随着微控制器技术的快速发展,特别是高性能可编程逻辑器件的出现,以及步进电机制造工艺的发展和各种先进的步进电机细分控制策略的提出,极大的促进了步进电机控制技术的发展,使得步进电机驱动系统集成化设计的实现成为可能。本文从三相混合式步进电机的数学模型出发,对步进电机的细分驱动方式进行了研究。分析了三相混合式步进电机和同步电机之间的关系,将其视为步进运行的同步电机,提出了在步进电机中引入空间电压矢量法。本文根据设计要求进行了三相混合式步进电机驱动系统的芯片选择和硬件电路设计。以FPGA为核心器件,集成了驱动和控制部分,大大简化了逻辑控制电路。采用IR公司的IR2175芯片设计了电流反馈环节,使得三相定子绕组电流严格跟踪电流给定变化。应用IGBT智能功率模块作为系统的功率环节,减小了系统的体积,提高了抗干扰性能。同时根据产品要求,设计了一套可靠的硬件保护电路。设计过程采用模块化设计方法。用VHDL硬件描述语言对电路进行描述,采用Xilinx的ISE集成化工具进行了综合和布局布线,使用第三方仿真软件Modelsim进行仿真。采用MicroBlaze内核的32位微处理器实现电机控制器的功能,充分利用FPGA芯片的资源,优化程序,提高模块的工作频率,提高芯片的控制精度。基于以上理论,本文以Xilinx公司的XC3S400芯片为核心,开发出三相混合式步进电机集成驱动系统。文中对整个系统的架构及硬件电路和软件的实现都做了详细的介绍,最后通过仿真和实验分析验证了此控制方案的可行性。