步進電機是一種將電脈沖信號轉換成相應角位移或線位移的電動機，每輸入一個脈沖信號，轉子就轉動一個角度或前進一步，其輸出的角位移或線位移與輸入的脈沖數成正比，轉速與脈沖頻率成正比，因此，步進電動機又稱脈沖電動機。

步進電機通常需要搭配一個步進電機驅動模塊（也叫步進電機驅動器）來工作。步進電機驅動器是一種將電脈沖轉化為角位移的執行機構。當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度（稱為“步距角”），它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。可以通過控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速和定位的目的。

四相步進電機按照通電順序的不同，可分為單四拍、雙四拍、八拍三種工作方式。單四拍與雙四拍的步距角相等，但單四拍的轉動力矩小。八拍工作方式的步距角是單四拍與雙四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持較高的轉動力矩又可以提高控制精度，驅動器相當于開關的組合單元。通過上位機的脈沖信號有順序給電機相序通電使電機轉動。

本文使用到的是 28BJY-48 型步進電機。

硬件連接

首先需要將步進電機和電機驅動板連起來，直接將電機的白色插頭插入驅動板上的白色插槽（注意卡扣方向）即可。

再將驅動板和樹莓派 Pico 連接起來，接線如下：
電機驅動板的 + 引腳接 Pico 的 VSYS。
電機驅動板的 – 引腳接 Pico 的 GND。
電機驅動板的 IN1 引腳接 Pico 的 GP18。
電機驅動板的 IN2 引腳接 Pico 的 GP19。
電機驅動板的 IN3 引腳接 Pico 的 GP20。
電機驅動板的 IN4 引腳接 Pico 的 GP21。

編程

將下面的代碼保存在 Pico 的根目錄，命名為 main.py。

from machine import Pin
import utime
 
# 步進驅動模塊的引腳初始化
in1 = Pin(18,Pin.OUT)
in2 = Pin(19,Pin.OUT)
in3 = Pin(20,Pin.OUT)
in4 = Pin(21,Pin.OUT)
 
ROUND_VALUE = 509
delay = 1
 
# 四相八拍步進電機的順序值
STEP_VALUE = [
    [0,0,0,1],
    [0,0,1,1],
    [0,0,1,0],
    [0,1,1,0],
    [0,1,0,0],
    [1,1,0,0],
    [1,0,0,0],
    [1,0,0,1],
]
 
# 重置引腳輸出低電平
def reset():
    in1(0)
    in2(0)
    in3(0)
    in4(0)
 
# 單步順時針轉動，count 為步數值，可為負數（逆時針）
def step_run(count):
    direction = 1
    if count < 0:
        direction = -1
        count = -count
    for x in range(count):
        for bit in STEP_VALUE[::direction]:
            in1(bit[0])
            in2(bit[1])
            in3(bit[2])
            in4(bit[3])
            utime.sleep_ms(delay)
 
# 以指定角度順時針轉動，a 為角度值，可為負數（逆時針）
def step_angle(a):
    step_run(int(ROUND_VALUE * a / 360))
 
# 重置驅動板
reset()
 
# 逆時針轉 90 度
step_angle(-90)
 
# 以單步方式持續順時針轉動
while True:
    step_run(1)

程序中定義了這款步進電機的驅動方式和參數。有兩種方法驅動它：step_angle(角度) 或 step_run(步數)。

運行之后，可以看到步進電機先逆時針轉動 90 度，再順時鐘持續運行下去。

審核編輯：劉清