步進電機位置控制系統可以是開環的結構，也可以是閉環的結構。但出于經濟考慮，步進電動機位置控制系統一般采用開環系統結構。
　　1.  步進電動機位置控制系統組成在步進電動機位置控制系統中，位置指令一般是一串連續的脈沖。步進電動機繞組是按一定通電方式輪流工作的，為實現這種輪流通電，需將控制脈沖按規定的通電方式分配到電動機的每相繞組。這種分配既可以用硬件來實現，也可以用軟件來實現。實現脈沖分配的硬件邏輯電路稱為環行分配器。在計算機數字控制系統中，采用軟件實現脈沖分配的方式相應稱作軟件環行分配。
　　經過環行分配器輸出的進給脈沖是弱電信號，功率很小，不能驅動步進電機繞組，以產生足夠的電磁轉矩帶動負載運動。所以，經過環行分配器輸出的進給脈沖需要進行功率放大，達到一定的電流和電壓。因此，一個完整的步進電動機位置控制系統構成如圖10．5所示。

　　2.  步進電動機的脈沖分配電路

       1）．硬件脈沖分配器電路步進電動機的脈沖分配可以由硬件和軟件兩種方法來實現。硬件環形分配器需要根據步進電動機的相數和要求的通電方式而設計專門的電路，圖10．6所示為一個三相六拍的環形分配器。

　　分配器的主體是三個j -k觸發器。三個j—k觸發器的q輸出端分別經各自的功放線路與步進電動機a、b、c三相繞組連接。當qa=1時，a相繞組通電；qr=1時，b相繞組通電；qc一1時，c相繞組通電。dr+和dr是步進電動機的正反轉控制信號。
　　正轉時，各相通電順序：a--ab--b bc--c--ca反轉時，各相通電順序：a—ac—c—cb—b—ba圖10-6所示為的三相六拍環形分配器，其邏輯真值表如表10．1所示。

　　2）.軟件脈沖分配對于不同的計算機和接口器件，軟件環分有不同的形式，現以at89c51單片機配置的系統為例加以說明。
　　(1)由p1 fi作為驅動電路的接fi控制脈沖經at89c51的并行vo接口p1口輸出到步進電動機各相的功率放大器輸入，設p1口的p1．0輸出至a相，p1．1輸出至b相，p1．2輸出至c相。
　　(2)建立環形分配表為了使電動機按照如前所述順序通電，首先必須在存儲器中建立一個環形分配表，存儲器各單元中存放對應繞組通電的順序數值，如表10．2所示。當運行時，依次將環形分配表中的數據，也就是對應存儲器單元的內容送到p1口，使pl·0、p1·1、p1．2依次送出有關信號，從而使電動機輪流通電。

　　表為三相六拍環形分配表，k為存儲器單元基地址(16位二進制數)，后面所加的數為地址的索引值。
　　可見，要使電動機正轉，只需依次輸出表中各單元的內容即可。當輸出狀態已是表底狀態時，則修改索引值使下次輸出重新為表首狀態。如要使電動機反轉，則只需反向依次輸出各單元的內容。當輸出狀態達到表首狀態時，則修改指針使下一次輸出重新為表底狀態。
　　3.  步進電動機的功率驅動電路步進電動機的驅動電路實際上是一種脈沖放大電路，使脈沖具有一定的功率驅動能力。由于功率放大器的輸出直接驅動電動機繞組，因此，功率放大電路的性能對步進電動機的運行性能影響很大。對驅動電路要求的核心問題則是如何提高步進電動機的快速性和平穩性。目前，國內經濟型數控機床步進電動機驅動電路主要有以下幾種。
　　1）．單電壓限流型驅動電路圖10．7所示

是步進電動機一相的驅動電路，l是電動機繞組，晶體管vt可以認為是一個無觸點開關，它的理想工作狀態應使電流流過繞組l的波形盡可能接近矩形波。但是由于電感線圈中的電流指數規律上升，其時問常數τ=l/r，須經過3rl的時間后才能達到穩態電流。由于步進電動機繞組本身的電阻很小，所以，時間常數很大，從而嚴重影響電動機的啟動頻率。為了減小時問常數，在勵磁繞組中串以電阻r，這樣時間常數就大大減小，縮短了繞組中電流上升的過渡過程，從而提高了工作速度。
　　在電阻r兩端并聯電容c，是由于電容上的電壓不能突變，在繞組由截止到導通的瞬間，電源電壓全部降落在繞組上，使電流上升更快，所以，電容c又稱為加速電容。
　　二極管v在晶體管vt截止時起續流和保護作用，以防止晶體管截止瞬間繞組產生的反電勢造成管子擊穿，串聯電阻ro使電流下降更快，從而使繞組電流波形后沿變陡。
　　這種電路的缺點是r上有功率消耗。為了提高快速性，需加大r的阻值，隨著阻值的加大，電源電壓也勢必提高，功率消耗也進一步加大。正因為這樣，單電壓限流型驅動電路的使用受到了限制。

　　2）．高低壓切換型驅動電路

     高低壓切換型驅動電路的最后一級如圖10．8(a)所示，相應的電壓電流波形圖如圖10·8(b)所示。這種電路中采用高壓和低壓兩種電壓供電，一般高壓大于60v，低壓為5~20v。在vt，和vt。都截止時通過電源和v2為電機繞組提供放電回路。在t1～t2時間內。vl和vt2均飽和導通，+80v的高壓電源經過vl和vtp管加到步進電動機的繞組上，使其電流迅速上升，當時間到達t2時，或電流上升到某一數值時，ub2變為低電平，vt2截止，電動機繞組的電流由+12v電源經過vt1管來維持，此時，電流下降到電動機的額定電流，直到t3時ub1也為低電平，vt1管截止，電動機繞組電流下降到0。一般電壓ub1由脈沖分配經過幾級放大獲得，電壓ub2由單穩態電路再經脈沖變壓器獲得。

　　高低壓切換型驅動電路的優點是功耗小，啟動力矩大，突跳頻率和工作頻率高：缺點是大功率管的數nnnn--n，增加了驅動電源。另外，由于工作中電路參數的漂移，高壓脈沖的寬度很難掌握，偏寬則過流嚴重而導致電機發燙，偏窄則輸出轉矩不足而會引起失步。
　　3）.pwm型驅動電路

       恒頻脈寬調制驅動電路(in 10．9)就是把常用的斬波恒流和斬波平滑驅動電路的優點集于一身，所以功能更好。v1是20khz的方波，它作為各相d觸發器的時鐘信號cp·以保證各相以同樣的頻率進行斬波。v2是步進控制信號。
　　vref是比較器op的正輸入端信號，它用于確定電機繞組電流il的穩定值。

　　恒頻脈寬調制功率放大電路不但有較好高頻特性，而且有效地減少了步進電機的噪聲，同時還降低了功耗，因此體積也可以減小。由于斬波的頻率較高，對功放管的要求也稍高，但是在現有的電力電子器件發展水平下這已不成問題。

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