单片机对仪表步进电机的细分控制

　　硬件设计和软件编程

　　根据细分原理可知，对于两相步进电机，需要同时控制两组线圈的电压大小和方向才能达到合成电流矢量控制的目的，控制线圈的电流大小有两种方案：其一是通过单片机写入数字量，由数模转换器件输出模拟电压，控制线圈电流大小;其二是通过某些单片机自带的PWM引脚输出占空比可控的方波，用其交流有效值控制线圈电流大小。很显然，按照正弦规律变化的占空比决定了线圈电流大小也按照相同的正弦规律变化。线圈的电压施加方向可以通过逻辑门电路来实现。

　　综上，选用具有两路16位精度PWM功能的ATMEGA48单片机，外围硬件电路设计如图2。

　　使用该单片机具有PWM功能的PB1和PB2连接PWM_A和PWM_B，使用两个普通引脚连接DIR_A和DIR_B即可实现对电机的控制。原理说明如下：电机的A、/A、B、/B分别对应四输入与门电路的3、6、8、11引脚。在DIR_A和DIR_B为低电平时，门电路的1、9引脚为0状态，三极管Q3、Q4截止，门电路的4、12引脚由于上拉处于1状态，这样，与门电路的3、8输出为0，即A、B为0;此时与门电路的6、11输出与PWM_A和PWM_B保持一致，即/A、/B由PWM_A和PWM_B决定。在其他状态下，也具有同类特点：A和/A之间、B和/B之间的通电极性由DIR_A和DIR_B决定;A和/A之间、B和/B之间的电流大小由PWM_A和PWM_B的占空比决定。而且只要三极管Q3、Q4工作正常，与门电路就不会出现逻辑混乱的情况。