实验四 步进电动机转速转向控制（3学时）
1.1 目的
（1）了解步进电动机工作原理； （2）熟悉步进电机驱动器使用方法； （3）掌握步进电动机转速转向控制编程.
1.2 要求
（1）简要说明二相步进电动机工作原理； （2）熟记步进电机驱动器的使用方法；
（3）完成步进电动机转速转向控制编程与实现；
（4）提交经调试通过的程序一份并附实验报告一份（实验步骤、 内容、结果及分析等）。
1.3 预备知识：
1）二相步进电动机工作原理
简单的讲，步进电机驱动器根据外来的脉冲，通过其内部的逻辑电路控制步进
电机的绕组按一定的次序正反通电，从而实现其运转。
电机将电能转换成机械能，步进电机将电脉冲转换成特定的旋转运动。每个脉冲所产生的运动是精确的，并可重复，这就是为什么步进电机在定位应用中如此有效的原因。图2显示了一个两相电机的典型的步进顺序。在第1步中，两相定子中的A相被通电，因异性相吸，其磁场将转子固定在图示位置。当A相关闭、B相被通电时，转子顺时针旋转90°。在第3步中，B相关闭、A相被通电，但极性与第1步相反，这促使转子再次旋转90°。在第4步中，A相关闭、B相通电，极性与第2步相反。重复该顺序促使转子按90°的步距角顺时针旋转。
2）步进电机驱动器使用方法
1、输入短接线说明：
输入信号共有三路，它们是：①步进脉冲信号PUL-；②方向电平信号DIR-；③脱机信ENA-。此驱动器采用共阳极接法，+V连到Arduino的电源上，脉冲输入信号通过 Pul-接入，方向信号通过 Dir-接入，使能信号通过 EN-接入。
注：EN 端可不接，EN 有效时电机转子处于自由状态（脱机状态），这时可以手动转动电机转轴，做适合您的调节。手动调节完成后，再将 EN 设为无效状态，以继续自动控制.
2、系统接线图：
驱动器与Arduino、电机、电源的接线，以共阳接法为例，如下图：
3、拨码开关设定：
拨码开关 SW1、 SW2、SW3 设定动态电流，S3，S4 设定细分数，S5，S6设定衰
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变模式。
1.4实验内容
1） 熟悉驱动器的使用，设定动态电流和细分数； 2） 连接好驱动器与电机；
3) Ardunino的程序编写与编译, 下载； 4) 编程实现两步进电机的转速转向控制。
1.5实验步骤
1.准备好实验所需材料；
2.把Arduino、步进电机、驱动器、可调电源连接好; 3.编写控制程序；
4.把下载线连接到电脑上进行下载； 5.试验完成后整理好自己的材料。
1.6 实验设备
Arduino实验箱一套(包括:Arduino控制板一个，步进电机驱动器一个，USB下载线一个，杜邦线若干，步进电动机两个)； PC机一台及其它附件； 可调电源一台。
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1.7思考
(1)如何通过程序来实现转速转向控制？ (2)如何合理选择细分数？
1.8提高部分（选做）
（1）通过编程实现转角控制。
1.9部分程序样例
#include
pinMode(DIR,OUTPUT); pinMode(EN,OUTPUT);
digitalWrite(EN,HIGH); //启动 InitTimersSafe(); }
void loop() {
digitalWrite(DIR,LOW); //正转
for(i=100;i<=1000;i++) //逐渐加速 {
SetPinFrequencySafe(CP,i); pwmWrite(CP, 127); delay(50); }
delay(5000);
for(i=1000;i>=100;i--) // 逐渐减速 {
SetPinFrequencySafe(CP,i); pwmWrite(CP, 127); delay(50); }
digitalWrite(DIR,HIGH); //反转
for(i=100;i<=1000;i++) //逐渐加速
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{
SetPinFrequencySafe(CP,i); pwmWrite(CP, 127); delay(50); }
delay(5000);
for(i=1000;i>=100;i--) // 逐渐减速 {
SetPinFrequencySafe(CP,i); pwmWrite(CP, 127); delay(50); }
digitalWrite(EN,LOW); }
//停止 4
附一、实验报告格式
题目： 目的： 要求：
实验方案：（采取什么样的实验方案） 实验步骤：
实验结果与分析：（应包含有图、表和相应的分析）
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