基于

DSP 的微位移步进电机控制方案

导读：本系统拟计划采用

DSP 控制步进电机推动轻装置移动实现测量装

置的精准定位。系统拟采用的主控制器为

DSP28335，被控对象为最小步进角为

1.8°的 42 步进电机，采用 DSP 输出 PWM 脉冲波通过电机驱动器摔制电机的运
行。

系统根据具体控制要求改变对

PWM 参数的设置，并通过相关的算法对过程

参数进行修正以完成系统目的。电机控制系统的控制精度为线位移

10 μm，能够

达到为实验室项目进行支持的目的，本系统亦可广泛应用于电机控制领域。

0 引言
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器件。在非超载

的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受
负载变化的影响，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。为实现对步进电机的控制，
一般可采用单片机为控制器，通过一些大规模集成电路来控制其脉冲输出频率
和脉冲输出数以实现步进电机的控制，然而整个系统的准确性、可靠性都存在缺
陷。本系统是为实验室某项目服务的子系统，系统的研究目的在于精确、快速、稳
定地调节实验装置的相对移动，找到最佳位置、角度安放装置，故本系统拟采用
浮点型

DSP28335 作为系统控制器，拟采用其集成的 PWM 输出模块，减少外围

电路的使用，提高了系统的可靠性和系统的控制精度。

1 系统总体方案设计
本系统总体设计框图如图

1 所示。拟采用数字信号处理芯片 DSP28335 根据

控制算法输出一个特定的

PWM 脉冲序列，该脉冲序列经由特定的步进电机驱

动器实现对高精度的

42 步进电机的控制，通过控制算法自动或者手动调节电机

的运行状态和运行速度并送液晶实时显示。通过对系统点位的检测来判定是否达
到系统的控制目的，最终通过一定算法完成系统安装位置的选定。

 

 
2 系统硬

件实现

本系统拟

选用的主控制
器为，其具有
150MHz  的高
速处理能力，
12 位 16 通道 ADC，具备 32 位浮点处理单元，有多达 18 路的 PWM 输出，其中
有

6 路为 TI 特有的更高精度的 PWM 输出(HRPWM)。本系统中正是使用了其独

立的

PWM 模块产生脉冲信号。因课题需要精确定位故选用控制精度为 1.8°的 42

步进电机实现装置推动，步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开
环控制元步进电机件，其结构图如图

2 所示。