两相步进电机的双极细分驱动及Proteus仿真

时为

(扬州职业大学，江苏扬州225009)

步进电机是一种专门用于位置和速度精确控制的特种电机。步进电机的最大特点是其“数字性”，对于单片机发过来的每一个脉冲信号，步进电机在其驱动器的推动下运转一个固定角度(简称一步)。如接收到一串脉冲步进电机将连续运转一段相应距离，也可通过微电脑或单片机发送控制脉冲频率，直接对电机转速进行控制。因此，步进电机近年来在各行各业的控制设备中获得了越来越广泛的应用。

由于步进电机是一个弹性体系统，所以，有一个固有谐振频率。当步进速率等于电机固有频率时，电机可能会产生听得见的噪音变化，同时振动增加，在严重情况下，电机在振荡点附近可能会失步。使用细分驱动技术可以解决这一问题。

在工业控制领域，目前常用的控制电动机的芯片是PIC系列的单片机。本文选择PIC18F452高性能单片机芯片编写两相步进电机双极细分驱动程序，使用Protues仿真，测量其输出的细分驱动波形并观测步进电机的运行情况。

1 双极细分驱动原理

1.1 双极整步驱动

目前比较常用的双极步进电机驱动芯片是L298，驱动电路如图1所示。整步驱动波形从A、B、C、D四个端口送入，每4步为一次循环，其波形如图2所示。

从图2可以发现AB、CD为互补的逻辑波形，而A与C之间相互错开一步距离。因此，对于L298芯片，其驱动输入只需要A和C两路即可[1]。

图1 L298双极整步驱动电路

图2 L298双极整步驱动波形

1.2 双极细分驱动

将上述A和C两路矩形波，使用正弦波来代替时，步进电机的噪声与振动会立即消除，这样的方法称为细分驱动。……