许多机械加工需要微量进给，要实现微量进给，步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机都可作为驱动元件。对于后两者，必须使用较精密的传感器并且构成闭环控制系统才能实现微量进给的驱动要求，线路复杂，设备成本较大。步进电机具有较好的低速运行特性和较宽的调速范围，数控简单，成本低，无积累误差，并能准确地移动和定位，因此在频率特性和力矩特性满足要求的条件下，往往选择步进电机作为驱动元件，组成低成本且简单的控制系统，实现进给驱动。相应的进给机构也较为简单，步进电机直接通过丝杠带动负载，以克服机械爬行和间隙等不足。步进电机运行控制的通常方法是1个步进脉冲转子转过1个步距角，即使目前具有最小步距角的步进电机和最小导程的丝杠，就步进电机通过丝杠直接驱动负载这种而言，其相应进给量也较大，不能满足微量进给的要求，此时若使用细分驱动技术，即1个步距角分成若干小步走完，使得每一小步的步距角更小，即可实现微量进给驱动。如可选用恒频脉冲方法调宽细分驱动的方法，使得步进电机可作为某些进给机构的驱动元件，完成微量进给的机械加工。基于单片机控制的优点，这种步距角细分采用单片机控制准确而可靠。
步进电机步距角细分驱动步进电机步距角细分驱动的工作原理是：在每次输入脉冲切换时，不是将绕组电流全部通入或切除，而是只改变相应绕组中额定的一部分，则电机转子的每步运动也只有步距角的一部分。这里绕组电流不是1个方波，而是阶梯波，额定电流是台阶式的投入或切除，电流分成多少个台阶，则转子就以同样的个数转过1个步距角。这样将1个步距角细分成若干步的驱动方法称为细分驱动。
细分驱动的特点是：1）在不改变电机结构参数的情况下，能使步距角减小。但细分的步距角精度不高，功率放大驱动电路也相应复杂； 2）能使步进电机运行平稳，提高匀速性，并能减弱或消除振荡。
要实现细分就需要将输入步进电机绕组的矩形电流波改变成阶梯形细分电流波，即设法使输入电机绕组的电流以若干个等幅、等宽度阶梯上升到额定值，并以同样的阶梯从额定值下降为零。
本文采用恒频脉冲调宽细分驱动技术实现上述细分电流波形。
细分后的电流波形和系统控制方案1.细分之后的电流波形（以三相六拍步进电机三细分为例）2.系统控制方案本文就实现步进电机步距角细分的单片机控制系统进行了研究，并且对系统控制性能进行了试验与分析。
步进电机步距角细分单片机控制系统电路组成如所示，本系统采用8031单片机，其主要外围电路有： D触发器，用于恒频脉宽调制和阶梯控制的合成； D/ A转换器产生阶梯电压，此电压通过比较器与绕组电压比较后传送给D触发器；功率放大器用于将D触发器输出的恒频脉冲调宽信号进行功率放大，以驱动步进电机。此外，系统采用LED显示器显示过程信息和操作提示，程序存储器存储控制程序，键盘用来设定各种参数。
单片机细分控制系统工作原理，首先通过键盘设定细分步数及采用几细分，并在八位数码管显示，这时系统通过8031控制开始工作，当步进电机有跳变相时，与该相连接的模拟开关闭合，选中此D/ A转换开始工作， D/ A转换输出电压V out， V out与电压比较器同相端相接，而步进电机该相输出电压V 1，并与电压比较器反相端相接，进行电压比较。当V 1> V out时，电压比较器输出低电平， D触发器清零，开关管组成的功放级截止， I 1因绕组能量泄放而下降，出现V 1 < V out时，电压比较器输出高电平， CP脉冲的上升沿使D触发器的Q= 1，功放级导通，则绕组电流I 1上升，结果是V 1 > V out，又使电压比较器输出低电平， D触发器清零，功放级截止， I 1因绕组能量泄放而下降，又出现V 1 < V out。此过程一直往复。由于恒频脉冲频率较高，使V 1基本保持在V out值，且I 1波顶比较平稳。这样通过D/ A转换输入不同的阶梯电压，产生不同的阶梯电流，达到了步距角细分的目的。
系统软件系统软件采用单片机M CS-51语言编写。阶梯波脉冲数做成表格，程序中采用查表法输出脉冲，这样节省了每次输出计算所需时间，在高速输出脉冲时比较均匀稳定。系统输出脉冲频率使用8031 ALE端输出，输出几细分由键盘设定，数值为2， 3， 4…4 000，如果不设定，细分的默认值是3.
结语用步进电机细分驱动控制系统进行了细分实验，以三细分为例进行对阶梯电压的调试， D/ A转换输出的阶梯电压通过示波器显示出来，达到了预想的目的。
对步进电机步距角细分单片机控制系统设计，将设计结果归纳如下：1.采用单片机控制能实现步进电机步距角细分，并且硬件电路具有通用性，能够满足不同细分的要求。
2.软件程序设计以三细分为例，主要采用单片机指令编程，也可以采用PLM语言进行软件编程。
3.试验结果表明，所采用的模拟实验，达到了预期的目的，以三细分为例可以产生三细分电压，这样可以达到步距角三细分的目的。
总之，此设计电路硬件图具有通用性和可扩展性；软件程序也具有扩展性，可以继续进行研究采用不同的计算机语言进行综合编程，不断完善软件程序的优化。
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