 個。所以我們微控制器必須要給驅動器傳送8000個脈衝才能使步進電機旋轉一周。

細分是步進電機按照微小的步距角旋轉，也就是常說的微步距控制。不同的場合有不同的控制要求，並不是要求驅動步進電機一定要細分。

執行拍數與驅動器細分的關係：執行拍數是指步進電機執行時每轉乙個齒距需要的脈衝數。例如某個步進電機有50個齒，如執行拍數設定為160,那麼步進電機旋轉一圈需要50*160=8000步；對應步距角=360/8000 = 0.045°。其實對於我們使用者來講沒必要去計算是幾步幾拍，我們只需要知道：步進電機整步執行需要的脈衝數。例如：步進電機步距角1.8°，微控制器每秒鐘給200個脈衝，則步進電機就能夠在一秒內轉完一圈；如果設定細分為40細分，則微控制器要每秒鐘給8000個脈衝，步進電機才能夠在一秒內轉完一圈。

2.細分的好處

步進電機驅動器採用細分的功能能夠消除步進電機的低頻共振現象，減少震動，降低工作的噪音。低頻共振是步進電機固有特性，只有通過驅動器細分的辦法才能夠減輕消除。

利用細分方法還能夠提高步進電機的輸出轉矩。細分狀態下提供給步進電機的電流顯的「持續、強勁」，極大的減少步進電機旋轉是的反向電動勢。

二、常見的細分數設定方法

怎麼進行設定細分？細分是通過驅動器進行設定的。關於細分，可以通過硬體設定細分數，也可以通過微控制器軟體進行設定，就看你電路是怎麼設定了。

如圖1 tb6560步進電機驅動器所示，這個驅動器是通過硬體設定細分數的，通過撥碼開關來選擇細分數。該驅動器可設定四個細分數：1/2/8/16四個細分。大學時期，我們見得最多和使用最多還具有細分功能可能就是tb6560這個驅動器。

圖1 tb6560步進電機驅動器

如圖2電機驅動晶元所示，這種步進電機的驅動晶元在(手冊)datasheet中都會有說明是通過哪幾個引腳進行細分設定。如下圖2是通過m1 m2 m3這三個引腳來進行細分數的設定(手冊中有說明)。此電路是通過選擇焊接哪個電阻來選擇細分數的，如圖，焊接的r38 r37 r35，即設定為 l l h ，所以為16細分。當然這個電路圖也可以通過軟體進行設定，但是在電路設定時，需要將m1/m2/m3引腳分別和微控制器的io進行連線，然後通過微控制器控制這三個引腳的電平來設定細分數。

圖2