電機步進電機是一種將電脈沖信號轉換成相應角位移或線位移的電動機。每輸入一個脈沖信號，轉子就轉動一個角度或前進一步，其輸出的角位移或線位移與輸入的脈沖數成正比，轉速與脈沖頻率成正比。因此，步進電動機又稱脈沖電動機。

步進電機相對于其它控制用途電機的最大區(qū)別是，它接收數字控制信號(電脈沖信號)并轉化成與之相對應的角位移或直線位移，它本身就是一個完成數字模式轉化的執(zhí)行元件。而且它可開環(huán)位置控制，輸入一個脈沖信號就得到一個規(guī)定的位置增量，這樣的所謂增量位置控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的直流控制系統(tǒng)相比,其成本明顯減低，幾乎不必進行系統(tǒng)調整。步進電機的角位移量與輸入的脈沖個數嚴格成正比，而且在時間上與脈沖同步。因而只要控制脈沖的數量、頻率和電機繞組的相序,即可獲得所需的轉角、速度和方向。

步進電機整機結構簡單，可以在寬廣的頻率范圍內實現調速，其轉速不受負載大小的影響，過載性好，動作相應快，控制方便，可實現快速起停、正反轉控制。

步進電機是數字控制電機，其驅動電路根據控制信號工作，它將脈沖信號轉變成角位移，即給一個脈沖信號，步進電機就轉動一個角度，因此非常適合單片機控制。通過單片機控制可以實現由脈沖分配進行控制換相順序，由給定工作方式正序換相通電控制步進電機的(即實現步進電機正轉或反轉)，通過改變兩個脈沖的間隔控制步進電機的速度等調節(jié)。用普通的51單片機像AT89C2051或STC12C1052 + THB7128或THB6064這類芯片來組合就可以了。

用TPC4-4TD等型號的定時程序控制器控制步進電機十分方便，采用表格設置無需編程，可以設置脈沖頻率、脈沖個數以及方向控制的數據值，可對步進電機實現速度控制、位置控制、長度控制、定時控制等各種基本的運行功能。

采用高性能DSP，通過DSp采用總線電壓和電機的運行電流，在通過控制算法實現對步進電機的電流閉環(huán)控制，即可實現對步進電機的精確控制，同時可以通過控制算法改善步進電機中低速的振動和噪聲。如英納仕的EZM系列步進驅動系統(tǒng)采用DSP控制，在中低速段可以獲得接近伺服的運行性能。

基于PLC 的控制。通過PIC 編程輸出一定數量的方波脈沖，控制步進電機的轉角進而控制伺服機構的進給量，通過編程控制脈沖頻率來控制步進電機的轉動速度，進而控制伺服機構的進給速度。

步進電機受電脈沖信號控制，電脈沖信號的產生、分配、放大全靠電子元器件的動作來實現。

1、基于電子電路控制系統(tǒng)

采用閉環(huán)控制，能實現高精度細分，實現無級調速。閉環(huán)控制是不斷直接或間接地檢測轉子的位置和速度，然后通過反饋和適當的處理，自動給出脈沖鏈，使步進電機每一步響應控制信號的命令，從而只要控制策略正確電機不可能輕易失步。

2、基于PLC 的控制

PLC 也叫可編程控制器，是一種工業(yè)上用的計算機。PLC 作為新一代的工業(yè)控制器，由于具有通用性好、實用性強、硬件配套齊全、編程簡單易學和可靠性高等優(yōu)點而廣泛應用于各行業(yè)的自動控制系統(tǒng)中。

3、基于單片機的控制

采用單片機來控制步進電機，實現了軟件與硬件相結合的控制方法。用軟件代替環(huán)刃彡分配器，達到了對步進電機的控制。系統(tǒng)中采用單片機接口線直接去控制步進電機各相驅動線路。

1、可以用單片機+全集成步進電機驅動芯片來整全應用，這樣比較簡單，控制上很方便。用普通的51單片機像AT89C2051或STC12C1052+THB7128或THB6064這類芯片來組合就可以了。

2、單片機根據輸入來決定輸出的脈沖數量，讓步進電機驅動芯片轉化成功率信號驅動步進電機。

3、因為是一個脈沖走一步的，所以輸出的脈沖數還要考慮到細分數的問題，固定轉動步數、角度的程序還是比較容易編。像1.8度的步進電機，2細分時，轉一圈就需要400個脈沖，轉半圈只需要200個脈沖，轉90度只需要100個脈沖，如此類推。

4、程序的話，固定一個適當的頻率，按鍵觸發(fā)啟動定時器，然后在定時中斷里取反一個IO端口做脈沖輸出，再放入一個累加變量做計算，算脈沖數量，是取反兩次輸出一個完整的脈沖，在主程序中設定一個需要的脈沖數量來作為條件控制定時器的開啟和關閉，然后循環(huán)等待條件滿足

5、如果想把控制、驅動、和步進電機都整合在一起，比較麻煩，小電機還好，大電機的干擾是個問題。

控制步進電機的轉速，主要通過改變控制脈沖頻率來控制的，只是要注意驅動器的細分值的大小，例如如果是整步，電機每運行運轉需要200個脈沖，如果半步，電機運行運轉需要400個脈沖，像EZM552這類數字式驅動器，最大細分值可達512，電機每運行運轉需要512*200=102400個脈沖。也就是說：在細分為512時，電機轉速是1rps，控制脈沖的頻率是102400Hz;電機轉速2rps，控制脈沖頻率為204800Hz。

步進電機調速控制方法：

步進電機只能夠由數字信號控制運行的，當脈沖提供給驅動器時，在過于短的時間里，控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖數太多，也就是脈沖頻率過高，將導致步進電機堵轉。要解決這個問題，必須采用加減速的辦法。就是說，在步進電機起步時，要給逐漸升高的脈沖頻率，減速時的脈沖頻率需要逐漸減低。這就是我們常說的“加減速”方法。

步進電機轉速度是根據輸入的脈沖信號的變化來改變的，從理論上講，給驅動器一個脈沖，步進電機就旋轉一個步距角(細分時為一個細分步距角)。實際上，如果脈沖信號變化太快，步進電機由于內部的反向電動勢的阻尼作用，轉子與定子之間的磁反應將跟隨不上電信號的變化，將導致堵轉和丟步。所以步進電機在高速啟動時，需要采用脈沖頻率升速的方法，在停止時也要有降速過程，以保證實現步進電機精密定位控制。加速和減速的原理是一樣的。

以加速實例加以說明：加速過程是由基礎頻率(低于步進電機的直接起動最高頻率)與跳變頻率(逐漸加快的頻率)組成加速曲線(降速過程反之)。跳變頻率是指步進電機在基礎頻率上逐漸提高的頻率，此頻率不能太大，否則會產生堵轉和丟步。

加減速曲線一般為指數曲線或經過修調的指數曲線，當然也可采用直線或正弦曲線等。使用單片機或者PLC，都能夠實現加減速控制。對于不同負載、不同轉速，需要選擇合適的基礎頻率與跳變頻率，才能夠達到最佳控制效果。

指數曲線，在軟件編程中，先算好時間常數存貯在計算機存貯器內，工作時指向選取。通常，完成步進電機的加減速時間為300ms以上。如果使用過于短的加減速時間，對絕大多數步進電機來說，就會難以實現步進電機的高速旋轉。