步進電機是一種離散運動的裝置，它和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著緊密的本質(zhì)的聯(lián)系。步進電機亦是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移或直線位移的執(zhí)行機構(gòu)，當步進電機驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(又稱之為步進角)，為此可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的;同時可以通過脈沖頻率來控制步進電機的轉(zhuǎn)動速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。從以上所述可知，步進電機是可以用脈沖信號直接進行定位控制，由于其具有一定的精度，且控制線路簡單，使用方便、可靠;因此它廣泛地應用于工業(yè)自動控制、數(shù)控機床、組合機床、機器人、計算機外圍設(shè)備(掃描儀、磁盤驅(qū)動器、打印機)、照相機(包括光學照相機與數(shù)碼照相機)，投影儀、數(shù)碼攝像機、放像機(VCD、DVD 等)、大型望遠鏡、衛(wèi)星天線定位系統(tǒng)、醫(yī)療器械、條碼掃描儀以及各種可控機械工具等等。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，技術(shù)的進步和電子技術(shù)的發(fā)展，步進電機的應用領(lǐng)域更加廣闊，同時也對步時電機的運行性能提出了更高的要求。

單片機控制步進電機具有功能靈活多樣，脈沖輸出準確，實時性強等特點，通過軟件設(shè)計可以實現(xiàn)各種復雜的控制，其系統(tǒng)成本較低，近些年來已被廣泛應用在各種不同的運動控制系統(tǒng)中。在實際應用中，若步進電機在升降速時，脈沖頻率的變化不合理，就會使電機失步或者過沖，使系統(tǒng)無法做到精確定位;同時，由于系統(tǒng)快速性的要求，電機需要很快地完成加減速過程。這里設(shè)計了基于PIC單片機的步進電機控制系統(tǒng)，分析快速性最好的指數(shù)型加減速曲線在實際系統(tǒng)中的應用規(guī)律，提出了一種升降速曲線的優(yōu)化方法，采用了硬件、軟件抗干擾技術(shù)措施?？梢酝ㄟ^鍵盤輸入數(shù)據(jù)與指令，并能通過旋鈕方便地實現(xiàn)電機的連續(xù)調(diào)速，實時設(shè)置與顯示步進電機的工作方式。

步進電機是一種將脈沖電流轉(zhuǎn)換為角速度的執(zhí)行器。當步進驅(qū)動器接受到一個差分信號，它就驅(qū)動器步進電機就按設(shè)置的方位旋轉(zhuǎn)一個固定不動的視角(橫距角)。根據(jù)控制單脈沖數(shù)量來控制角速度量，能夠 做到精確精準定位;另外能夠 根據(jù)控制單脈沖頻率來控制電機旋轉(zhuǎn)的速率和瞬時速度，做到變速的目地;能夠 根據(jù)更改各相的接電源次序，控制步進電動機的旋轉(zhuǎn)方位。

步進電機的特性

1、步進電動機的角速度與脈沖信號嚴苛正相關(guān)，因而，它沒有總計偏差，具備優(yōu)良的追隨性。

2、步進電動機的動態(tài)性回應快，便于起停、正反轉(zhuǎn)及調(diào)速。

3、速率可在非常寬的范疇內(nèi)光滑調(diào)整，低速檔下仍能確保得到很大轉(zhuǎn)距，因而，一般能夠 無需降速設(shè)備而立即驅(qū)動器負荷。

4、步進電動機只有根據(jù)脈沖電源供電系統(tǒng)才可以運作，它不可以立即應用交流電和直流開關(guān)電源。

根據(jù)步進電機控制系統(tǒng)所要完成的功能，軟件程序主要有：故障中斷處理程序、定時移位中斷程序、步進控制信號中斷處理程序、相序刷新和通信處理程序、升降速曲線自適應控制處理程序。

步進電機由于是由脈沖信號控制的，所以完全可以采用開環(huán)控制方式，這在精度要求不高的場合，不失為一種簡單、實用、經(jīng)濟而可行的技術(shù)方案。但是，在開環(huán)控制的步進電機驅(qū)動系統(tǒng)中，其輸入的脈沖不依賴轉(zhuǎn)子的位置，而是事先按照一定規(guī)律給定的，控制系統(tǒng)不能跟隨運行頻率和負載大小而調(diào)整其控制參數(shù)，這就給步進電機的開環(huán)運行帶來一些不利因數(shù)，特別是在低頻、中頻的某些頻率點，將會出現(xiàn)振蕩，而在高頻區(qū)又將出現(xiàn)電磁力矩下降的情況;振蕩和電磁力矩的下降都有可能造成失步和位置控制不準的后果。

閉環(huán)反饋控制加自適應控制是直接或間接地檢測轉(zhuǎn)子的位置和速度，通過反饋和自適應處理，按照優(yōu)化的升降運行曲線，自動地發(fā)出驅(qū)動的脈沖串，不僅可使步進電機的拖動力矩特性有顯著提高，可獲得更精確的位置控制和較高較平穩(wěn)的轉(zhuǎn)速，而且可以使步進電機在許多其他領(lǐng)域內(nèi)獲得更大的通用性與實用性。