单片机与步进电机细分控制

　　

1 步进电机

　　步进电动机是纯粹的数字控制电动机，它将电脉冲信号转变为角位移，即
给一个脉冲，步进电机就转一个角度，因此非常合适单片机控制，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，电机则转过一个步距角，同时步进电机只有周期性的无累积误
差，精度高。
　　步进电动机有如下特点：
　　

1）步进电动机的角位移与输入脉冲数严格成正比。因此，当它转一圈后，

没有累计误差，具有良好的跟随性。
　　

2）由步进电动机与驱动电路组成的开环数控系统，既简单、廉价，又非常

可靠，同时，它也可以与角度反馈环节组成高性能的闭环数控系统。
　　

3）步进电动机的动态响应快，易于启停、正反转及变速。

　　

4）速度可在相当宽的范围内平稳调整，低速下仍能获得较大转距，因此一

般可以不用减速器而直接驱动负载。
　　

5）步进电机只能通过脉冲电源供电才能运行，不能直接使用交流电源和直

流电源。
　　

6）步进电机存在振荡和失步现象，必须对控制系统和机械负载采取相应措

施。
　　步进电机具有和机械结构简单的优点，图

1 是四相六线制步进电机原理图，

这类步进电机既可作为四相电机使用，也可以做为两相电机使用，使用灵活，
因此应用广泛。

　　步进电机有两种工作方式：
整步方式和半步方式。以步进
角

1.8 度四相混合式步进电机

为例，在整步方式下，步进电
机每接收一个脉冲，旋转

1.8

度，旋转一周，则需要

200 个

脉冲，在半步方式下，步进电
机每接收一个脉冲，旋转

0.9 度，旋转一周，则需要 400 个脉冲。控制步进电机

旋转必须按一定时序对步进电机引线输入脉冲，以上述四相六线制步进电机为
例，其半步工作方式和整
步工作方式的控制时序如
表

1 和表 2 所列。

　　步进电机在低频工作
时，会有振动大、噪声大
的缺点。如果使用细分方
式，就能很好的解决这个