步進(jìn)電機(jī)有多種版本和尺寸，具有多種工作電壓。這種通用控制器的優(yōu)點(diǎn)是可以在大約5 V到18 V的寬工作電壓范圍內(nèi)使用。它可以以等于電源電壓一半的峰值電壓驅(qū)動(dòng)電機(jī)，因此可以輕松地處理專為2.5 V和9 V之間的電壓設(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)。

　該電路還可以提供高達(dá)3.5 A的電機(jī)電流，這意味著它可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)相對(duì)較大的電機(jī)。該電路還具有短路保護(hù)功能，并具有內(nèi)置的過(guò)溫保護(hù)功能。驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)需要兩個(gè)信號(hào)。從邏輯上講，它們構(gòu)成了格雷碼，也就是說(shuō)它們是兩個(gè)頻率相同但相位差恒定為90度的方波信號(hào)。

　IC1產(chǎn)生一個(gè)方波信號(hào)，其頻率可以使用電位計(jì)P1進(jìn)行設(shè)置。該頻率決定了步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。格雷碼由4017形式的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器生成。計(jì)數(shù)器的輸出Q0-Q9響應(yīng)時(shí)鐘信號(hào)的上升沿連續(xù)變高。格雷碼可以通過(guò)使用兩個(gè)OR門從輸出生成，這里使用兩個(gè)二極管和一個(gè)電阻器形成每個(gè)門，以產(chǎn)生I和Q信號(hào)。

　這里的I代表同相，Q代表正交，這意味著它與I信號(hào)有90度的相位偏移。通常的做法是使用一對(duì)用于每個(gè)繞組的推挽電路來(lái)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的繞組，這被稱為H橋。這使得可以反轉(zhuǎn)通過(guò)每個(gè)繞組的電流方向，這對(duì)于雙極電機(jī)（其繞組沒有中心抽頭）的正常運(yùn)行是必要的。

　當(dāng)然，它也可以用來(lái)正確驅(qū)動(dòng)單極電機(jī)（帶有中心抽頭繞組）。在這里，我們決定使用音頻放大器IC（TDA2030型），而不是使用這種推挽電路，盡管這聽起來(lái)有點(diǎn)奇怪。從功能上講，TDA2030實(shí)際上是一種功率運(yùn)算放大器。它在輸入端有一個(gè)差分放大器，在輸出端有一個(gè)推挽驅(qū)動(dòng)級(jí)。

　IC3、IC4和IC5都是這種類型（價(jià)格經(jīng)濟(jì)）。這里IC3和IC4作為比較器接線。它們的非反相輸入由前面提到的I和Q信號(hào)驅(qū)動(dòng)，反相輸入設(shè)置為等于電源電壓一半的電位。該潛力由第三個(gè)TDA2030提供。因此，IC3和IC4的輸出跟蹤它們的非反相輸入，并且它們中的每一個(gè)都驅(qū)動(dòng)一個(gè)電機(jī)繞組。

　繞組的另一端依次連接到由IC5提供的一半電源電壓。由于每個(gè)繞組的一端連接到在0 V和接近電源電壓的電位之間交替的方波信號(hào)，而另一端處于電源電壓的一半，因此始終施加等于電源電壓一半的電壓到每個(gè)繞組，但它的極性會(huì)根據(jù)I和Q信號(hào)的狀態(tài)交替變化。

　這正是我們想要驅(qū)動(dòng)雙極步進(jìn)電機(jī)的原因。使用電位計(jì)P1可以改變轉(zhuǎn)速，但每種電機(jī)的實(shí)際速度不同，因?yàn)樗Q于每轉(zhuǎn)的步數(shù)。原型中使用的電機(jī)每步前進(jìn)約9，其速度可在每轉(zhuǎn)約2至10秒的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。

　原則上可以通過(guò)調(diào)節(jié)C1的值來(lái)獲得任何所需的速度，只要電機(jī)可以處理即可。通過(guò)減小電阻R5的阻值可以增加P1的調(diào)節(jié)范圍。調(diào)整范圍為1:(1000+R5)/R5，其中R5以k為單位。如果通過(guò)從電路中移除電源電壓來(lái)關(guān)閉步進(jìn)電機(jī)，則電機(jī)可能會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)一定量，因?yàn)樗陨淼膽T性或電機(jī)上的機(jī)械負(fù)載（飛輪效應(yīng)）。

　當(dāng)電路首次通電時(shí)，電機(jī)的位置也可能與I和Q信號(hào)的狀態(tài)不一致。因此，電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)有時(shí)會(huì)混亂，結(jié)果是在開始沿驅(qū)動(dòng)信號(hào)定義的方向移動(dòng)之前，它會(huì)朝錯(cuò)誤的方向邁出一步。這些影響可以通過(guò)添加可選開關(guān)S1和1-k電阻器來(lái)避免，然后可用于啟動(dòng)和停止電機(jī)。當(dāng)S1閉合時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)停止，但I(xiàn)C2在那一刻保持其輸出電平，因此通過(guò)電機(jī)繞組的連續(xù)電流將轉(zhuǎn)子磁性鎖定到位。

　TDA2030具有內(nèi)部過(guò)溫保護(hù)，因此如果IC過(guò)熱，輸出電流會(huì)自動(dòng)降低。因此，在使用功率相對(duì)較大的電機(jī)時(shí)，建議將IC3、IC4和IC5安裝到散熱器（可能是共用散熱器）上。TO220外殼的接線片與負(fù)電源電壓引腳電連接，因此IC可以連接到共享散熱器，而無(wú)需使用絕緣墊圈。