的总旋转角度，电机的速度由每秒输入脉冲数目所决定，因此易实现机械位置的精准控制。而且由于价格低、可控性强等特点，使其在数字控制机床传送控制等自动控制领域中得到了广泛的应用。但随技术的发展以及公司制作的要求，步进电机传统的以单片机等微处理器为核心单元的低、生产所带来的成本高，系统稳定性不够，步进分辨率低、缺乏灵活性，低频时的振荡和噪声大，而且受步进电机机械结构和空间的限制，步进电机的步距角不可能无限的小，难以满足高精度开环控制的需求。由于FPGA编程方式简单，开发周期短，可靠性高，使其在工业控制领域的应用愈来愈普遍。本文在总结FPGA的分频技术和步进电机细分控制原理的基础上，通过PWM控制技术来提高步进电机的分辨率，仿真和实验表明，本文采取的措施有效地实现步进电机控制的高效、精确控制。

  步进电机的工作原理如图1所示，对四相步进电机而言，按照一定的顺序对各相绕组通电即可控制电机的转动。例如，当开关B与电源导通而其他开关断开时，在磁力线的作用下B相磁极和转子0,3号对齐;当开关C与电源导通而其他开关断开时，在磁力线号齿和C相绕组的磁极对齐。同理，依次向A,B,C,D四相绕组供电，电机就会沿着A,B,C,D方向转动。

  受步进电机的拍数和转子齿数的限制，步进电机的步距角不可能非常小，即每一单步控制的转动量相对来说还是比较大，在许多精密控制领域，步进电机的功能达不到使用要求。因此为了更好的提高步进电机的分辨率，需采用细分控制技术对其来优化控制。细分控制类似于插值，其基础原理就是将电机绕组中的电流细分，在两个控制电流之间增加许多中间状态的电流，使得步进电机可以工作在许多中间的状态，从而使得步进电机的每一步得到细分，其步距角更小，系统的分辨得到提高，性能得到优化。而细分控制通常有两种细分方式，一是使电流按线性规律变化来细分，二是按等步距角细分。为了比较两种细分方式的优劣，还有必要了解步进电机工作时的静态距角特征。

  式中：M 为电磁转矩;Mk 为一定绕组电流时的最大静转矩;对于反应式步进电机，当不考虑磁路饱和时，可以认为Mk 与电流i 的平方成正比，负号表示电磁转矩与定子磁场之间为楞次关系，即电磁转矩总是阻碍转子离开磁场最小磁阻的位置。