β 为电机希望定位的电角度。
将式

(2)代入式(1)，则

T=KT·Im·sin(β-θ) (3)
从而可见，两相混合式步进电机的细分就是控制两相绕组中的电流大小。理想状态下，

电机内部的磁场为圆

 形空间旋转磁场，使步进电机按照交流同步电机的方式旋转。而 AB 相

的理想电流为正弦波，而一般情况下通过阶梯波来模拟正弦波，从而达到恒转矩幅值的控
制效

 果。而转矩的大小由合成磁场的矢量来决定，即相邻两个合成磁场的夹角为细分步距

角。

每当

β 变化一度，则步进电机走过 1/360 的电角度，例如一般的 8 细分控制，则 β 的步

长为

π/16。 所以为了实现对两相混合式步进电机的恒转矩细分控制，就需要在电机的两相

绕组中通以按正弦规律变化并互差

90°相位的的两相电流，阶梯越细小，越接近于正 弦波，

步距角也越小，细分效果越好。

3 系统硬件设计
基于

STM32F103RB 驱动
系统的硬件部分主要
由信号输入端、电源
输入端、电源模块 、
MOSFET 驱动模块 、
H 桥模块和采样放大
模块组成。总体硬件
图如图

3 所示。

3.1 输入信号
在硬件设计中，需要从外部输入

3 种信号：Enable 使能信号、Dir 电机转向信号以及

 

Frequency 速度脉冲信号。Enable 信号为使能信号，为防止电机在停止时，定子绕组仍然通
电造成的电机发热而设置的电机转子断电信号。

Dir 信 号控制电机的转向;而 Frequency 信号

为外部控制器件发出的方波脉冲信号，此信号的频率将决定电机的转速，

3 个控制信号均