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本文面向初学者，请多各位高手包涵。我在此特别致谢勤为本先生为我提供的帮助。

步进电机

步进电机就是一种受脉冲控制的电机，步进电机接收到一系列某种调制顺序的脉冲，做出相应的反应，转到相应的角度或者相应的圈数。

 

步进电机的选择

我选择应用广泛价格最便宜的步进电机，型号为28BYJ-48。

这款电机的型号名28BYJ-48的意义为：“带减速齿轮（J）的永磁（Y）四相八步（48）步进电机”。详细的电机参数如下表所示：

型号	28BYJ-48
安装孔距	35mm
电压	5V
相数	4相
减速比	1/8
步距角	5.625°
驱动方式	4相8拍
空载牵入频率	600Hz
空载牵出频率	900Hz
转矩	1≥34.3mN.m
净重	40g

空载牵入频率：是指步进电机在裸机运行状态，即没有任何外加负载的时候，从静止到转动的状态，能够成功启动步进电机而且不丢步的最高频率。

空载牵出频率：是指步进电机在已经启动的状态下，不断地增加频率，直到达到步进电机的极限，步进电机开始呈现出抖动且出现丢步运行，此时的频率。

28BYJ-48的空载牵入频率600Hz，所以控制脉冲最小周期应为T=1/600=1.7ms，即设定的脉冲周期应大于1.7ms。

丢步：步进电机是由电机里旋转的磁场驱动的，理论上步进电机所走的步数就是磁场的步数。但如果电机旋转的速度跟不上磁场旋转的脚步，这种步进电机比磁场少走几步，即为丢步现象。丢步时步进电机会发生抖动。

一般来说发生丢步有以下原因：

1.电机所带的负载过大，超出其能力范围，因而造成丢步。

2.电压太低，驱动力不够造成丢步。

3.步进电机发热后，磁铁的磁性会下降，因此会在运转一段时间后丢步。

4.大部分步进电机并不能高速旋转，设定速度太快会造成丢步。

  28BYJ-48步进角度为5.625度，我用的这款这个减速比为1/8，

5.625/8 ≈0.703125，

  360/0.703125=512

  即512个脉冲步进电机转一圈。

28BYJ-48接口意义

序号	颜色	描述
1	红	+5V输入
2	橙	A
3	黄	B
4	粉	C
5	蓝	D

28BYJ-48步进示意图

上电时，Sb接通，Sa、Sc、Sd断开，B磁极与转子0号，3号对上，此刻，转子的1号，4号就与C磁极，D磁极分开，产生错齿。转子的2号，5号就与D磁极，A磁极分开，产生错齿。当接通Sc，Sa、Sb、Sd断开时，因C磁极磁力与1号，4号磁力的相互作用，电机转动后，1号，4号与C磁极对齐。此刻0号，3号与A磁极，B磁极分开，产生错齿，2号，5号就与A磁极，D磁极分开，产生错齿。如此这般四个磁极轮番顺序供电，电机就转动起来。

28BYJ-48有如图2.2的三种工作方式。我准备实现双四拍和八拍工作方式。单四拍的转的快，但是力矩小。八拍转的慢，但是力矩大。双四拍介于两者之间

 

 28BYJ-48脉冲时序图

驱动板的选择

智龙开发板所发出的脉冲信号特别的小，仅仅依靠这脉冲信号，是不足以驱动步进电机的。因此我需要一个驱动板，由驱动板接受智龙开发板发出的脉冲信号，然后将之放大，并传到步进电机，从而驱动部件电机工作。这里我选择广泛适用于智能车的L298N。四个输出口恰好能驱动一个28BYJ-48。

 

 驱动板L298N

L298N是意法半导体制造的电机驱动芯片，其特点是适应性好，成本低，能经受较大电流，较高电压，抗干扰能力强。L298N的供电范围为电流2A，电压5V到35V。额定功率25W。此外还具有过压过流保护功能。所以说用L298N这个芯片来完全能带动28BYJ-48。

驱动方式及接线

    由智龙开发板的PWM口产生所需要的脉冲，然后通过智龙开发板的GPIO接口传输到驱动板L298N的四个输入接口上，然后经L298N放大后，由四个输出口传输到步进电机的四个信号输入口上，从而驱动步进电机。

 

步进电机驱动方式示意图

    28BYJ-48除了的+ 5V（红色）不接，其他的依次接到驱动板L298N的OUT1到OUT4上，驱动板的输入口IN1到IN4依次接到智龙开发板的PWM0到PWM3所对应的GPIO口上，L298N的GND接智龙开发板的GND，+5V接VCC。

具体的接线管脚如下表所示： 

          管脚接法

智龙开发版	L298N输入	L298N输出	28BYJ-48
GPIO 06	IN 1	OUT 1	A（黄）
GPIO 92	IN 2	OUT 2	B（蓝）
GPIO 46	IN 3	OUT 3	C（粉）
GPIO 47	IN 4	OUT 4	D（橙）
VCC	+ 5V
GND	GND

软件及系统部分的设计

 Linux系统的配置与MIPS交叉编译环境的搭建

在Linux系统的单片机上进行嵌入式驱动和程序的开发，因为运行Linux系统的开发板的CPU主频很低，处理能力很弱，只适合进行程序的运行，不适合做程序的开发和调试。因此，我需要在电脑上安装一个Linux系统作为宿主机，然后在宿主机的Linux上配置好MIPS芯片交叉编译环境。然后驱动和软件的编写，编译在宿主电脑上进行，将编译好的智龙开发板用的Linux系统内核和用户程序通过串口软件，和网线的链接传到开发板上进行调试。根据软件实际运行的状况，在宿主机上对源代码进行修改，重复调试，最终得到想要的效果。

Linux系统的选择与虚拟机选择及安装

因为智龙开发板上运行的是32位Linux系统，所以宿主机上必须安装32位的Linux系统，这样编译出的程序才能正常运行。为了便于使用，我选择在虚拟机中安装。我用的是32位版的Ubuntu12.04。Ubuntu是一个主流的，开源的，免费的，操作方便的，界面友好的Linux系统的发行版。至于虚拟机，我用的是VMware公司的VMware Workstation 10.0，为了稳定考虑，我没有选择最新版。VMware 可以从网上下载到，具体的VMware安装的具体过程和教程网上都可以找到详细的教程，我在这里就不再赘述。

Linux系统的安装

1.Ubuntu12.04可以从网上找到下载的资源，选择32位版本，将ISO文件下载到硬盘上。打开之前安装好的的VMware，点击菜单栏，点击文件下拉菜单，点击新建，创