【步进电机】ULN2003驱动28BYJ-48

ULN2003简介：
ULN2003是由七个硅组成的高耐压、大电流复合晶体管阵列NPN 由复合晶体管组成，每对达林顿串联一个2.7K 5的基极电阻V 它可以在工作电压下与TTL 和CMOS 电路直接连接，可以直接处理需要标准逻辑缓冲器处理的数据。
LN当输入端为高电平时，2003也是7路反向器电路，ULN2003为低电平时，2003输出端为低电平，ULN2003输出端为高电平。
ULN2003是一个包含7个单元的非门电路，每个单元最大驱动电流可达500mA，9脚可以悬挂。例如，1脚输入，16脚输出，您的负载连接VCC在16脚之间，不需要9脚。
根据上述原则，ULN2003驱动应用电路的基本示例图，上面标注了各引脚的功能：

介绍实际例程ULN驱动应用电路2003:

总的来说，有四个负载，一个继电器(一个IO一个步进电机(4个IO一个喇叭(一个喇叭)IO一个直流电机(一个IO口）
引脚1-7是输入信号；引脚10-16是输出信号，引脚8接地，引脚9接VCC。
引脚1输入RL信号，相应的输出引脚16控制继电器。当引脚1输入高电平时，引脚16输出低电平，继电器打开；
引脚2-5输入D、C、B、A相应的输出引脚15、14、13、12作为四相控制四相五线步进电机；
引脚6输入SPK信号，相应的输出引脚11控制喇叭。当引脚6输入高电平时，引脚1输出低电平，喇叭打开；
引脚7输入M0T信号，相应的输出引脚10控制直流电机。当引脚6输入高电平时，引脚10输出低电平，直流电机启动。

步进电机简介：

在这个步进电机内部 真正的步进电机转子，每个脉冲都能使这个真正的转子旋转5.625°，下图数据表中的减速比为1:64，这意味着输出轴只有在真正的步进电机转子旋转64周后才能旋转1周。因此，下图表中的步距角为5.625°/64表示脉冲可以使输出轴旋转5.625°/64角度。所以让电机转一周(360°）， 则需要360/5.625*64=4096个脉冲。
脉冲(或拍)的数量决定旋转角度，单位时间内脉冲(或拍)的数量决定旋转速度

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。一般来说，当步进驱动器接收到脉冲信号时，驱动步进电机按设定方向旋转固定角度（和步进角）。角位移可以通过控制脉冲个来控制，从而达到准确定位的目的；电机旋转速度和加速度可以通过控制脉冲频率来控制，从而达到调速的目的。

步进电机28BYJ48型四相八拍电机，电压为DC5V—DC12V。当对步进电机施加一系列连续控制脉冲时，它可以连续旋转。每个脉冲信号对应于步进电机某一相或两相绕组的通电状态，即对应的转子转向一定的角度（一个步距角）。当通电状态的变化完成循环时，转子转向齿距。
四相步进电机可在不同的通电方式下运行，常见的通电方式有三种：

一相励磁:四拍单(单相绕组通电)（A ,B ,A-,B-。。。）

二相励磁:双(双相绕组通电)四拍（A B ,B A-,A-B-,B-A 。。。）

一二相励磁：八拍（A B ,B ,B A-,A-,A-B-,B-,B-A ,A 。。。）

一相励磁和二相励磁一脉冲旋转两个步距角，一两相励磁一脉冲只旋转一个步距角

图1	图2
图3	图4

顺序恰恰相反
因此，旋转相序可以定义
uchar code CCW[8]={0x08,0x0c,0x04,0x06,0x02,0x03,0x01,0x09}; //逆时钟旋转相序表
uchar code CW[8]={0x09,0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08}; ///正时钟旋转相序表

附：步进电机小知识(转)
1.步进电机是什么？
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。一般来说，当步进驱动器接收到脉冲信号时，驱动步进电机按设定方向旋转固定角度（和步进角）。您可以通过控制脉冲个来控制角位移，从而实现准确定位的目的；同时，您可以通过控制脉冲频率来控制电机的转速和加速度，从而达到调速的目的。

2.步进电机有哪些类型？
步进电机有三种:永磁式:（PM），反应式（VR）和混合式（HB）
永磁步进一般为两相，扭矩小，步进角一般为7.5度 或15度；
反应步进一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动
动都很大。80年代欧美等发达国家被淘汰；
混合步进是指混合永磁和反应的优点。分为两相和五相：两相步进
角一般为1.8度和五相步进角一般为 0.72度。这种步进电机应用最广泛。

3.保持扭矩是什么？（HOLDING TORQUE）?
保持转矩（HOLDING TORQUE）当步进电机通电但不旋转时，定子锁定旋转
子的扭矩。它是步进电机最重要的参数之一，通常步进电机在低速时的扭矩接近
保持扭矩。随着步进电机输出扭矩的增加，输出功率也随之下降
因此，保持扭矩已成为衡量步进电机最重要的参数之一。
当人们说2N.m步进电机，在没有特殊说明的情况下，是指保持转矩为2N.m的步
进电机。

4.什么是DETENT TORQUE?
DETENT TORQUE 指定子锁定转子的扭矩，而步进电机没有通电。
DETENT TORQUE 中国没有统一的翻译方法，容易误解；因为
反应步进电机的转子不是永磁材料，所以没有DETENT TORQUE。

5.步进电机的精度是多少？积累了吗？
步进电机的精度一般为步进角的3-5%，不积累。

6.步进电机的外观温度允许达到多少？
步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，
因此，电机外观允许的最高温度取决于不同电机磁性材料的退磁点；
一般来说，磁性材料的退磁点超过130摄氏度，有些甚至超过200摄氏度
所以步进电机的外观温度在80-90摄氏度是完全正常的。

7.为什么步进电机的扭矩随着速度的增加而下降？
当步进电机旋转时，电机各相绕组的电感会形成反向电势；频率越高，反向
向电势越大。在其作用下，随着频率（或速度）的增加，电机的相电流从
导致力矩下降。

8.为什么步进电机在低速时能正常工作，但如果高于一定速度，就不能启动，并伴有咆哮声？
步进电机有一个技术参数：空载启动频率，即步进电机在空载条件下可以正常启动
如果脉冲频率高于此值，电机无法正常启动，可能会丢失或堵塞
旋转。如果有负载，启动频率应该更低。如果电机想高速旋转，脉冲频率
应该有一个加速过程，即启动频率较低，然后按照一定的加速度上升到预期的高频(电
从低速到高速)。

9.如何克服两相混合式步进电机在低速运转时的振动和噪声?
当步进电机低速旋转时，振动和噪声是其固有的缺点，一般可采用以下方案来克服：
A.如果步进电机刚好在共振区工作，可以通过改变减速比等机械传动避开共振区；
B.最常用、最简单的方法是使用具有细分功能的驱动器；
C.三相或五相步进电机等步距较小的步进电机；
D.交流伺服电机几乎可以完全克服振动和噪声，但成本较高；
E.在电机轴上加入磁阻尼器，市场上有这种产品，但机械结构变化很大

10.细分驱动器的细分数是否能代表精度?
步进电机的细分技术实质上是一种电子阻尼技术（请参考有关文献），其主要目
的是减弱或消除步进电机的低频振动，提高电机的运转精度只是细分技术的一个
附带功能。比如对于步进角为1.8°的两相混合式步进电机，如果细分驱动器的
细分数设置为4，那么电机的运转分辨率为每个脉冲0.45°，电机的精度能否达
到或接近0.45°，还取决于细分驱动器的细分电流控制精度等其它因素。不同厂
家的细分驱动器精度可能差别很大；细分数越大精度越难控制。

11.四相混合式步进电机与驱动器的串联接法和并联接法有什么区别?
四相混合式步进电机一般由两相驱动器来驱动，因此，连接时可以采用串联接法
或并联接法将四相电机接成两相使用。串联接法一般在电机转速较的场合使用，
此时需要的驱动器输出电流为电机相电流的0.7倍，因而电机发热小；并联接法
一般在电机转速较高的场合使用（又称高速接法），所需要的驱动器输出电流为
电机相电流的1.4倍，因而电机发热较大。

12.如何确定步进电机驱动器的直流供电电源?
A.电压的确定
混合式步进电机驱动器的供电电源电压一般是一个较宽的范围（比如IM483
的供电电压为12～48VDC），电源电压通常根据电机的工作转速和响应要
求来选择。如果电机工作转速较高或响应要求较快，那么电压取值也高，但
注意电源电压的纹波不能超过驱动器的最大输入电压，否则可能损坏驱动器。
B.电流的确定
供电电源电流一般根据驱动器的输出相电流I来确定。如果采用线性电源，
电源电流一般可取I的1.1～1.3倍；如果采用开关电源，电源电流一般可
取I 的1.5～2.0倍。

13.混合式步进电机驱动器的脱机信号FREE一般在什么情况下使用?
当脱机信号FREE为低电平时，驱动器输出到电机的电流被切断，电机转子处于自
由状态（脱机状态）。在有些自动化设备中，如果在驱动器不断电的情况下要求
直接转动电机轴（手动方式），就可以将FREE信号置低，使电机脱机，进行手动
操作或调节。手动完成后，再将FREE信号置高，以继续自动控制。

14.如果用简单的方法调整两相步进电机通电后的转动方向?
只需将电机与驱动器接线的A+和A-（或者B+和B-）对调即可。