1、步进电机的基本原理

        步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。
        通常步进电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度 (称为"步距角")，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

2、步进电机分类

按照转子分类

(1) 反应式步进电机(VR)：定子上有绕组，绕组由软磁材料组成。其结构简单、成本低、步距角小，可达1.2度，但动态性能差，效率低、发热大，可靠性难以保证。
(2) 永磁式步进电机(PM)：永磁式步进电机的转子用永磁材料制成，转子的极数与定子的极数相同。其特点是动态性能好、输出力矩大，但这种电机度差，步距角大（一般为7.5度或15度）。
(3) 混合式步进电机(HB)。混合式步进电机综合了反应式、永磁式步进电动机两者的优点，其定子上有很多相绕组，转子上采用永磁材料，转子和定子均有多个小齿以提高步距精度。其特点是输出力矩大、动态性能好、步距角小，但结构复杂、成本相对较高。

按照定子相数进行分类 

分有两相、四相、五相等系列步进电机，我们使用的是两相四线步进电机。
两相四线平面图如下：

3 、步进电机的特性

1)当步进电机接收到一定顺序的脉冲时，它就会根据脉冲的控制时序进行顺时针和逆时针的转动，脉冲的顺序决定了步进电机旋转的方向，脉冲的个数决定了步进电机转动的角度，脉冲的频率决定了步进电机的转速;

2)有脉冲时步进电机就会转动一定角度，没有脉冲时它就会保持当前位置;

3)步进电机具有快速启动和快速停止的特性;

4)当负载在一定范围内时，步进电机的转速与负载无关;

5)步进电机的转动方向很容易地通过反方向给脉冲时序来改变。
 

4、两相四线工作原理

        电机有4个电极，一共有4个线圈接4个io口 ，两两串联。A+与A-是一组线圈，B+与B-是一组线圈。另外在我们的光机结构上还配有两个光耦电阻，用于右转到头和左转到头检查。而在软件上的设计是使用一个IO口来检查两个方向是否转到极限，其中转到最右边是读取IO口电平，每向右边转动一步会使用当前步数减1并保存到cri。而转左边时当前步数会逐步加1，当达到最大步数时停止转动，即到达最左边。而每当达到最左、最右边时都会调用消息回调机制，把状态传递回给w ui停止对焦页面的转动。
查看驱动芯片的驱动时序如下：

 

根据控制的精细程序可以分为full-step全步控制/half-step半步控制，全步控制，一周下来受力方向只改变4次，一周步数为4步。半步控制在全步的基础上增加4个受力方向，正如其名每一步的步进角都是全步的一半，半步转动的幅度更小，但转动360°一圈时间是全步的2倍。

全步控制顺时针的时序为：
二进制时序为: 1010 0110 0101 1001
转为16进行：0x0A,0x06,0x05,0x09
半步制顺时针的时序为：
二进制时序为: 1010 0010 0110 0100 0101 0001 1001 1000
转为16进行：0x0A,0x02,0x06,0x04,0x05,0x01,0x09,0x08
0x0A ：
A+加正极，A-加负极，B+加正极，B-加负极，转子转到合力方向去

0x06:
 A+加负极，A-加正极，B+加正极，B-加负极，转子转到合力方向去

0x05：
A+加负极，A-加正极，B+加负极，B-加正极，转子转到合力方向去

0x09: A+加正极，A-加负极，B+加负极，B-加正极，转子转到合力方向去 

 

        通过4个控制pin脚来控制电压电流方向，从而控制转子收到的合力方向，每改变一次4个pin上高低电平的组合，合力方向就改变一次，转子也就步进一次。
        控制以上时序运行的越快，电机转动的越快，当然，转动也是需要花费时间的，所以根据转动一步所需的最小耗时，步进电机对电压的改变频率（PPS）也是由最大要求的。可以查看技术要求文档里面的空载牵入频率。如下图
 

5.硬件设计 

        马达是驱动芯片是MP6507，马达的驱动芯片示意图左边红色框起来的对接的是主控芯片mt9266，称为输入io，右边黄色框起来的是输出io，在调试过程中用万用表测量过输入和输出io的状态方向了。蓝色圈起来的是马达和电感线圈。

 

主控芯片电路原理图连接图如下

这四个pin的电平直接由主控芯片来控制，拉高拉低组成顺时针和逆时针的时序

 6、软件控制流程

         想要使马达能够转动起来，首先要在mboot下配置马达的4个pin状态为输出io并默认为低电平，2个检测io为输入io状态，配置马达的供电io。
当配置完成之后，需要在focus.ini中配置好io口的信息，马达的时序，PPS等信息。在中间件初始化的时候回去解析加载得到。
问：马达转动到最左边的最大步数是怎么样确认？
答：在主板出厂第一次刷机，cri中，马达的最大步数/当前步数都是为0 或者没有设置的情况下。会触发步进电机校正机制，从而得到马达的最大步数。中间件中，什么是马达走一步？
前面得到的时序是{0x0A，0x06，0x05, 0x09}，每执行这个数组中的一个元素，马达的4个pin输出了一组电平为一步。

当整个系统启动完成，手动对焦功能处于准备就绪状态，等待来自用户的指令。当按下对焦右键时传入1，松开传入2；对焦左键时传入0，松开传入2。