步進(jìn)小車這個想法源于一次智能車比賽：規(guī)則要求小車要不借助引導(dǎo)線走一段直線和精確地轉(zhuǎn)向，于是用一般直流電機(jī)嘗試了一段時間發(fā)現(xiàn)各種方法都不太理想，問題的根源還是在于對直流電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制不夠精確;于是就想能不能采用步進(jìn)電機(jī)來從根本上解決這個問題。
一般我們接觸到的步進(jìn)電機(jī)大都分為兩種：一種是這種圓形帶減速機(jī)構(gòu)的微型步進(jìn)電機(jī)，如圖:
這種電機(jī)通過減速機(jī)構(gòu)獲得了較大的力矩，但是最高轉(zhuǎn)速非常有限，做小車顯然不合適;
另一種就是這種體型比較大的方塊塊，如圖：
這種電機(jī)體積、重量、功率都較大，但是在較高轉(zhuǎn)速下還能維持一定力矩，看起來還不錯，所以就選它啦。
聯(lián)系到實際中的實現(xiàn)也很簡單，我們只要在L298的4個端口產(chǎn)生像上圖中的時序就行了，我做出來之后是這樣：
這樣做了之后，電機(jī)確實如期望的那樣轉(zhuǎn)起來了，不過同時又出現(xiàn)了一個大問題：電機(jī)和L298芯片就像插上的烙鐵一樣迅速升溫直到燙手。而且轉(zhuǎn)速越低越燙，我猜想原因應(yīng)該是這樣，在電機(jī)的兩步之間，也就是上圖中兩根綠線之間，有一段時間，(也就是電機(jī)完成單步轉(zhuǎn)動之后到下一次轉(zhuǎn)動之前的時間)，電機(jī)幾乎是處于靜止的狀態(tài)，而這段時間線圈里的電流就會迅速增長，導(dǎo)致發(fā)熱;
通過查閱網(wǎng)上成熟的步進(jìn)電機(jī)控制器設(shè)計，我發(fā)現(xiàn)他們的解決辦法大都是通過檢測相電流，然后調(diào)節(jié)PWM頻率來實現(xiàn)不讓電機(jī)通過過大的電流;
所以我們也必須增加一路PWM來保證電機(jī)的安全，通過實驗我發(fā)現(xiàn)，不用電流檢測而是用軟件來模擬產(chǎn)生pwm的簡易方法，也可以取得不錯的效果，所以通過調(diào)試，最終的驅(qū)動波形如下圖：
最上面為pwm控制，同時接在L298的EnA和EnB兩個端口;從上圖能看到，我把兩步之間的時間分成了兩部分，一部分是電機(jī)正在轉(zhuǎn)動，pwm直接輸出高電平，保證轉(zhuǎn)動時有足夠的力矩，當(dāng)轉(zhuǎn)動完成后，開始輸出pwm波，直到下一次轉(zhuǎn)動開始;而pwm的占空比是隨速度變化的，速度越低斬空比越小;而在接近最高轉(zhuǎn)速時就完全關(guān)閉占空比，來保證輸出力矩：
為了解決電機(jī)突然啟動或停止導(dǎo)致小車抖動，我還專門設(shè)計了一個啟動/停止程序，波形如下：
電機(jī)速度慢慢升高，就可以有效消除抖動
