步进电机有三种驱动模式，即满步，半步，还有微步驱动。

（1）满步驱动（Full-step）

满步驱动，就是一次走一个步距，这是一种常用的驱动方式。

根据通电相数，满步驱动又分成两种，一种是单相通电驱动，一种是双相通电驱动。

为简单起见，以永磁式步进电机为例来说明，如下图。


两相满步驱动时的线圈通电顺序，一般在产品目录中，供应商用这种表示方法。

单相和双相通电满步驱动概念

（2）半步驱动（Half-step）

半步驱动，就是一次只走半个步距。

实现方式是单相和双相交替通电，原理如下图。

半步驱动的好处是提高分辨率，但是缺点是扭矩只有满步驱动的70%，当然，也可以通过优化线圈中电流大小，来提高半步驱动扭矩。

半步驱动：单相双相交替通电

两相电机半步驱动：单相和双相交替通电

单相和双相交替通电，实现半步驱动的概念。单相通电时，线圈产生磁场，磁铁因为磁场的吸引力，指向通电的线圈。双相通电时，因为两个线圈都产生磁场，所以合成磁场让转子处于中间平衡位置。
 

（3）微步驱动（Microstepping）

因为电流大小不同，将会导致线圈产生的磁场强度不同，从而导致转子的平衡位置发生变化，这就是微步驱动的原理。

微步驱动原理：A线圈最开始有最大电流，而B线圈此时电流为零，定子指向A线圈。A线圈慢慢减小电流， B线圈慢慢增加电流，因为磁场平衡位置的变化，定子慢步向B线圈转动。宏观来看，A线圈中电流变化接近Cos曲线，B线圈电流变化接近Sin曲线，直到A线圈电流减为零，而B线圈电流达到最大值，定子指向B线圈。

微步驱动电流示意图：电流每一步的变化的大小，决定了微步运动的大小，上图是1/4，1/8，1/16微步电流变化示意图

微步驱动电流示意图

微步运动举例：在图1中，A线圈通满电流，图2中A线圈通最大电流的0.92倍，而B线圈通最大电流的0.38倍，实现22.5°旋转。同理，图3中，A和B线圈同时通最大电流的0.71倍，可以实现45°旋转。
 

比如，一个200步的步进电机，如果用满电流驱动，那么它的步距是1.8°，而如果用一半的电流驱动，那么它的步距将会是0.9°。

当然还可以继续细分，一般地，步进电机一个步距可以细分256步。

步数越多，可以获得越平滑的运动，噪声也越小，不容易失步（丢步），但是代价就是扭矩大大减小。

所谓失步，就是电机没有按照命令走相应的步数，关于失步，后一小结中，我们专门来了解。

比如，当把一步分成16步时，扭矩仅为保持扭矩的10%左右。

微步驱动保持扭矩和步数的关系

设计时需要留够余量，比如一般会考虑负载的加减速，运动线的拖拽力，还有步进电机本身的制动扭矩（Detent Torque，由于定子和转子之间的磁力，产生的扭矩，一般是保持扭矩的5%－20%），摩擦扭矩等。

当微步扭矩超过负载扭矩和摩擦扭矩及制动扭矩之和时，连续的微步才会实现。

有时制动扭矩起正作用，比如当电动机停止时，制动转矩可能是有益的，因为它会抵消运动中的转子的动量，因此更高的制动转矩，将有助于电动机更快地停止。

也就是说，在微步模式下，电机不一定会动，这就会打乱全局精度。

所以，虽然微步可以实现更高的分辨率，但是并不一定能带来更好的精度。

你可能要问了，既然不一定能提高精度，那么为什么还要有微步驱动模式呢？

其实，微步驱动的主要作用在于减小机械噪声，减小共振，减小机械传动结构的磨损，实现更平滑的运动。

有研究表明，只有当载荷非常轻，微细步的扭矩足以驱动负载时，才可以提高精度。

实际上，把每整步细分成无限微步，就是两相永磁交流电机的运行原理，这个今天就不说了，日后我再开一篇日记来写吧。

现在，一些生产厂家，生产微步电机的努力方向，就是以牺牲保持扭矩为代价，减小制动扭矩，使得扭矩和位置关系更接近Sin曲线，而扭矩电流曲线更趋向线性。

我感觉这里啰嗦得够多了。

最后，关于满步，半步，微步驱动，这里有一张小结图。

看图，一下就明白了，还犹豫什么，我保存了。
 
满步，半步，微步驱动示意图