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。步进电机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。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。完全没有过度过程。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。