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一种微型步进电机的驱动设计李志新张晓健本文介绍了一种微型步进电机的工作、驱动原理和硬件、程序设计，可用于各种小型机电设备如微型云台、玩具等的应用。
步进电机是一种控制用的特种电机，具有精度高、可开环控制的特点，可广泛应用于各种低速、高精度定位的智能建筑监控、工业自动化控制系统中。
笔者在设计网络摄像机微型云台时用到了一种微型步进电机，现将该步进电机的工作原理、驱动方法说明如下。
1．步进电机的应用原理步进电机可以将电脉冲转换成特定的旋转运动，当它收到一个脉冲信号后，就会按照设定的方向转动一个固定的角度（即步距角），通过控制脉冲个数就可以控制电机转动的角度，通过控制脉冲频率则可以控制电机的速度和加速度，达到调速的目的。
在不超载的情况下，步进电机的转速、停止的位置只与脉冲信号的频率和脉冲数有关，而与负载变化无关，是一种线性关系，因而可用于精确位置控制。
步进电机具有如下特点：●转动位移与输入脉冲数严格对应，步距误差不会累积，可以组成结构简单且有一定精度的开环控制系统；●可以使用数字信号直接进行开环控制，简单、廉价；●易于起动、停止、正反转及变速，响应性好；●停转时有自锁能力；●可很方便地实现在超低速下高精度稳定运行，通常可以不经过减速器直接驱动负载；●电机速度可在相当宽范围内平滑调节，可以使用一台驱动控制器同时控制几台步进电机完全同步运行。
本设计中使用的是一种型号为HYH-25BYJ-5V的微型步进电机，该电机使用DC5V供电，可以使用单片机进行控制，十分适合于各种小型机电自动控制系统。
该步进电机内部有4相绕组，外引5根控制线，如图1所示，其中导线5接DC5V的“＋”极，导线1、2、3、4按照控制时序接DC5V的“－”极。
①电机的驱动采用四相八拍的方式，如表1所示。
表中“＋”表示接电源正极，“－”表示接电源负极。
如果按照A相导电、A相B相同时导电、B相导电，然后依次是BC、C、CD、D、AD的顺序分别导电，电机就实现了正转（从电机输出轴方向看逆时针旋转），这就是驱动电机的8拍（8种脉冲）。
高性能核心电磁式步进电机驱动器设计与实现概述：电机是现代工业中非常常见的设备，而步进电机是其中一种常用的电机类型。
步进电机可以通过给定的脉冲序列，以固定的角度步进运行，因此在许多应用中被广泛应用，例如打印机、数控机床和机器人等。
然而，为了使步进电机能够高效地运行和准确控制，需要一个高性能的核心电磁式步进电机驱动器。
驱动器设计：高性能核心电磁式步进电机驱动器的设计是一个综合的工程，需要考虑各个方面以满足设计要求。
以下是一些关键的设计考虑：1. 电路设计：步进电机驱动器的核心是电路设计，其中包括功率级放大器和控制系统。
功率级放大器负责提供足够的电流来驱动步进电机，而控制系统负责产生正确的脉冲序列以控制步进电机的运动。
设计中需要考虑电路的稳定性、可靠性和功率效率。
2. 控制算法：为了实现高性能的步进电机驱动，需要采用先进的控制算法。
例如，基于电机模型的模型预测控制（MPC）可以实现精确的运动控制和响应时间，而无模型自适应控制（NMAC）则可以实现在异常负载情况下的稳定运行。
正确选择和实现适当的控制算法是设计过程中的一个关键要素。
3. 接口设计：步进电机驱动器通常需要与其他控制系统或设备进行通信和交互。
因此，需要设计合适的接口，例如串口、并口、以太网接口等，以便与其他设备进行数据传输和控制。
实现：高性能核心电磁式步进电机驱动器的实现是设计过程的最后一步。
以下是一些实现要点：1. PCB设计：电路板（PCB）是驱动器实现中的一个重要组成部分。
需要设计一个合适的PCB布局，以确保信号传输的可靠性，同时减少电路板的干扰和噪声。
2. 元件选择：选用合适的元件对于电路的正常运行至关重要。
例如，功率级放大器需要选择合适的功率晶体管或MOSFET，以提供足够的电流输出，而控制系统需要选择合适的微控制器或数字信号处理器来实现脉冲序列的生成和控制。
3. 调试和优化：在实现过程中，需要进行调试和优化以保证驱动器的性能和稳定性。
步进电机驱动电路设iti耍隧着数字化技术发展，数字控制技术得對了广泛而深入的应用。
步进电机是一种将数字信号直接转换成轴位務或线位務的控制腿动元件,具有快速起动和停止的特点。
S 为步进电动机组成的控翎系统结构简单，价招低廉，性能上能满足工业腔制的基本要求, 所以广泛地应用于手工业自动控翎、数控机床、组合机床、机器人、il算机外围设备、照相机，投影仪、像机、大型望远镜、卫星天线定位系貌、医疗器件以员各种可腔机MIR等等。
直流电机广泛应用于it算机外围设备（如硬盘、軟盘和光盘存棒器）、家电产品、医疗器械和电动车上,无刷直流电机的转子部普遍使用永龜林料组成的磁鋼, 并且在航空、航天、汽车、精密电子等行业也被广泛应用。
在电工设备中的应用，除了直浦电磁铁（直济继电器、直滾接触器等）外，最重要的就是应用在直济废转电机中。
在发电厂里，同步发电Hl的助脱机、蓄电池的充电HI 等，都是直流发电Hl；錯炉给粉机的原动机是直流电动机。
此外,在许多工业部门，例如大塑轧鋼设备、大型精密机床、矿井卷畅机、市电车、电缆设备要求严怡线速度一致的地方等，通常都果用直流电动机作为原动机来isaji作机械的。
直逍发电机通常是作为直流电源，向负裁输岀电能；a 潦电动机则是作为原动机带动各种生产机械工作，向负我输出机械能。
在控初系坑中, 直潦电机还有其它的用迩，例如测速电机、何服电机等。
他们都是利用电和磁的相互作用来实现向机械能能的转换。
介鉛了步进电机和直流电机原理及其驱动程序控初控制模块，通11 AT89S52单片机及脉冲分配器（R林逻辑转换器）L298完成步进电机和宜流电机各种运行方式的控制。
实现步进电机的正反转速18控制并且显示数振。
整个系筑果用模快化设计，结枸简单、可靠,通il按建控制，操作方便，节省成本。
关鍵词:步进电机，单片机控制,AT89S52, L297, L2981步进电动机11.1步进电机简介11.2步进电机分类22步进电机工作原理32. 1步进电HI结构32. 2步进电机的旋转方武3 3设计原理53.1硕件电路组成53.2步进电机控制电路53.2.1廿数器工作模成63.2.2定时器工作模式6 4步进电机驱朋电路设it 74.1驱动芯片L29774.2驱动芯片L29884.3權盘电路94.4显示电路105步进电机控制程序11 总给14致15参考文151步进电动机1.1步进电机简介步进电动#1是一种稱电脉冲信号转換成角位務或线位務的精密执行元件,由于步进电机具有控制方便、体枳小等特点,所以在数控系统!自动生产线!自动灿表!绘图机和计算机外围设备中需到广泛应用。
专业课程设计报告题目：步进电机驱动器的设计姓名：XXX专业：通信工程班级号：XXXXXX同组人：XXX指导师：XXX老师XXXX大学xxxx学院20 13 年7 月 4 日xxxx专业课程设计任务书2012－2013学年第 2 学期第 16 周－ 19 周摘要本次课程设计为步进电机驱动器，步进电机驱动器是电机精确运转控制的主要核心所在，它主要由stc89c51单片机为控制核心，外加电机驱动芯片、步进电机转数显示电路及步进电机工作模式选择控键组成。
通过此设计，步进电机运转精确、方便，只需拨动控键，就能控制电机的转速、旋转方向及电机单双拍选择。
关键字：步进电机控制,单片机显示电路,ULN2003A应用目录第一章概述 (1)第二章设计内容的介绍 (2)2.1步进电机原理 (2)2.1.1步进电机的工作方式 (2)2.1.2步进电机的转向控制 (3)2.1.3步进电机的启停控制 (3)2.1.4步进电机的速度控制 (3)2.2步进电机的分类与选择 (4)2.2.1步进电机的分类 (4)2.2.2步进电机的选择 (4)2.3设计目标 (5)第三章设计思路与具体内容 (5)3.1设计思路 (5)3.2总体设计框图及电路原理图 (6)3.3单片机最小系统及按键部分 (6)3.4按键电路 (7)3.5步进电机驱动电路 (8)3.6步进电机拍数显示电路 (8)3.7LED显示电路 (9)第四章程序设计 (9)4.1程序设计思路 (9)4.2步进电机模块设计 (12)4.3显示模块设计 (13)4.4步进电机调速模块设计 (14)总结 (15)参考文献 (15)附录 (16)程序代码 (16)原理图 (19)第一章概述步进电机最早是在1920年由英国人所开发。
1950年后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上，这对于数字化的控制变得更为容易。
以后经过不断改良，使得今日步进电机已广泛运用在需要高定位精度、高分解性能、高响应性、信赖性等灵活控制性高的机械系统中。
题目：步进电机驱动器设计班级：学号：指导：时间：电工电子技术课程设计任务书设计课题：步进电机驱动器设计设计任务与要求查找一个感兴趣的电工电子技术应用电路，要求电子元件超过30~50个或以上，根据应用电路的功能，确定封面上的题目，然后完成以下任务：1、分析电路由几个部分组成，并用方框图对它进行整体描述；2、对电路的每个部分分别进行单独说明，画出对应的单元电路，分析电路原理、元件参数、所起的作用、以及与其他部分电路的关系等等；3、用简单的电路图绘图软件绘出整体电路图，在电路图中加上自己的班级名称、学号、姓名等信息；4、对整体电路原理进行完整功能描述；5、列出标准的元件清单；设计步骤1、查阅相关资料，开始撰写设计说明书；2、先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明；3、依次对各部分分别给出单元电路，并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与其他部分电路的关系等等说明；4、列出标准的元件清单；5、总体电路的绘制及总体电路原理相关说明；6、列出设计中所涉及的所有参考文献资料。
设计说明书字数不得少于3000字。
参考文献1.康华光.电子技术基础（模拟部分）.北京高等教育出版社,20052.曾建唐.电工电子基础实践教程(下册)实习.课程设计.北京机械工业出版社,20033.史敬灼.步进电动机伺服控制技术.北京科学出版社,20064.曹汉房，陈耀奎.数字技术教程.北京电子工业出版社，19955.李士雄，丁康源.数字集成电子技术教程.北京高等教育出版社，2003目录1、总体方案与原理说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12、方波的产生设计 (3)3、脉冲环形分配电路设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64、功率放大电路设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .95、总体电路原理相关说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .106、总体电路原理图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117、元件清单；. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .128、参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .139、设计心得体会. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141、总体方案与原理说明1.1 步进电机介绍步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。
步进电机H桥功率驱动电路设计步进电机是一种特殊的直流电机，可以通过一定的控制方式实现精准的角度控制。
步进电机的驱动电路通常采用H桥功率驱动电路，其中H桥电路是通过四个开关元件（通常是MOSFET管或者IGBT管）和两个电源组成的，能够实现电机的正、反向旋转。
H桥电路由四个开关元件组成，其中开关S1和S4连接在一起，共同控制电机的一个端口，开关S2和S3连接在一起，共同控制电机的另一个端口。
H桥电路有四种状态：S1和S4为导通状态，S2和S3为截止状态；S2和S3为导通状态，S1和S4为截止状态；S1和S3为导通状态，S2和S4为截止状态；S2和S4为导通状态，S1和S3为截止状态。
步进电机的驱动原理是通过控制H桥电路的四种状态，使得电机在施加电源电压的不同方向上旋转。
控制步进电机的一个重要参数是步距角，即电机每转一圈所走过的角度。
根据步距角的大小，步进电机可以分为全角步进电机和半角步进电机。
全角步进电机的步距角为360度/步数，控制方式可以是单相驱动方式或者双相驱动方式。
单相驱动方式只需要两个驱动电路，一个控制电机的一个端口，另一个端口通过调整S1和S4的导通时间来实现，通过调整导通的时间长短，可以控制电机的速度。
双相驱动方式需要四个驱动电路，分别控制电机的两个端口，通过交替切换四种状态来实现控制。
半角步进电机的步距角为360度/（2×步数）。
控制半角步进电机通常采用四相驱动方式，需要八个驱动电路，通过交替切换八种状态来实现控制。
四相驱动方式的原理是将步进电机的一个端口分成四段，通过施加电源电压的不同顺序，使得电机在不同的相邻段上产生磁场，并完成旋转。
步进电机的驱动电路设计需要考虑以下几个问题：1.驱动电路的工作电压范围，要能适应电机的额定电压以及工作电压波动范围。
2.驱动电路的开关元件的选型，要能够满足电流和功率的要求，并具有足够的开关速度。
3.驱动电路的保护措施，要考虑过流、过热等异常情况的保护。
三相步进电机驱动电路设计一、引言步进电机是一种将电脉冲信号转换为机械转动的电动机，具有结构简单、定位精度高、起动停止快的特点，被广泛应用于数控机床、机器人、自动化设备等领域。
本文将介绍三相步进电机驱动电路的设计。
二、驱动原理三相步进电机的驱动原理基于磁场交替作用的原理，通过控制电流的改变，使电机在不同的磁场中转动。
它分为两种驱动方式：全、半步进驱动。
全步进驱动方式中，步进电机每接收一个脉冲信号就转动一个步距，而在半步进驱动方式中，步进电机每接收一个脉冲信号就转动半个步距。
本文以全步进驱动为例进行设计。
三、电路设计1.电源电路：步进电机驱动电路需要一个稳定的直流电源，通常使用电容滤波器和稳压电路来提供稳定的电压输出，保证电机正常工作。
2.脉冲发生及控制电路：脉冲发生电路产生脉冲信号，用于控制步进电机的转动。
常用的发生电路有震荡电路和微处理器控制电路。
本文以震荡电路为例，通过计算电容充放电时间确定震荡频率。
3.驱动电路：驱动电路是步进电机的核心，它将脉冲信号转换为电流控制信号，控制步进电机的转动。
常用的驱动方式有双H桥驱动和高低电平驱动。
本文以双H桥驱动为例进行设计。
4.电流检测和反馈电路：为了控制步进电机的转速和转矩，需要对电机的电流进行检测和反馈。
常用的检测电路有电阻检测和霍尔效应检测。
通过检测电流大小，可以调节驱动电流，以达到控制步进电机的效果。
5.保护电路：为了保护步进电机和驱动电路的安全，需要设计相应的保护电路。
常见的保护电路有过流保护电路、过热保护电路和短路保护电路等。
四、总结本文介绍了三相步进电机驱动电路的设计。
通过合理设计电路，可以实现对步进电机的控制和保护，提高步进电机的运行效果和寿命。
未来，可以进一步研究和改进三相步进电机驱动电路的设计，以满足更高精度、更高速度的步进电机应用需求。
如何优化步进电机的驱动电路设计提高可靠性在现代工业自动化和控制系统中，步进电机以其精确的定位和控制能力得到了广泛的应用。
然而，要确保步进电机能够稳定、可靠地运行，优化其驱动电路设计至关重要。
一个良好的驱动电路不仅能够提高电机的性能，还能增强系统的可靠性，减少故障发生的概率。
接下来，我们将探讨如何通过一系列的方法和策略来优化步进电机的驱动电路设计，从而提高其可靠性。
首先，电源供应的稳定性是优化驱动电路设计的基础。
不稳定的电源可能导致电机运行异常、产生噪声甚至损坏电机。
因此，我们需要选择合适的电源模块，确保其能够提供稳定、纯净的电压和电流。
同时，为了应对电源波动和干扰，添加适当的滤波电容和稳压电路是必不可少的。
这些措施可以有效地减少电源噪声对驱动电路的影响，提高电机运行的稳定性。
在驱动芯片的选择上，需要根据步进电机的规格和应用需求进行仔细考量。
不同的驱动芯片具有不同的性能特点，如电流输出能力、细分精度、保护功能等。
例如，对于需要高精度控制的应用，应选择具有高细分精度的驱动芯片；而对于负载较大的电机，则需要选择电流输出能力较强的芯片。
此外，驱动芯片的保护功能也不容忽视，如过流保护、过热保护和欠压保护等。
这些保护功能可以在异常情况下及时切断电机的电源，避免电机和驱动电路受到损坏。
合理的布线和布局对于提高驱动电路的可靠性同样重要。
在电路设计中，应尽量缩短驱动芯片与电机之间的连线长度，以减少线路电阻和电感对信号传输的影响。
同时，要注意将电源线和信号线分开布置，避免相互干扰。
在电路板的布局上，应将发热元件合理分布，留出足够的散热空间，以防止过热导致的电路故障。
细分驱动技术是优化步进电机性能的有效手段。
通过细分驱动，可以将电机的步距角进一步细分，使电机的运行更加平稳、精度更高。
细分驱动的实现通常是通过控制驱动芯片的电流输出方式来实现的。
在设计细分驱动电路时，需要精确计算电流的大小和变化规律，以确保电机的平稳运行。
1 绪论1.1 引言步进电动机一般以开环运行方式工作在伺服运动系统中，它以脉冲信号进行控制，将脉冲电信号变换为相应的角位移或线位移。
步进电动机可以实现信号的变换，是自动控制系统和数字控制系统中广泛应用的执行元件。
由于其控制系统结构简单，控制容易并且无累积误差，因而在20世纪70 年代盛行一时。
80 年代之后，随着高性能永磁材料的发展、计算机技术以及电力电子技术的发展，矢量控制技术等一些先进的控制方法得以实现，使得永磁同步电机性能有了质的飞跃，在高性能的伺服系统中逐渐处于统治地位。
相应的，步进电机的缺点越来越明显，比如，其定位精度有限、低频运行时振荡、存在失步等，因而只能运用在对速度和精度要求不高，且对成本敏感的领域。
技术进步给步进电动机带来挑战的同时，也带来了新的发展遇。
由于电力电子技术及计算机技术的进步，步进电动机的细分驱动得以实现。
细分驱动技术是70 年代中期发展起来的一种可以显著改善步进电机综合性能的驱动控制技术。
实践证明，步进电机脉冲细分驱动技术可以减小步进电动机的步距角，提高电机运行的平稳性，增加控制的灵活性等。
由于电机制造技术的发展，德国百格拉公司于1973 年发明了五相混合式步进电动机，又于1993 年开发了三相混合式步进电动机。
根据混合式步进电动机的结构特点，可以将交流伺服控制方法引入到混合式步进电机控制系统中，使其可以以任意步距角运行，并且可以显著削弱步进电机的一些缺点。
若引入位置反馈，则混合式步进电机控题正是借鉴了永磁交流伺服系统的控制方法，研制了基于DSP的三相混合式步进电机驱动器。
1.2 步进电机及其驱动器的发展概况按励磁方式分类，可以将步进电动机分为永磁式（PM）、反应式（VR）和混合式（HB）三类，混合式步进电动机在结构和原理上综合了反应式和永磁式步进电动机的优点，因此混合式步进电动机具有诸多优良的性能，本课题的研究对象正是混合式步进电机。
20 世纪60 年代后期，各种实用性步进电动机应运而生，而半导体技术的发展则推进了步进电动机在众多领域的应用。
步进电机该怎么驱动？记一个驱动步进电机的简单电路
在一些控制精度要求高一点的领域我们需要用到步进电机，如3D 打印机，雕刻机等。
一般要想控制好步进电机都需要编程，但是编程并不是人人都会，今天我们就来做一个不需要经过编程也能精确控制步进电机的电路。
先来看今天的主角之一的步进电机控制器
这个家伙可不简单，从它侧面的散热片来看就知道了。
这个控制器是比较傻瓜式的步进电机控制器，只要有稳定的输入方波，就能让它工作去驱动步进电机，今天我们的电路就是用555产生1K Hz的方波去让它驱动步进电机。
先来看原理图，备齐我们所需的元器件。
按照原理图将电路焊接好。
这里我们用了一个100K的电位器来实现调节不同频率的输出。
先来看看我们今天需要驱动的步进电机，这是一个42型的步进电机，想用它来做一个雕刻机，丝杆当做X轴。
另一个步进电机做y轴
我们将驱动器与555方波产生模块和步进电机连好，驱动器的连接方式我们用共阴极连接。
再次检查电路连接无误后我们上电，之间LED等一闪一闪，我们的步进电机缓缓转动起来，此时的步距角度是8度左右。
我们还可以控制步进电机的正反转。
【导读导读】】步进电机在工业控制中有着举足轻重的地位步进电机在工业控制中有着举足轻重的地位，，在步进电机驱动设计中，设计师难免会遇到各种让人纠结设计师难免会遇到各种让人纠结、、疑惑的问题疑惑的问题。
本次半月谈集网友之智慧本次半月谈集网友之智慧，，详细讲解步进电机多种驱动方式详细讲解步进电机多种驱动方式、、以及在设计中应注意的问题以及考虑的因素以及在设计中应注意的问题以及考虑的因素。
步进电机驱动方式有很多种，下文就分别讲解恒电压驱动方式和恒电流斩波驱动方式的不同之处。
恒电压驱动方式单电压驱动单电压驱动是指在电机绕组工作过程中，只用一个方向电压对绕组供电。
如图1所示，L 为电机绕组，VCC 为电源。
当输入信号In 为高电平时，提供足够大的基极电流使三极管T 处于饱和状态，若忽略其饱和压降，则电源电压全部作用在电机绕组上。
当In 为低电平时，三极管截止，绕组无电流通过。
图1 单电压驱动原理图为使通电时绕组电流迅速达到预设电流，串入电阻Rc ；为防止关断T 时绕组电流变化率太大，而产生很大的反电势将T 击穿，在绕组的两端并联一个二极管D 和电阻Rd ，为绕组电流提供一个泄放回路，也称“续流回路”。
单电压功率驱动电路的优点是电路结构简单、元件少、成本低、可靠性高。
但是由于串入电阻后，功耗加大，整个功率驱动电路的效率较低，仅适合于驱动小功率步进电机。
高低压驱动为了使通电时绕组能迅速到达设定电流，关断时绕组电流迅速衰减为零，同时又具有较高的效率，出现了高低压驱动方式。
图2 高低压驱动原理图如图2所示，Th、T1分别为高压管和低压管，Vh、V1分别为高低压电源，Ih、I1分别为高低端的脉冲信号。
在导通前沿用高电压供电来提高电流的前沿上升率，而在前沿过后用低电压来维持绕组的电流。
高低压驱动可获得较好的高频特性，但是由于高压管的导通时间不变，在低频时，绕组获得了过多的能量，容易引起振荡。
可通过改变其高压管导通时间来解决低频振荡问题，然而其控制电路较单电压复杂，可靠性降低，一旦高压管失控，将会因电流太大损坏电机。
恒电流斩波驱动方式自激式恒电流斩波驱动图3为自激式恒电流斩波驱动框图。
把步进电机绕组电流值转化为一定比例的电压，与D／A转换器输出的预设值进行比较，控制功率管的开关，从而达到控制绕组相电流的目的。
从理论上讲，自激式恒电流斩波驱动可以将电机绕组的电流控制在某一恒定值。
但由于斩波频率是可变的，会使绕组激起很高的浪涌电压，因而对控制电路产生很大的干扰，容易产生振荡，可靠性大大降低。
图3 自激式恒电流斩波驱动框图它激式恒电流斩波驱动为了解决自激式斩波频率可变引起的浪涌电压问题，可在D触发器加一个固定频率的时钟。
这样基本上能解决振荡问题，但仍然存在一些问题。
比如：当比较器输出的导通脉冲刚好介于D触发器的2个时钟上升沿之间时，该控制信号将丢失，一般可通过加大D触发器时钟频率解决。
、细分驱动方式这是本文讨论的重点，也是该系统采用的驱动方法。
细分驱动最主要的优点是步距角变小，分辨率提高，且提高了电机的定位精度、启动性能和高频输出转矩；其次，减弱或消除了步进电机的低频振动，降低了步进电机在共振区工作的几率。
可以说细分驱动技术是步进电动机驱动与控制技术的一个飞跃。
细分驱动是指在每次脉冲切换时，不是将绕组的全部电流通入或切除，而是只改变相应绕组中电流的一部分，电动机的合成磁势也只旋转步距角的一部分。
细分驱动时，绕组电流不是一个方波而是阶梯波，额定电流是台阶式的投入或切除。
比如：电流分成n个台阶，转子则需要n次才转过一个步距角，即n细分，如图4所示。
图4 二相电机细分电流阶梯波一般的细分方法只改变某一相的电流，另一相电流保持不变。
如图所示，在O°～45°，Ia保持不变，Ib由O逐级变大；在45°～90°，Ib保持不变，Ia 由额定值逐级变为0。
该方法的优点是控制较为简单，在硬件上容易实现；但由图5所示的电流矢量合成图可知，所合成的矢量幅值是不断变化的，输出力矩也跟着不断变化，从而引起滞后角的不断变化。
当细分数很大、微步距角非常小时，滞后角变化的差值已大于所要求细分的微步距角，使得细分实际上失去了意义。
这就是目前常用的细分方法的缺陷，那么有没有一种方法让矢量角度变化时同时保持幅值不变呢?由上面分析可知，只改变单一相电流是不可能的，那么同时改变两相电流呢?即Ia、Ib以某一数学关系同时变化，保证变化过程中合成矢量幅值始终不变。
基于此，本文建立一种“额定电流可调的等角度恒力矩细分”驱动方法，以消除力距不断变化引起滞后角的问题。
如图6所示，随着A、B两相相电流Ia、Ib的合成矢量角度不断变化，其幅值始终为圆的半径。
图5 二相电机相电流矢量合成图图6 电流可控的等角度恒力矩细分下面介绍合成矢量幅值保持不变的数学模型：当Ia=Im·cosx，Ib=Im·sinx 时(式中Im为电流额定值，Ia、Ib为实际的相电流，x由细分数决定)，其合成矢量始终为圆的半径，即恒力距。
等角度是指合成的力臂每次旋转的角度一样。
额定电流可调是指可满足各种系列电机的要求。
例如，86系列电机的额定电流为6～8 A，而57系列电机一般不超过6 A，驱动器有各种档位电流可供选择。
细分为对额定电流的细分。
为实现“额定电流可调的等角度恒力距”，理论上只要各相相电流能够满足以上的数学模型即可。
这就要求电流控制精度非常高，不然Ia、Ib所合成的矢量角将出现偏差，即各步步距角不等，细分也失去了意义。
步进电机的选择步进电机有步距角（涉及到相数）、静转矩、及电流三大要素组成。
一旦三大要素确定，步进电机的型号便确定下来了。
步距角的选择1、步距角的选择电机的步距角取决于负载精度的要求，将负载的最小分辨率（当量）换算到电机轴上，每个当量电机应走多少角度（包括减速）。
电机的步距角应等于或小于此角度。
目前市场上步进电机的步距角一般有0.36度/0.72度（五相电机）、0.9度/1.8度（二、四相电机）、1.5度/3度（三相电机）等。
静力矩的选择2、静力矩的选择步进电机的动态力矩一下子很难确定，我们往往先确定电机的静力矩。
静力矩选择的依据是电机工作的负载，而负载可分为惯性负载和摩擦负载二种。
单一的惯性负载和单一的摩擦负载是不存在的。
直接起动时（一般由低速）时二种负载均要考虑，加速起动时主要考虑惯性负载，恒速运行进只要考虑摩擦负载。
一般情况下，静力矩应为摩擦负载的2-3倍内好，静力矩一旦选定，电机的机座及长度便能确定下来（几何尺寸）电流的选择3、电流的选择静力矩一样的电机，由于电流参数不同，其运行特性差别很大，可依据矩频特性曲线图，判断电机的电流。
力矩与功率换算4、力矩与功率换算步进电机一般在较大范围内调速使用、其功率是变化的，一般只用力矩来衡量，力矩与功率换算如下：p= ω·mω=2π·n/60p=2πnm/60其p为功率单位为瓦，ω为每秒角速度，单位为弧度，n为每分钟转速，m 为力矩单位为牛顿·米p=2πfm/400(半步工作）其中f为每秒脉冲数（简称pps)步进电机在应用中的注意点1、步进电机应用于低速场合---每分钟转速不超过1000转，（0.9度时6666pps)，最好在1000-3000pps(0.9度）间使用，可通过减速装置使其在此间工作，此时电机工作效率高，噪音低。
2、步进电机最好不使用整步状态，整步状态时振动大。
3、由于历史原因，只有标称为12v电压的电机使用12v外，其他电机的电压值不是驱动电压伏值，可根据驱动器选择驱动电压（建议：57byg采用直流24v-36v，86byg采用直流50v,110byg采用高于直流80v），当然12伏的电压除12v 恒压驱动外也可以采用其他驱动电源，不过要考虑温升。
4、转动惯量大的负载应选择大机座号电机。
5、电机在较高速或大惯量负载时，一般不在工作速度起动，而采用逐渐升频提速，一电机不失步，二可以减少噪音同时可以提高停止的定位精度。
6、高精度时，应通过机械减速、提高电机速度,或采用高细分数的驱动器来解决，也可以采用5相电机，不过其整个系统的价格较贵，生产厂家少，其被淘汰的说法是外行话。
7、电机不应在振动区内工作，如若必须可通过改变电压、电流或加一些阻尼的解决。
8、电机在600pps（0.9度）以下工作，应采用小电流、大电感、低电压来驱动。
9、应遵循先选电机后选驱动的原则。
步进电机调速注意特点步进电机高速不能直接使用普通的交直流电源，需要专用的伺服控制器，应注意以下特点：1、可以用数字信号直接进行开环控制，整个系统简单廉价，位移与输入脉冲信号数相对应，步距误差不长期积累，开环控制系统既简单又具有一定的精度；在要求更高精度时，也可以采用闭环控制系统。
2、由于步进电机无刷，因此本体部件少，可靠性高。
3、易于起动，停止，正反转，速度响应性好；停止时一般有自锁能力。
4、步距角可在大范围内选择，在小步距情况下，能够在超低转速下高转距稳定运行，可以不经减速器直接驱动负载。
5、速度可在相当宽范围内平滑调节，可以用一台控制器同时控制几台步进电机完全同步运行。
6、步进电机带惯性负载能力较差，由于存在失步和共振问题，步进电机的加减速方法在不同的应用状态下，情况较为复杂。
步进电机定位不准怎么办？？步进电机定位不准怎么办在调机过程中发现步进电机定位不准现象怎么办？一般由以下几方面原因引起：1、改变方向时丢脉冲，表现为往任何一个方向都准，但一改变方向就累计偏差，并且次数越多偏得越多；2、初速度太高，加速度太大，引起有时丢步；3、在用同步带的场合软件补偿太多或太少；4、马达力量不够；5、控制器受干扰引起误动作；6、驱动器受干扰引起；7、软件缺陷；针对以上问题分析如下：1）一般的步进驱动器对方向和脉冲信号都有一定的要求，如：方向信号在第一个脉冲上升沿或下降沿（不同的驱动器要求不一样）到来前数微秒被确定，否则会有一个脉冲所运转的角度与实际需要的转向相反，最后故障现象表现为越走越偏，细分越小越明显，解决办法主要用软件改变发脉冲的逻辑或加延时。
2）由于步进电机特点决定初速度不能太高，尤其带的负载惯量较大情况下,建议初速度在1r/s以下，这样冲击较小，同样加速度太大对系统冲击也大，容易过冲，导致定位不准;电机正转和反转之间应有一定的暂停时间,若没有就会因反向加速度太大引起过冲。
3）根据实际情况调整被偿参数值，（因为同步带弹性形变较大，所以改变方向时需加一定的补偿）。
4）适当地增大马达电流，提高驱动器电压（注意选配驱动器），选扭矩大一些的马达。
5）系统的干扰引起控制器或驱动器的误动作，我们只能想办法找出干扰源，降低其干扰能力（如屏蔽，加大间隔距离等），切断传播途径，提高自身的抗干扰能力，常见措施：①用双纹屏蔽线代替普通导线，系统中信号线与大电流或大电压变化导线分开布线，降低电磁干扰能力。
