詳細的討論，并給出了其控制系統(tǒng)的軟硬件設計。

-刖言在傳統(tǒng)步進電機的控制電路中，步進電機的轉動常采用方波脈沖來進行控制，通過控制脈沖的頻率、個數等，從而控制電機的轉速、轉向、位移等。但是電機在工作過程中，由于各種原因可能會產生共振，影響電機低頻、低速時的工作特性，為了避免電機工作的共振點，改善電機在低頻低速時的工作特性，并進一步提高步進電機的控制精度，細分電路通常用來解決這一問題12.可是傳統(tǒng)的細分控制電路，步進電機在各種轉速下，其細分的倍數都相同，因此很難同時滿足電機運行時的低頻特性與高頻特性，其結果是滿足了低速運轉特性，卻犧牲了高速運轉特性。如果采用可調細分電路的方法，即在啟動或低速運轉條件下，采用高細分方法來保證低速平穩(wěn)不丟步的性能；當運轉進入高速時，逐漸減小細分的倍數，直至取消細分，以實現(xiàn)高頻脈沖的輸出，轉速再進一步提高時，還可由原來的單8拍轉為單4拍驅動，減速時與此相反31.總而言之，用不斷改變細分倍數的方法，保證電機在各轉速下的最佳特性。

1系統(tǒng)設計系統(tǒng)采用89c51單片機為核心，利用鍵盤和lcd顯示模塊來完成細分倍數及加減速時間的設置調整141.細分輸出采用恒頻脈沖調寬細分電路。

1.1細分電路工作原理步進電機是由脈沖電壓來進行供電的。每來一個脈沖電壓，轉子就旋轉一個步距角。根據電壓脈沖的分配方式，一般情況下，步進電機各相繞組的電流輪流切換，從而使電機旋轉。如果每次脈沖切換時，改變對應繞組中額定電流的一部分，則轉子相應的轉動也必然是原有步距角的一部-），男，江西泰和人，江西師范大學物理與電子通信學院講師。

分。即可通過控制繞組中電流的數值來調整步進電機步距的大小，從而把原步距角細分成若干步來完成。如原來對應于一個電壓脈沖，轉子轉動一步為15°經10步細分后則每走一步為015：從而達到了細分的目的。

1.2系統(tǒng)硬件設計系統(tǒng)硬件結構框圖如所示。單片機89c51外接24m的晶振，以滿足系統(tǒng)的實時性。

鍵盤采用4鍵的塑膜鍵盤，完成參數選擇模式；數字量的加減；各項參數的設置確定。lcd顯示模塊采用圖形液晶模塊ima 97s005ad該模塊為從中也可以看出，若想調整電流的波動，只需調整定時器t0的輸出頻率即可，但是為避免電機鐵芯的鐵損，定時器t0的輸出頻率不可過高。

系統(tǒng)的細分電路采用恒頻脈沖調寬細分電路?？刂葡到y(tǒng)細分階梯電流波形形成的示意圖如所示。89c51的p1口輸出階梯數字量，da轉換器的輸出電壓vin就以階梯方式突變，而繞組上的電流因為不能突變，因此運算放大器電壓vavin所以電壓比較器輸出“升沿時，將d觸發(fā)器置位，使gbt導通，因此繞組電流i上升，這個過程一直持續(xù)到va=vin從128x64點陣，可以顯示中文、數字及asc碼。而保證了繞組電流i較大幅度的上升。vin下降d/a模塊采用8位ad558輸出電壓量程有0v突變的情況與之類似。

1.3系統(tǒng)軟件設計~10v0v~256v兩種，本系統(tǒng)采用0v~2 56v以方便細分倍數的計算。運算放大器采用im324同時將采樣電阻上電壓ve放大到與da模塊相同數量級的電壓va電壓比較器采用im339用于比較d/a輸出電壓vin與運算放大器輸出電壓va控制d觸發(fā)器的置位與清零。而功率驅動器件采用ir公司的gbt模塊-r-bc30m.這樣整個系統(tǒng)具有良好的人機界面，并且系統(tǒng)功耗小，開關速度快，能夠滿足細分的需要。

系統(tǒng)硬件結構框圖系統(tǒng)的工作原理（以步進電機其中一相為例）系統(tǒng)上電后，利用參數設置鍵設置啟動頻率工作頻率加減速步進數及細分倍數等。當參數設置完畢后，選擇系統(tǒng)運行，運行時系統(tǒng)根據設置的參數輸出相應的數字量，經過d/a轉換為vin當vin為一個定值時，定時器t0送出時鐘信號clk并且在其上升沿將d觸發(fā)器置位，使gbt模塊導通，則電機繞組得電，電流開始上升。

而當電流上升到一定程度時，即電流達到va>vin時，電壓比較器im339輸出低電平，將d觸發(fā)器清0使gbt截至，而繞組將進行放電，電流下降。在下一個時鐘信號cik到來時，不斷重復上述過程從而保證流過繞組的電流波動比較小。

系統(tǒng)程序采用c51語言編寫，這樣即可以借助于c語言開發(fā)較為復雜的運算，又具有單片機強大的位操作功能，并且調試方便，可移植性強。

系統(tǒng)初始化模塊主要完成對定時器t0t1的設置。其中t0用于產生5khz的方波信號作為d觸發(fā)器的時鐘脈沖；t1定時用于產生步進電機的步進周期。在電機加減速階段，不需要進行細分控制；而在正常工作時，根據實際要求，采用設定細分倍數進行細分控制。為加強系統(tǒng)的實時性，步進電機的加減速及細分控制輸出時，采用查表的方法進行，即預先編制幾張表存放在89c51的rom中，通過用戶輸入的參數查表得到對應的輸出數字量，從而提高系統(tǒng)的實時性。整個系統(tǒng)的軟件程序框圖如所示。

2結束語在低速工作時電機的加速力矩明顯減小，因為工作力矩=（輸出力矩一加速力矩）輸出力矩為步進電機靜止時可產生的最大力矩，它的值一般大于工作輸出力矩。由于加速力矩的減小，可以使輸出工作力矩增加，所以細分后電機帶負載能力提高，尤其在啟動和低速狀態(tài)。由于加速度的減小，步進電機低速運行噪聲也大大減小，改善了工作環(huán)境。