1.设计内容
本设计主要是步进电机的控制电路。根据步进电机的工作原理，采用脉冲分配器和功率放大器使步进电机工作。
2.设计要求
a.步进电机能够正反转；
b步进电机进给速度可调，并能够进行步进控制；
c步进电机的工作方式可调
3.方案的初步选定
数控自动进给的私服系统采用：功率步进电机作为伺服装置;电子控制部分主要是实现对步进电机的控制（图1）
振荡电路：产生具有一定频率的连续脉冲信号；
分频电路：对震荡电路产生的连续信号，经分频电路产生几种不同频率的脉冲信号，使步进电机获得不同转速；
脉冲分配器：将连续的脉冲信号按步进电机的工作方式分配成步进电机所需的脉冲信号；
驱动电路：将脉冲分配器的输出信号进行功率放大，驱动步进电机工作；
速度控制电路：使步进电机获得不同频率的脉冲信号，从而获得不同的速度；
步进电机工作方式和正反转控制电路：根据步进电机不同的工作方式控制其正反转
4系统硬件电路设计
4.1步进电机特点
步进电机作为自动控制领域的主要控制元件之一，具有以下特点：
a。在单片机应用系统中，它可以直接接受由计算机系统输出的数字信号；
b。可方便地实现机械移位。例如，步进电机配合丝杆和齿轮可把角度变化为直线位移；
c，控制灵敏度高，快速启动停止能力，可快读启停
d，速度变化不失步。一般不进点击的速率为200-1000步/每秒，在速率变化时不会失步；
e，步距角变化大、精度高。在没有齿轮减速的情况下，步距角范围为90度-0.36度/步；
f，能精确返回原位。无论变阻式还是永磁式步进电机，都能精确地返回电机的起始位置；
g，控制脉冲与角位移能精确同步。在单片机控制应用系统中，可以利用电机控制脉冲与它的角位移精确同步的特点，实现对物理量的控制；
H控制方便，可靠，精确定位。例如在执行机构的控制中，步进电机可方便的带动多圈电位器或者旋转变压器，以调节电压或电流，实现对执行机构的控制。
4.1.2步进电机的类型及选择
常用的步进电机有：反应式(VR),永磁式(PM)，混合式(HB)，单相式
步进电机
a永磁式步进电机一般为两相，转矩小，体积小，步进角一般为7.5度或者15度
b反应式一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但是噪声和振动都很大。反应式步进电机转子由软磁材料组成，定子上有多相绕组，利用磁导的变化产生转矩；
c混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。他分为两相和五相：两相步进角为1。8度，五相一般为0.72度。其应用最广泛。
4.1.3步进电机计算
两相步进电机：
齿距角：Qz=2π/Z z为转子齿数
步距角（转子走一步所转过的角度）：Qn=q=Qz/N=2π/NZ N:步进电机工作拍数；
步进电机转速：n=60xf/NxZ(转/分） f-脉冲频率（赫兹）
4.1.4步进电机的脉冲波形图 
4.1.5两相步进电机的三种工作方式；
步进电机有两种工作方式：
单拍，通电顺序：A-B-ˉA-ˉB
双拍，通电顺序：AB-BˉA-ˉAˉB-ˉBA
两相八拍，通电顺序：A-AB-B-BˉA-ˉA-ˉAˉB-ˉB-ˉBA
a.步进电机为两相双四拍运行状态：当电机绕组通电顺序为A-B-ˉA-ˉB为正转;A
-ˉB-ˉA-B为反转。当N=4，步距角=Qn=q=Qz/N=2π/NZ =18度，步进电机转一圈所需的步进数为360度/18度=20（步进数）
b步进电机为两相双四拍运行状态：当电机绕组的通电顺序为AB-BˉA-ˉAˉB-ˉBA时为正转；A/ˉB-/ˉB/ˉA-/ˉAB-BA为反转。步距角及步进数计算同上
c步进电机为两相八拍运行状态：步进电机绕组通电顺序为A-AB-B-BˉA-ˉA-ˉAˉB-ˉB-ˉBA为正转，通电顺序为A-AˉB-ˉB-ˉBˉA-ˉA-ˉAB-B-BA时为反转。N=8时，步距角=Qn=q=Qz/N=2π/NZ=9度，则步进电机转一圈所需步进数为360度/9度=40步进数。
4.1.6两相步进电机的数学模型
单拍的步进电机的数学模型
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