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基于L297系列芯片的步进电机驱动器
设计说明书
一：概述
步进电动机是用脉冲信号进行控制，将点脉冲信号转换成相应的角位移和线位移的微电机，广泛地应用于打印机等办公知道设备以及各种控制装置。
步进电机和一般的电机不同，之接电源步进电机不能转动，而每加一个点脉冲仅转动一定的角度，另外，改变脉冲的频率时，步进电机的速率也跟着改变。
步进电机按电磁转距产生机理的不同可以分为反应式步进电机，永磁式步进电机和混合式步进电机，而按绕组的相数又可以分为单相，两相，三相。五相………
二：步进电机的驱动方式
由于篇幅有限和设计的实际情况，在这我只介绍和设计方式相关的二相步进电机的励磁方式和驱动方式。
（一）驱动器结构简介
步进电机驱动器主要结构可以由下图表示 各部分的主要作用为
1：环行分配器：根据输入信号的要求产生电机在不同状态下的开关波形 2：信号处理：对环行分配器产生的开关信号波形进行PWM调制以及对相关的波形进行滤波整形处理
3：推动级：对开关信号的电压，电流进行放大提升 4：主开关电路：用功率元器件直接控制电机的各相绕组
5：保护电路：当绕组电流过大时产生关断信号对主回路进行关断，以保护电机驱动器和电机绕组
6：传感器：对电机的位置和角度进行实时监控，传回信号的产生装置。
（二）：励磁方式
本设计对二相双极性电机进行的，所以介绍二相电机的励磁方式 1：一相励磁：通电的绕组只有一相，依次切换相电流产生旋转步距角为1。8度，对这种励磁方式，每个脉冲到来时的旋转角的响应有振动，若频率过高，有时会产生失步现象
2：两相励磁：两相同时流通电流，也采用依次切换相电流的方法，二相励磁的步距角为1.8度，二相历次的总电流增大2倍，则最高启动频率增大，能获得高的转速，另外，过度性能也好。
3：一，二相励磁：这是一种交替进行一相励磁，二相励磁的方法，启动电流每两个始终切换依次，因此步距角为0。9度，励磁电流变大，过度性能也好，最大启动频率也高。
（三）：驱动方式
单极性和双极性是步进电机最常采用的两种驱动架构。单极性驱动电路使用四颗晶体管来驱动步进电机的两组相位，电机结构则如图1所示包含两组带有中间抽头的线圈，整个电机共有六条线与外界连接。这类电机有时又称为四相电机，但这种称呼容易令人混淆又不正确，因为它其实只有两个相位，精确的说法应是双相位六线式步进电机。六线式步进电机虽又称为单极性步进电机，实际上却能同时使用单极性或双极性驱动电路。
单极性步进电机驱动电路
双极性步进电机的驱动电路则如图
2所示，它会使用八颗晶体管来驱动两组
相位。双极性驱动电路可以同时驱动四线式或六线式步进电机，虽然四线式电机只能使用双极性驱动电路，它却能大幅降低量产型应用的成本。双极性步进电机驱动电路的晶体管数目是单极性驱动电路的两倍，其中四颗下端晶体管通常是由微控制器直接驱动，上端晶体管则需要成本较高的上端驱动电路。双极性驱动电路的晶体管只需承受电机电压，所以它不像单极性驱动电路一样需要箝位电路。
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双极性步进电机驱动方式
另外还有恒压驱动方式，电压切换驱动方式，恒流斩波驱动等，这里就不一一介绍。
三：驱动器主电路设计
设计思想：电动机驱动方式有很多种起驱动器的设计也多种多样，为简便起见和考虑电路的复杂性等因数，我选用步进电机的专用驱动芯片L297H和L298，其具有的优点有以下几点：
（1）：所需元件少，主要元器件都集成在一起 （2）：可靠性高，集成电路的可靠性普遍高于一般电路 （3）：方便用微机进行控制，用于自动化控制 其主电路原理图可用下图表示：
步进电机驱动器以及原理图
