1、简介步进电机工作原理步进电机有三线制五线制和六线制，但其控制方式均是相同的，都要以脉冲信号电流来驱动。假设没旋转圈需要个脉冲信号来励磁，可以计算出每个励磁信号能使步进电机前进，其旋转角度与脉冲的个数成正比。步进电机的正反转均是有励磁脉冲产生的顺序来控制。六线制四相步进电机是比较常见的，它的控制等效电路如图所示，它有四条励磁信号引线通过四条引线上励磁脉冲产生的时刻，即可以控制步进电机的转动，每出现个脉冲信号，步进电机只走步。因此，只要依照固定的顺序不断送出脉冲信号，步进电机就能够直连续转动。图步进电机的等效电路图步进电机的励磁方式步进电机的励磁方式分为全步励磁和半步励磁两种。其中全步励磁又有相励磁和二相励磁之分半步励磁称为二相励磁。假设没旋转圈需要个脉冲信。
2、仿真图介绍结论谢辞参考文献附录引言步进电机是将电脉冲信号转变成角度位移或者线性位移的开环控制元件。在非超载的情况下电机的转速停止位置只是取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加个脉冲信号，电机则转过个步距角。这线性关系的存在，加上步进电机只是周期性的误差而无累计误差的特点，使得步进电机在速度位置等控制领域操作非常简单。基于步进电机具有转矩大惯性小响应频率高可开环应用等优点,它被广泛应用在工业自动控制仪器仪表等领域。然而步进电机在低频运行时存在振荡现象并且产生很大的电磁噪声,另外步进电机的固有步进角多在之间,在精密稳定控制场合,用普通的方法驱动步进电机不能获得理想的步进控制精度和运行平稳度。因此需要通过步进电机细分技术来改善。步进电机。
3、的细分技术实质上是种电子阻尼技术，细分驱动技术能够大大提高步进电机的步距分辨率,减小转矩的波动,避免低频振荡,降低运行时的噪声，提高电机的运转精度只是细分技术的个附带功能。比如对于步进角为的两相混合式步进电机，如果细分驱动器的细分数设置为，那么电机的运转分辨率为每个脉冲，电机的精度能否达到或接近，还取决于细分驱动器的细分电流控制精度等其它因素。不同厂家的细分驱动器精度可能差别很大细分数越大精度越难控制。现场可编程门阵列,集成度高通用性好设计灵活且性能稳定,能够极大地缩小电路板的面积,提高电路的稳定性。因此本次设计的步进电机细分驱动器以为核心,采用脉宽调制,斩波恒流驱动技术,细分数为。本驱动器可使步进电机带动负载连续平稳地运行,控制精度高,灵活性好。步进电。
4、程。而在细分状态的时候，如图电压上升和下降的时候都会有细分的过度过程，而且上升的的频率和下降的频率分别都和各自输入的信号致。图未细分状态时的仿真输出图图细分状态下的输出仿真图结论本文介绍了基于的步进电机细分控制电路的设计，本次设计进行了模块分析和仿真分析，利用的开发板实现了步进电机细分控制的功能。通过固化程序到开发板上，很明显的感觉到未细分时候，步进电机的振动很厉害，细分之后步进电机能较为平稳地转动。本次设计完整地达到了预期的目的。本文设计方案在自动控制领域中有广泛的应用前景。谢辞本学期我认真学习了与技术这门课程，这次设计也是作为研究生的第个课程设计。首先要感谢老师对我们的辛勤教导，其次要感谢实验室的同学为我提供了的开发板和技术指导。这次设计，不仅使我更。
5、步距是不保持均匀的。因此这种驱动方式只是为了提高其运行性能而不是主要用来提高距角的分辨率。图步进电机电流等分细分波形图电流线性等分细分矩角特性按等步距角细分。由上述电机各自相互通电的状态下的矩角特性曲线可知，按等步距角细分必须满足各自相矩角特性曲线幅值，位差和形状都相同，如图所示。图理想的细分矩角特性由于等距细分实现起来较为复杂，基于实际需要故本次设计采用按线性电流规律变化进行设计。通过设置导通电流的占空比达到控制电流的目的。设计方案本次设计的硬件平台是公司的Ⅱ系列中的。步进电机为驱动的相线的步进电机，而且是减速步进电机，减速比为，步进角为度。如果需要转动圈，那么需要个脉冲信号。为了对比明显，将没有通过细分的状态和细分状态放在起进行切换对比，并通过数码管。
6、分控制的关键在于按照什么样的细分电流波形来控制步进电机各自绕组中的电流。般有两种实现原理。使电流按线性规律变化，即把步进电机各相的最大电流进行了等分。这种方法示意见图，其转矩角特性曲线见图。可以看出，各相通电状态转矩角的幅值不相等，步距角也不均匀等分，当通电状态发生变化的时候，各细分微步的步距是不保持均匀的。因此这种驱动方式只是为了提高其运行性能而不是主要用来提高距角的分辨率。图步进电机电流等分细分波形图电流线性等分细分矩角特性按等步距角细分。由上述电机各自相互通电的状态下的矩角特性曲线可知，按等步距角细分必须满足各自相矩角特性曲线幅值，位差和形状都相同，如图所示。图理想的细分矩角特性由于等距细分实现起来较为复杂，基于实际需要故本次设计采用按线性电流规律。
7、送，则步进电机反转。表二相励磁顺序表励磁的顺序说明为如此循环。二相励磁为相励磁和二相励磁交替导通的方式。每送个励磁信号，步进电机旋转度。其特点是分辨率高，运转较平滑，故应用也很广泛。如果以该方式控制步进电机正转，对应的历次顺序见表若励磁信号反向传动，则步进电机反转。表二相励磁顺序表励磁的顺序说明为如此循环。本次设计采用是二相励磁的方式，顺序为正转。细分驱动原理步进电机细分控制的关键在于按照什么样的细分电流波形来控制步进电机各自绕组中的电流。般有两种实现原理。使电流按线性规律变化，即把步进电机各相的最大电流进行了等分。这种方法示意见图，其转矩角特性曲线见图。可以看出，各相通电状态转矩角的幅值不相等，步距角也不均匀等分，当通电状态发生变化的时候，各细分微步的。
8、电机控制模块。其中为电压上升模块，为电压下降模块。图步进电机细分模块和非细分模块图为步进电机控制模块，本模块通过接受按键的输入信号来决定步进电机的输出是细分状态还是非细分状态。输出的四个引脚与步进电机四个脚绑定。图步进电机控制模块图为步进电机细分状态的显示模块，它通过接收步进电机控制模块发出的二进制控制信号，通过解码现显示出当先步进电机细分的状态。本次设计只有两种模式分别为细分和细分模式。图步进电机细分状态显示模块各个部分仿真图介绍本次设计的方针波形主要通过软件进行仿真，用其编译的脚本文件可以方便对每个模块进行波形仿真，并验证本次设计的正确性。首先验证的是电压上升和下降的细分模式图。本次设计在内部设置了位寄存器进行了的细分，程序里设置为每增加或者减小为个。
9、熟悉语言和Ⅱ软件，而且真正体会到了实践出真知的真谛。最后，本次设计虽然是个人探索取得进步的过程，但依然离不开同学之间的相互探讨和帮助，集体的思维是开阔的，集体的智慧是无限的。因此我还要向那些给我帮助的同学们表示感谢。参考文献潘松黄继业技术实用教程第三版北京科学教育出版社王金明，杨吉斌，数字系统设计与北京电子工业出版社，潘松，黄继业技术与第三版北京清华大学出版社，云创工作室程序设计与实践北京人民邮电出版社，高级数字设计步进电机控制模块输出模块,是反向驱动器。当输入是时，输出时步进电机细分状态显示模块程序本次设计的实物图图本次设计的硬件实物目录引言步进电机简介步进电机工作原理步进电机的励磁方式相励磁二相励磁二相励磁细分驱动原理设计方案各个模块简要介绍各个部分。
10、变化进行设计。通过设置导通电流的占空比达到控制电流的目的。设计方案本次设计的硬件平台是公司的Ⅱ系列中的。步进电机为驱动的相线的步进电机，而且是减速步进电机，减速比为，步进角为度。如果需要转动圈，那么需要个脉冲信号。为了对比明显，将没有通过细分的状态和细分状态放在起进行切换对比，并通过数码管显示细分的状态。图为本次设计的顶层文件图。图本次设计的顶层文件图各个模块简要介绍图为按键电路通过锁定的按键输入，然后模块为消除抖动模块，然后通过通过模块来实现电平的反转，首次按下按键的时候端口输出为高电平，代表的状态为步进电机细分模式。再次按下时为低电平，代表的是步进电机非细分的模式。图细分状态切换顶层原件图图为电压上升和下降模块，两者通过共同的时钟输入，输出信号到步进。
11、号来励磁，可以计算出每个励磁信号呢个使步进电机前进，简要介绍如下。励磁方式有三种分别为相励磁二相励磁和二相励磁。相励磁在每个瞬间，步进电机只有个线圈导通。每送个励磁信号，步进电机旋转度，这是三种励磁方式中最简单的种。其特点是精确度好消耗电力小，但是输出的转矩最小，产生的振动很大。如果以该方式控制步进电机正转，对应的励磁表的顺序如表所示。如果励磁信号反向传动，则步进电机反转。表中的和表示给电机的高电平和低电平。表相励磁顺序表励磁的顺序说明为如此循环。二相励磁在每个瞬间，步进电机有两个线圈同时导通。每送个励磁信号，步进电机旋转度。其特点是输出转矩较大，振动比较小。因而成为目前使用最多的励磁方式。如果以该方式控制步进电机的正转，对应的历次方式见表若励磁信号反向。
12、进状态。图为步进电机的电压上升图，由图可以知道输出的占空比为个状态变化依次从窄到宽，再回到初值状态。图步进电机细分电压上升图图为步进电压下降图，由图可以知道步进电机输出和上升的波形相反。图步进电机细分电压下降图图为步进电机的细分状态模块的方针图，此模块通过接受步进电机控制电路输出的二进制信号，转化成十进制的数字在数码管上显示，如图可以知道，输出模块很好地实现了二进制转化为十进制的转化。输出波形为数码管的十进制编码。图步进电机状态显示模块图为本次设计的综合模块也就是步进电机的细分控制模块，为了分辨电压上升的状态和电压下降的状态，在此分别输入了不同频率的信号。最下边的数值为步进电机的细分状态值。由图可知在未细分状态的时候,电压的上升都是直接从到完全没有过度过。
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毕业设计_基于FPGA的步进电机细分控制电路的设计
