要求，故以

2 的整数次幂作为细分基准。步进显示系统由液晶显示器显示当前细分档位和细

分后的步进角等参数。为了减少电路的复杂性，该显示器显示的最小单位规定为

0.01°。步进

控制系统由

D/A 转换部分和驱动系统组成。D/A 转换部分包括３片 DAC0830 集成芯片和数

据锁存系统。

DAC0830 转换分辨率是 8 位，该芯片具有与微处理器兼容、价格低廉、接口简

单、转换控制容易等优点。

D/A 转换部分的功能是将二进制代码表示的阶梯波数值转换为相

应的电流值输出，经驱动系统放大，控制步进电机转动。

 

驱动系统采用三级管实现电流放大。

 

2.2 细分阶梯波的产生 

细分的实现过程，就是插入电流合成向量和转换电流合成向量的过程。电流合成向量转化的
前提是合成向量的插入。在系统中，由主机根据设定的细分档位，计算出相关参数，经查表
生成相对应的阶梯波，即插入了电流合成向量。在正转或反转的控制信号下，阶梯波脉冲由
输出端口经锁存系统送入

D/A 转换器件 DAC0830 进行电流合成向量的转化，输出对应的

电流值，经驱动放大控制步进电机，从而实现了细分驱动。

 

电流合成向量的插入是实现细分的关键，而要得到电流合成向量，首先必须产生阶梯波。由
图

1 知，在三相电机半步工作的情况下，要实现 4 步细分，就必须将 B 相电流分成 4 份，

但 不 是 等 分 ， 需 保 证

θ1=θ2=θ3=θ4 。 若 θ1 、 θ2 、 θ3 、 θ4 分 别 对 应 的 电 流 向 量 是

IB1、IB2、IB3、IB4，则在 θ1 所对应的三角形内，设步进角为 θb，则 α=180°-θb，β=θb-θ1，
由正弦定理得考虑到一般情况，由于细分时步进电机控制脉冲波形是阶梯型，如对

B 相进

行

4 步细分时,其电流输入依次为 IB1、IB1+IB2、IB1+IB2+IB3、IB1+IB2+IB3+IB4，相应合成

磁势转过的角度为

θ1、θ1+θ2、θ1+θ2+θ3、θ1+θ2+θ3+θ4，此时设 IBk 即为电流合成向量中 B

相阶梯波中第

k 阶的电流值，θk 即为此时合成磁势相应转过的角度。由此推出，对 B 相来

讲，在步进电机的步进角度为

θb 时，考虑到 IA=IB，则阶梯波型其任一阶的电流值为同理，

可求得

A 相和 C 相在细分时对应的阶梯波电流值。对(1)式求解，考虑 D/A 器件 DAC0830 的

转换精度是

8 位，转换稳定时间是 1μs，故最大进行了 128 步细分的运算，相应求得其对应

的细分电流值，并进行了相应的转换，得到对应的二进制数值列表。此时，列表全部的数值
就是在实现

128 步细分时，对应阶梯波各阶的电流值。 

2.3 多级细分驱动的实现 

要在细分的基础上实现多级细分，就必须针对不同的细分档位生成不同的阶梯波。为此，该
系统采用了循环增量查表法。首先建立阶梯波数值存储表格，有两种方法，一种是针对每种
细分方式建立相应的表格，其特点是细分种类多样，但表格所占空间较大；另外一种，也
就是该系统采用的，以最大细分档位对应的步数仅建立一个表格，大大减少了所需的存储
空间，并减少了程序运行中的不稳定因素。在具体控制中，该系统通过设定循环增量基数，
使不同的细分档位对应不同的细分步数，实现了多级细分驱动。

 

循环增量基数是指针对不同的细分档位，实现等间隔寻址时相应跳跃的步数。循环增量基数
是在细分档位设定后，由相应的计算公式得到。由于该系统最大细分步数为

128 步，即表格

最大长度为

128 个字节，若细分步数为 m 步，则循环增量基数为 LB=(128/m)-1。不同的档

位对应不同的循环增量基数，同一表格就产生了多级细分所需的阶梯波。